加氢精制装置加氢反应器吊装方案.doc

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1、加氢精制装置加氢反应器吊装方案1、工程概况某石化公司炼油厂120万吨/年加氢精制新建装置，建在炼油厂厂区内裂化装置西侧。装置中的大型关键设备加氢反应器重184t，其规格为319322716mm，该设备的安装特点是重量大，安装难度高，设备壳体为复合材料，对吊耳的设置有一定的限制。2、编制依据2.1设备图纸2.2技术装备能力2.3施工现场吊装环境2.4施工人员技术素质2.5工期要求与经济指标3、执行标准3.1石油化工工程起重施工规范(SH/T3536-2002)3.2石油化工施工安全技术规程(SH3505-1999)3.3起重机械安全规程(GB6067-85)3.4起重吊装指挥信号(GB5082-

2、85)3.5大型设备吊装工程施工工艺标准(SH/T3515-2003)4、反应器吊装主要技术参数设备位号设备名称规格(mm)重量(t)备注R2101反应器319322716184安新5、吊装方法采用400t履带式起重机主吊，160t汽车吊抬尾辅助吊装。6、受力分析6.1重心位置计算已知： 裙座环重 p1=4t裙座板重 p2=10t壳体及部分内件重 p3=170t吊装重量 G=p1+p2+p3=184t重心位置距底部=p1190p2(3804920/2)p3(380492015356/2)/G=2235420/184=12149mm=12.15m6.2起吊初态主辅吊车受力主吊车受力 N2=(2.

3、52275618411960)/23056=97.9t辅助吊车受力 N1=1842.597.9=88.6t起吊初态辅助吊车受力最大，其值为88.6t7、吊车技术参数选择7.1辅助吊车160t吊选用杆长L=13.6m，工作半径5m，配重37t，吊钩110吨用。吊钩重1.3t，钢丝绳倍率13分支，额定起重量110t。吊装计算载荷:QJ=K(Qq)=1.1(88.62)=99.7t N=110t 安全式中 q:吊索具重 K:动载系数7.2主吊车吊装技术参数选择主吊车400t履带吊选用工况SDB2，杆长42m，工作半径15m，配重43+135+260t，吊钩选用400吨用，钢丝绳倍率211，吊钩重8t

4、，额定起重量N=296t。核算承受全部载荷时：QJ=K(Qq)=1.1(184+12)=216tN=296t 安全式中： q:吊耳、吊索、吊钩重量之和 K:动载系数8、吊索具选择8.1主吊耳选择：主吊吊耳选用顶盖板式吊耳，能力250吨。8.2辅助吊耳选择：辅吊吊耳选用板式吊耳，设在裙座1350的位置上，详见附图。8.3主吊索具选择：主吊索选用巨力集团生产的压制钢丝绳索具，产品编号为WAF110，长L=20m，2根4分支使用(卸车时用2根，吊装时用1根)，单支允许工作载荷=98.8t，考虑吊索与卸扣连接处折减有效分支系数为n=40.75=3分支。计算载荷: QJ=K(Qq2)=1.1(184+4

5、)=206.8t q2:吊索、吊耳重量之和允许总载荷 P总=P3=98.83=296.4t QJ 安全配套使用连接卸扣选用巨力集团生产的，产品编号为S-BX300-6卸扣1只。8.4辅助吊索具选择辅助吊索选用巨力集团生产的压制钢丝绳索具，产品编号为WAF82，L=14m，1根，4分支使用，单支允许工作载荷为P=54.9t。考虑吊索与卸扣连接处折减，有效分支系数为n=40.75=3分支。允许总载荷 P总=P3=54.93=164.7t QJ=99.7t 安全 配套使用连接卸扣，选用巨力集团生产的产品，编号为S-BX150-4 卸扣一只。9、吊装安全距离计算9.1吊装高度计算:H=(L2-R2)1

6、/2+H1-h1=(422-152)1/2+2.59-5.3=36.5m 式中:L 杆长 R 工作半径H1 起重臂轴距地面高度h1 吊钩高度9.1纵向安全距离 S=H-h-1-h2=36.5-23.8-5.4-0.8=7m式中：H 吊装高度h 反应器吊装高度（含吊耳）1 吊索与卸扣高度h2 基础高度、地脚螺栓高度9.3反应器与吊臂间距离计算采用作图法求得安全距离S2=3m。满足吊装要求10、使用主要机具设备及措施用料10.1使用主要机具、设备汇总表序号名称规格单位数量备注1吊车400t台班8主吊2吊车160t台班2辅吊3吊车40t台班8铺路板及配重装卸4拖板40t台班2160t吊配重运输5槽车

7、10t台班6运钢板6翻斗车10t台班40运猫爪石7钢丝绳WAF110 L20m根2主吊绳( 巨力集团生产)8钢丝绳WAF82 L14m 根1辅吊绳( 巨力集团生产)9钢丝绳21.5 L12m根2铺铁板10卸扣S-BX300-6只1主吊( 巨力集团生产)11吊耳250t个1主吊12垫道板1.5m6m 200mm块4支车腿13枕木根20支车14卸扣S-BX150-4只辅吊（巨力集团生产）10.2措施用料序号名称规格单位数量备注1猫爪石m310铺路2块石m3166铺路3砂石m3189铺路4道渣m371铺路5钢板2m10m 40张11铺路6钢管42616m12排水711、施工程序道路铺设，400t履带

8、吊进入现场组装，基础验收，反应器整体运入现场，反应器卸车并吊运到吊装位置，安装顶部盖板式吊耳，捆绑吊装索具，采用400t吊与160t吊卸车，垫铁安装，采用400t吊主吊，160t吊溜尾辅助吊装。由于160t吊承载能力有限，工作幅度不能发生变化，不能向400t吊递送，所以吊装过程400t吊需配合转臂动作完成设备竖立，待设备吊装直立，400t承受全部载荷时，160t吊摘钩，400t吊将设备转至反应器安装位置，配合起钩、落杆等动作，最后将反应器安装就位，吊车摘钩，收车，拆卸退场。12、吊装场地平面布置12.1 400t吊组装位置平面布置图12.2 反应器卸车位置平面图12.3反应器起吊位置平面图12

9、.4反应器吊装就位平面图13、主吊耳设计采用顶盖板式吊耳，材质选用Q235，采用模锻的方法,分别锻造加工盖板和吊耳，再将吊耳与盖板两部分焊接成型。13.1吊耳结构尺寸13.2吊耳强度校核13.2.1耳孔强度校核上部有效面积:(阴影部分)S=190120=22800mm2许用应力=120MPa许用载荷 P= S= 22800150=3420000N=348.9(t)13.2.2 主吊耳盖板强度验算按均布载荷的倍计算所需最小厚度：Smin=2D(KP/)0.5式中：D=1150mm =120MPa P=N2/(d2/4)=1840000/(0.7511502)=1.09MPa K=0.25Smin

10、=211500.5(1.09/120)0.5=109.6mm主吊耳盖板实际选用厚度：S=230mm 满足安全使用要求13.2.3 起吊初态-截面承受弯矩最大Mmax=N20.3=96.70.3=29(t.m)=290000(N.m)-截面抗弯截面系数W=bH2/32=0.190.42/32=0.0304(m3)弯曲应力M= Mmax/ W=29104/0.0304=9.54106(N/ m2)= 9.54(MPa)剪应力=96.7/(0.40.19)=1272(t/ m2)=12.72(MPa)应用第四强度理论，组合应力z=(M2+32)0.5=(9.542+312.722)0.5=24MPa

11、 安全焊道剪切计算：焊道总长L=(190+400)2=1180mm焊角高度H=56.7mm焊缝计算高度 h=0.707H=40mm允许剪切荷载（单层焊道）p=Lh=1180400.58120=328.5Qj 安全13.3主吊耳连接螺栓强度校核材料：25Cr2MoVA螺栓有效直径d=58mm许用拉应力=300MPa许用剪应力=0.58=174MPa13.3.1安装就位时拉伸强度校核单根螺栓许用载荷 p=d2/4=300582/4=633778N=64.67t单根螺栓承受最大拉力S=184/28=6.57tp 安全13.3.2 起吊初态螺栓承受最大拉应力起吊初态最大弯矩M=N2530-G2300=

12、952000530-25000300=4.97108 N.mm28根螺栓对截面形心组合惯性矩J=(D/2)2d2/428/2+28d4/64=(1150/2)20.78558228/2+283.14584/64=1.222331010+1.5546107=1.22391010 mm 4抗弯截面系数W=J/(D/2)=1.22391010/575=2.18107(mm3)在弯曲应力作用下，螺栓承受最大拉应力M= M/W=4.97108/(2.128107)=22.8(MPa) 安全剪力Q= N2-G2=95.2-2.5=92.7t=927kN吊耳与油气入口法兰连接螺栓单根预紧力240KN，以保证

13、吊装过程始终处于紧固状态。为保护密封面，连接处加垫0.5mm的铝板垫片。 两连接面最大静摩擦力 F=N.=282400.15=1008KNQ因此吊装过程螺栓不承受剪力。顶盖板吊耳与法兰连接：利用原设计油气入口管连接螺柱与螺母。14、辅助吊耳设计 耳孔强度校核材料：16MnR许用应力=160MPa许用载荷P=.A=16010089=142104(N)=142t N1 安全15、反应器吊装强度校核15.1 顶部人孔法兰接管强度校核 材料：2(1/4)Cr-1Mo许用应力：=300MPaI-I截面面积：A=(D2-d2)/4=0.785(9602-8002)=221056mm2承受全部载荷时拉应力：

14、=N/A=1840000/221056=8.3MPa 安全起吊初态I-I截面最大弯曲应力：M=M/W M=N2(530+326)-G2(300+326)=97.9104856-2.5104626=8.224108N.mm W=(D4-d4)/32D=3.14(9604-8004)/32/960=4.495107mm3 M=M/W=8.224108/4.495107=18.3MPa 安全15.2起吊初态裙座与筒体连接处强度校核材料：16MnR =160MPa 剪力=N1-4-10=74.6t弯矩 =(N1-4)4480-102145=357558t.mm=3.5756109N.mm抗弯截面系数W

15、=(D4-d4)/32D=3.14(37334-31334)/32/3733=2.572109mm3弯曲应力M= M/W=3.5756109/2.572109=1.39MPa 剪应力=Q/(D2-d2)/4=7.46105/0.785/(37332-31332)= 0.23MPa15.3经对吊装过程反应器筒体强度校核，工作应力远小于许用应力，故安全。16、现场道路处理为满足吊装过程,吊车行走道路及吊装位置地面承载能力的要求,需对地面作硬化处理,回填土每200mm夯实一次，并对履带下方加垫宽m、厚1.2m的块石、砂石及道渣混填,（其中块石厚350mm,砂石700mm, 道渣150mm）并压实。两

16、履带之间加垫350mm厚块石，大面朝下，打掉尖角，再铺150mm厚道渣并压实。然后再在履带下方铺设2米宽、厚40mm钢板，以增加承压面积。铺路长度为45延长米，总宽10.5米。其中装置环南路北侧排水沟需加12延长米42616钢管，充填猫爪石填平（10m3）上铺厚40mm钢板，以便吊车通行。块石用量 4510.50.35=165.4m3猫爪石用量 10m3沙石用量 4560.7=189m3道渣用量 4510.50.5=70.8m3钢板用量 210m，40mm，11张。钢管用量 42616 12m17、吊装进度计划18、吊装技术要求18.1反应器整体现场供货。18.2反应器溜尾吊耳运输时的装车方位

17、应位于正上方向。18.3反应器的外围构架构3在地面整体预制成形，待反应器安装完成后改变400t吊工况，采用400t吊主吊，160t吊抬尾配合，整体吊装安装就位。详见构3吊装方案18.4为确保吊车组杆及吊装过程的信号及时传递，确保吊装安全，需配备2台对讲机。19、劳动组织及岗位职责19.1吊装组组织机构吊装总指挥：陈洪岩吊装技术负责人：王英祥吊装指挥：孟宪生吊装工艺工程师：李学林质量检验员：崔晓冬设备员：张如岭安全员：杨生田19.2岗位职责吊装总指挥1）组织有关人员及安全员参加吊装前联合大检查；2）向吊装指挥发布吊装令。吊装技术负责人1）组织编制并审核批准吊装方案；2）参加吊装前联合大检查；3）

18、签发吊装工作票。吊装指挥1）组织吊装机具设备设置；2）参加吊装前联合大检查；3）对参加吊装作业人员进行明确分工；4）发布吊装令；5）指挥吊装全过程。吊装工艺工程师1）在技术负责人的组织下，编制吊装方案，制定具体措施；2）负责技术交底，贯彻执行吊装方案。设备员负责起重设备配备管理和组织维修。安全员：负责起重操作人员上岗资格检查，吊索具设置检查验收。20、吊装过程安全控制20.1检查并确定设备吊装总重，附件安装及机索具设置符合吊装方案要求；20.2吊装使用的电源应满足吊装方案的需求，保证吊装的正常供电；20.3应掌握吊装当日气象情况，雨天、大雾、风力五级或五级以上不应进行吊装；20.4吊装作业区应

19、设警戒线，并作明显标识，非作业人员及车辆严禁入内；20.5在正式起吊前应进行试吊，将设备抬头300mm，检查各处受力情况和吊装作业人员熟练程度，确无问题时方可正式起吊；20.6吊装的指挥信号应符合GB5082-1985的规定；20.7信号指挥应对参与吊装作业人员进行信号传递训练。信号指挥应处于所有吊装作业人员都能看到的位置，同时指挥者本人也应清楚地看到反应器吊装的全过程。如果吊装作业人员看不到信号指挥时，该设备应通过助手传递信号，指挥人员的信号应清晰，旗语准确，传递及时；20.8吊装作业人员应熟知吊装方案及技术要求，坚守岗位，明确职责，按照吊装指挥的命令和信号进行操作，吊装作业人员对信号不明确

20、时，应迅速进行联系，明确指挥意图，不应随意操作。吊装过程中出现故障应立即报告指挥，无吊装指挥命令不得擅自离开岗位。20.9设备吊装时，非吊装人员不应在设备下面及受力索具附近停留，任何人员不应随同吊装设备或吊装机具升降。20.10履带吊承载行走时，要将工作半径控制在9m之内，以保证吊车行走时具有较大的工作能力。20.11履带吊承载行走路线要坚固平整，两个履带下方道路高差不超过30mm。20.12 160t吊车承重支腿下方要加垫路基箱，以增加承压面积，提高承载能力。20.13吊装过程设专人监护160t吊支腿情况。20.14吊装过程控制160t吊将设备离地面高度不得超过0.5m。21 反应器吊装示意

21、图选用工况：主吊车400t履带吊选用工况SDB2杆长 42m工作半径 15m配重43+135+260=438 t吊钩400t用，超起尾部回转半径 r=15m超起臂长 28m能力 N=296t22、主吊耳拉力试验 为确保反应器吊装安全，对加工制造完成的吊耳应进行接力试验，检验吊耳的耳孔和焊道强度。试验采用100t千斤顶配合特殊的组合型钢结构梁完成。试验拉力250t，承载后停留10分钟。拉力的检验采用应力应变片，通过吊耳承载后的伸长计算吊耳的受力。该系统受力为内力，因此不需要外部附加装置，结构简单易制作，可行。22.1试验装置组合示意图见下图 22.2措施用料序号名称规格单位数量备注1轴156400根35CrMo2主吊板60216Mn3辅吊板40216Mn4顶盖板201.316Mn5顶板400.316Mn6千斤顶100t只4液压733