海天化合成氨装置大型设备吊装方案Word格式.docx
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吊车的履带计算长度:
L=12米
吊车的履带计算宽度:
b=1.5米
由此总重量引起的对地压强:
q1=2*505/3(12x1.5)=17.9吨/平方米
所以在吊装场地的地耐力要求大于17.9吨/平方米。
1.1.3.结论:
一段转化炉对流段组件的最大重量为174.3吨,采用CC4800型吊车(SH模式),抱杆长54米,回转半径20米时,安全吊装重量为157吨。
此时,吊装靠近辐射段的组件重量为153.3吨,吊装空间足够满足吊装条件。
在吊装174.3吨的组件时,吊车的回转半径为18米,此时吊车的最大吊装重量为186吨,能满足吊装条件。
地耐力要求大于17.9吨/平方米。
1.2.CO2(122-MD)再生塔吊装:
(见附图1)
再生塔尺寸:
φ6000x65000mm
再生塔重量:
320吨
选择CC4800吊车(SSL模式)。
吊车的主抱杆长78米,回转半径16米。
此时最大安全吊装重量为326吨。
吊装空间计算示意图
1.2.1.吊装空间计算:
吊车抱杆与水平夹角:
β=arccos(16-2-2.3)/78=81.37°
吊车抱杆顶离地高度:
H=sinβx78+3.67=80.78m
吊车抱杆与再生塔之间距离:
C0=(((H-65.8)/tgβ+2.3)-3)sinβ=1.55m(安全)
吊车吊钩与抱杆顶之间距离:
h=H-65.8-h’=80.78-65.8-6=8.98m(安全)
1.2.2.吊车要求的地耐力计算:
吊车回转平台配重:
吊篮配重:
W2’=200吨
W3=30吨
W4=325吨
W1+W2+W3+W4=120+160+200+30+325=835吨
b=1.5米
q1=2*835/(3(12x1.5))=30.9吨/平方米
所以在吊装场地的地耐力要求大于30.9吨/平方米,在地耐力不够时必须采用枕木、钢板加固地面。
1.1.4.结论:
CO2再生塔重量为320吨,采用CC4800型吊车(SSL模式),抱杆长78米,回转半径16米时,安全吊装重量为326吨。
此时,吊装空间足够满足吊装条件。
地耐力要求大于30.9吨/平方米。
1.3氨合成塔(105-MD)吊装:
合成氨塔尺寸:
φ3500x30000mm
氨合成塔重量:
490吨
选择CC4800型吊车(SSL模式)。
吊车的主抱杆长42米,回转半径12米。
此时最大安全吊装重量为500吨。
1.3.1.吊装空间计算:
β=arccos(12-2-2.3)/42=79.43°
H=sinβx42+3.67=44.95m
吊车抱杆与氨合成塔之间距离:
C0=(12-2.3)sinβ-3.67/2-2=5.78m
吊车履带与氨合成塔之间距离:
L=12-6.53-1.75=3.72m
1.3.2.吊车要求的地耐力计算:
W4=515吨
W1+W2+W3+W4=75+162+320+20+515=1015吨
q1=2*1015/(3(12x1.5))=37.6吨/平方米
所以在吊装场地的地耐力要求大于37.6吨/平方米,在地耐力不够时必须采用枕木、钢板加固地面。
1.1.5.结论:
氨合成塔重量为490吨,采用CC4800型吊车(SSL模式),抱杆长42米,回转半径12米时,安全吊装重量为500吨。
吊装场地采用枕木、钢板加固地面。
1.4压缩厂房内压缩机吊装:
(附图2)示意图是用大吊车吊装压缩机厂房内压缩机。
压缩机厂房内合成氨设备中103-MJ/103-MJT为最重72吨,采用吊车CC4800(SH模式),54米抱杆,26米回转半径,此时的吊装能力为103吨。
吊装时候要求吊装部位的厂房顶部屋面及结构暂时移去,吊装以后复位。
(如果考虑尿素CO2压缩机95吨的吊装,也能满足要求。
)
2.吊装计划:
(见图3)
计划中仅包括CC4800型(800吨)大吊车的吊装(包括辅助吊车M4600〈300吨〉),其它设备只要到现场,而且不妨碍大型设备的吊装的情况下,随时可以用150吨吊车吊装(包括二台150吨吊车抬吊)。
3.吊装平面布置:
(见附图4)
4.吊装主要机具:
吊车吊装主要吊装机具计划一览表。
序号
机具名称
型号规格
单位
需用量
备注
1
大型吊车
CC4800(800T)
台
租用
M4600(300T)
坦克吊
150T
2
50T
2
汽车吊
75T
3
吊装钢丝绳
6×
37—Φ63
米
200
37—Φ56
37—Φ52
37--Φ42.5
300
19--Φ39
500
19--Φ35
10
卡环
500T
个
250T
100T
4
80T
8
5.吊车吊装所需人力:
技术专业或工种
人数
起重工程师
起重技术员
起重技师
起重工
20
5
机械维修工
6
普工
30
三.抱杆吊装大型设备方案:
1.抱杆吊装的进度计划:
1.1进度安排原则:
a.对于用抱杆吊装的设备根据设备吊装计划程序运输到设备基础边,以便用抱杆和150吨吊车卸车,使之具备吊装条件。
b.本装置拟采用二套抱杆(200TX2,100TX2)和一套600T龙门吊吊装。
c.在时间安排上要满足总体计划要求,尽早结束用抱杆吊装的全部工作。
拆除抱杆、拖拉绳、锚点等,不影响其他安装工作。
因此,压缩机及快装锅炉等设备不考虑用抱杆吊装。
d.主要设备吊装方式:
设备位号
设备名称
设备尺寸
宽*高*长
(米)
设备安装标高
设备重量
(吨)
设备类型
(卧/立)
吊装方式
101-B
一段转化炉对流段组件
4.9*5.6*15
80-180
立
200T抱杆组合临机
103-MD
二段转化炉
5*5.2*25
225
200Tx2抱杆
105-MD
氨合成塔
3.5*3.7*30
490
卧
600T龙门吊
141-MD
汔包
2.3*2.5*10
83
200T抱杆
2201-MV
快装锅炉
5.5*6.5*9
90
100T抱杆
104-MD1
高温变换炉
3.5*3.5*6
105
100Tx2抱杆
104-MD2
低温变换炉
4*4*6
113
121-MD
CO2吸收塔
5*5*45
360
200Tx2抱杆
122-MD
CO2再生塔
6*6*60
320
其它
101-MC,102-MC
163-MD等
106-MD,
109-MDA/B等
1.2抱杆吊装进度计划表:
(见图5)
1.3抱杆行走路线及锚地布置图:
(见图6)
2.主要大型设备吊装计算:
(列举主要吊装类型)
2.1.CO2吸收塔(121-MD)吊装计算:
(分别用单抱杆和双抱杆吊装作计算对比)
双抱杆吊装再生塔计算简图(见图7)
计算荷重
P=1.1k(Q+q)=441.65(吨)
Q吊物重(设备重量)=360(吨)
q吊具重=5(吨)
k=动载系数1.1
α滑车组与抱杆中心线的夹角
α=tg-1[B-(e2+R)/L'
-(n1+h)]=6.77°
n1:
设备吊点高度=40(米)
R设备半径=2.5(米)
B抱杆中心线到设备基础中心线距离5.2(米)
h设备基础螺栓顶面离地高度=0.8(米)
P1滑车组受力
P1=P/2cosα=222.24(吨)
S卷扬机所需牵引力
S=P1/k1=17.18(吨)
k滑车组的机械利益系数(根据选用的滑车组有效绳数查表)由于采用双抽以滑车组的一半轮子来查表得6.47
k1由于采用双抽所以总的滑车组的机械利益系数为k的2倍=12.94
Pd滑车组上部绑绳受力
Pd=(P12+(2S)2+2P12Scosα)1/2=256.5(吨)
Pt抱杆主拖拉绳受力
Pt=P1(L'
sinα+e2cosα)/Lcosβ+e1sinβ=31.6(吨)
β拖拉绳与地面的夹角30°
L拖拉绳绑点到抱杆底部的长度60.5(米)
L'
滑车组绑点到抱杆底部的长度58.5(米)
e1拖拉绳绑点到抱杆中心线的距离0.6(米)
e2滑车组绑点到抱杆中心线的距离0.6(米)
Pc抱杆支座的垂直压力
Pc=P/2+Ptsinβ+t+G=304.12(吨)
t拖拉绳予张力给抱杆头总的垂直压力
t=(n-1)Tsinβ=17.5000(吨)
G抱杆的重量50(吨)
T每根拖拉绳的予张力=5(吨)
n拖拉绳根数=8
抱杆对地面压力:
q=Pc/42=304.12/16=19吨/平方米
抱杆强度及稳定性验算
抱杆中部的力学特性:
主支角钢采用:
L200x20
L=200X18
截面积:
F=76.505(cm2)
惯性矩:
Ix=2867.3(cm4)
截面系数:
Wx=200.42(cm3)
重心距离:
Z0=6.7(cm)
L200x18
F'
=69.301(cm2)
Ix'
=2620.64(cm4)
Wx'
=182.22(cm3)
Z0'
=5.7(cm)
板厚t=1.2(cm)
板宽B=150(cm)
板面积180(cm2)
ΣF=2(F+F'
)+t*B=471.612(cm2)
X={2[F×
Zo+F'
×
(b-Zo'
)]-(t×
B)×
(t/2)}/ΣF=44.05917067(cm)
抱杆中部总的惯性矩:
I总=2[Ix+F(X-Zo)2+Ix'
+F'
(X-Zo'
)2]+(t*B)*(X-t/2)2=1957202.942(cm4)
抱杆中部总的截面系数:
W总=I总/(X-t)=45665.90793(cm3)
抱杆二头的力学特性:
抱杆头部最小处宽度:
b'
=90(cm)
抱杆头部长度:
Lj=8(m)
抱杆头部覆板长度:
Lk=3.45(m)
抱杆头部覆板厚度:
t=1.2(cm)
t'
=0.8(cm)
头部总面积=ΣF=4×
F'
+t×
b'
+3×
t'
=601.204(cm2)
X'
=2[F'
Zo'
+t'
/2+F'
(b'
-t'
/2)]/ΣF+[t'
/2)-t×
t/2]/ΣF=43.42128495(cm)
抱杆头顶部惯性矩:
J2=2{F'
(X'
-Zo'
)2+F'
-X'
)2+t×
/2×
(X+t/2)2+1/12(t'
3+t'
/2*(b'
-X+t'
/2)2+t'
(b'
)2+2×
Ix'
)=899699.5993(cm4)
抱杆头顶部截面系数:
W2=J2(X+t)=20163.01413(cm3)
抱杆头部不是四周覆板处宽度:
b"
=b'
+(b-b"
)Lk/lj=115.875
抱杆头部不是四周覆板处的总面积及惯性矩:
ΣF=4×
+2×
=601.654(cm4)
X"
(b"
)+t'
/2)]/ΣF-(t×
t/2)/ΣF=44.44196853(cm)
抱杆头部不覆板处的惯性矩:
J3=2[F'
(X"
(b"
-x-Zo'
/2(X"
+t/2)2+1/12×
/2-x"
]=1340707.627(cm4)
抱杆头部不覆板处的截面系数:
W3=J3/(X"
+t)+29374.44791(cm3)
抱杆的长细比及折减系数:
抱杆的最小惯性矩:
Jmim(取J2,J3之小的值)=899699.5993(cm4)
抱杆的回转半径:
r=(J1/4F)1/2=64.42070991(cm)
抱杆计算长度:
L0=μL=60.257(m)
上面公式中:
L为抱杆长度:
60(m)
μ为修正系数:
(根据下面二个数据查表的得到)1.004285714
Jmim/J1=0.459686413
m/L=0.733333333
m=L-2L头=44(m)
L为抱杆头长度:
8(m)
轴心受压细长比:
λ=L0/r=93.53691218
折算细长比:
λ0=[λ2+27(Fb1/Fp1+Fb2/Fp2)]1/2=94.12954046
Fb1=Fb2(具有共同轴线1-1及2-2的成对肢杆断面积)=2F=153.01
Fp1=Fp2(垂直于轴1-1及2-2的平面内联系杆的断面积)2Fi=38.522
联系杆选用角钢L100x10Fi=19.261(cm2)
Pz计算截面上所受的正压力(抱杆中部)
Pz=P/2+Ptsinβ+t+Gi+2S=316.5(吨)
G1计算截面以上的抱杆重量28(吨)
M计算截面上所受的弯矩(抱杆中部)
M=P1(L1'
sinα+e2cosα)+2Se2-Pt(L1cosβ+e1sinβ)=55.64(吨-米)
Li"
抱杆底部到计算截面的长度30(米)
L1'
滑车组绑点到计算截面的长度30.5(米)
L1拖拉绳绑点到计算截面的长度28.5(米)
σ强度验算(抱杆中部)
σ=M/W+Pz/F=792.9(Kg/cm2)
σ'
稳定性验算(抱杆中部)
=M/W+Pz/ΦF=1165.4(Kg/cm2)
W抱杆中部截面的抗弯截面系数45665.91(cm3)
F抱杆中部的净截面积471.612(cm2)
φ抱杆轴心受压的稳定系数0.643093(根据λ0查表得到)
小于安全允许值(1400Kg/cm2)所以采用此抱杆吊装是安全的。
直立单抱杆吊装再生塔
e1
e2
Pd
Pt
β
α
L
P1
Py
ψ
H
P
S
A
1.受力计算
计算荷重
P=(Q+q)k=401.5(吨)
Q--吊物重=360(吨)
q--吊具重=5(吨)
k--动载系数=1.1
吊耳高度H=40米
吊点离抱杆中心A=2.6米
滑车组受力
P1=Pcosψ/cos(α+ψ)=423.2935819(吨)
α---滑车组与抱杆中心线的夹角=7.999983472
ψ---夺力牵引索与地面的夹角=16.70.990268109
卷扬机所需牵引力
S=Qfn+k(f-1)/(fn-1)=39.11699213(吨)
n=动滑轮绳数18
k=导向滑轮数4
夺力(吨)
Py=P1sinα/conψ=61.50509078(吨)
滑车组上部绑绳受力
Pd=(P12+S2+2P1scosα)-1/2=462.0619636(吨)
抱杆主拖拉绳受力
sinα+e2cosα)/Lcosβ+e1sinβ=70.17417415(吨)
e1--拖拉绳绑点到抱杆中心线的距离(米)=0.6
e2--滑车组绑点到抱杆中心线的距离(米)=0.6
L---拖拉绳绑点到抱杆底部的长度(米)=60.5
L'
---滑车组绑点到抱杆底部的长度(米)=58.5
β----拖拉绳与地面的夹角=30
抱杆支座的垂直压力
Pe=P1cosα+Ptsinβ+G+t=516.7612219(吨)
G---抱杆的重量(吨)=50
t---拖拉绳予张力给抱杆头总的垂直压力(吨)
t=(N-1)Tsinβ=12.5
N---拖拉绳根数=6
T---每根拖拉绳的予张力(吨)=5
2.抱杆强度及稳定验收(抱杆采用400吨60米的箱形抱杆)
抱杆所受正压力
Pz=P1cosα+Ptsinβ+G1+t+S=535.8782141(吨)
G1---计算截面以上的抱杆重量(吨)=30
抱杆所受弯矩
M=P1(Li'
sinα+e2cosα)+Se2-Pt(Licosβ+e1sinβ)=83.04325164(吨-米)
Li'
---滑车组绑点到计算截面的长度(米)=26.5
Li"
---抱杆底部到计算截面的长度(米)=32
Li---拖拉绳绑点到计算截面的长度(米)=28.5
强度验算
σ=M/W+Pz/F=787.8231505(kg/cm2)
W---验算截面的抗弯截面系数(cm3)=50812.38528
F---验算截面的净截面积(cm2)=858.24
稳定性验算
=M/W+Pz/φF=1153.311209(kg/cm2)
φ---抱杆轴心受压的稳定系数=0.630775421
结论:
单抱杆吊装虽然可以减少拖拉绳和锚地的数量,但是卷扬机要40吨以上才满足需要,主拖拉绳受力也太大(70.17417415吨),夺力也大(61.5吨),况且设备就位时比较困难,故不采用。
2.1.1主要机具的选择:
根据以上计算书的计算结果,用双抱杆吊装的主要机具选用如下:
卷扬机所需牵引力:
17.18(吨),选用20吨卷扬机4台。
跑绳选用:
φ42其破断拉力为91450Kg
安全系数为91450/17180=5.3>
5故安全.
滑车组上部绑绳受力:
256.4(吨)
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