大型H_2S浓缩塔的吊装计算.pdf

第5期
大型HS浓缩塔的吊装计算
夏雄
东华工程科技股份有限公司,安徽合肥230000)
[摘要]大长径比且壁薄的设备刚度小,在吊装过程中设备本体容易失稳变形。吊装前需要对这种刚度小的设备进行校核,
以保证吊装过程中设备的稳定性。本文以H2S浓缩塔为例,建立了塔设备的受力模型,计算了塔在予装过程中水平状态和直立
状态的受力情況,对塔的强度及稳定性进行了分析和校核,为塔在吊装过程的安全性和稳定性提供了保证
[关键词]H2S浓縮塔;强度;绕度;稳定性;吊装
塔设备的安装方法有分段吊装和整体吊装两
F=G(L1gO+R)(gの(ム+)+R)式(1)
种。分段吊装对吊车的要求较低,但增加了现场
F=G-F
式(2
高空作业的工作量。整体吊装用吊车将设备一次
起吊并安装就位,通常采用整体吊装。为实现吊
由式(1)和式(2)可以看出,在起吊过程中,在
装的安全性、可行性、稳定性等要求,针对整体
水平起吊位置(6=x/2),溜尾吊车的承受力达到
吊装施工作业的受力分析尤为重要。
最大,而在接近垂直位置(=0时,溜尾吊车所受
的承载力接近于零,而主吊所承受的承载力达到
本文以H2S浓缩塔为例,对其吊装过程的受
最大。
力详细进行了分析。该设备直径3000mm,高约
70m,重104t(含内件和平台爬梯),现场采用整2塔设备吊装受力计算
体吊装。该设备为大长径比塔,设备外壁薄,在2.1H2S浓缩塔重心的确定
吊装过程中保证设备自身的稳定性是整个吊装施
根据图1的受力分析,首先需要求出设备的
工的重点。
重心。本设备由6段筒体、上下封头、裙座等组
1塔设备吊装受力分析
成。设备重心计算根据式(3),计算得重心高度
图1给出了塔设备吊装时的受力情况。利用
H=30940mm
台吊车在设备主吊耳位置对设备进行主要提升
利用另一台吊车在设备的尾部吊耳进行溜尾配
z=GX+GCX+CX+“式(3)
合。从地面的水平位置逐渐到垂直受力位置,设
备的受力满足式(1)和式(2)。
其中:Z-设备重心位置标高;G;-第i部分设
备重量;Ⅹ;-第i部分设备对应的标高:G-设备总
重量
2.2H2S浓缩塔起吊水平状态的受力分析
结合现场已有吊车的工况、性能和设备情
况,吊装H2S浓缩塔选用QUY650吨履带吊为主
吊,XGC180吨履带吊卸车、溜尾。
H2S浓缩塔吊裝载荷包括被吊物(H2S浓缩
てFE
塔)重量、吊索(绳扣)重量、吊钩、滑轮组重
量和从臂架头部垂下的起升钢丝绳重量。在水平
甲甲
导年事甲甲即单甲单年甲D中哪自量
作者简介:夏雄(1987-),男,湖南益阳人,硕士,工程师。在
图1塔设备吊装受力状态
东华工程科技股份有限公司主要从事设备和粉体专业设计研究工作。
石油和化工设备
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2015年第18卷
状态下对XGC180吨履带吊进行校核。校核时,载
其中:Q1-计算载荷;k-动载荷系数,本文中
荷按式(4)计算,校核结果见表1。由表1的计算结取1.1:kx-不均匀載荷系数,塔处于水平、垂直状
果可以看出,副吊能满足吊装要求。
态取1,其他状态取1.1;Q-分配到一台起重机械
2=んk2·Ω式(4)
的吊装载荷,包括设备及索吊具重量。
表1HS浓缩塔水平情况下受力校核结果
项目
校核结果
项目
校核结果
F1(t)
吊车钩头重G1
4,7
吊车钩头重G1
3.5
索具重(钢丝绳+平衡梁)G2
索具重G2
吊车总负荷
吊车总负荷
38.17
G3=1.1(FI+G1+G2)(t)
G3=1.1(F2+G1+G2)(t)
87.45
吊车型号及工况选择
QUY650吨履带吊HW塔式工况
吊车型号及工况选择
XGC180吨履带吊主臂=25m,
H=60m,W=30m,R=20
R=6
吊车起重能力Q(
起吊Q=128
吊车起重能力Q(t)
Q=143.5t
吊车负荷率=G3/Q×100%
起吊29.82%
溜尾吊车负荷率
60.94%
n=G3/Q×100%
2.3H2S浓缩塔直立状态的受力分析
根据式(1)、式(2)和式(4),对直立状态下主吊受力进行校核,结果如表2所示。由表2的计算结果可以
看出,主吊能满足吊装要求。
表2H2S浓缩塔直立情况下受力校核结果
项目设备重量G(t)「吊车钩头重G1
索具重(钢丝绳
吊车总负荷
吊车起重能力「吊车负荷率
+平衡梁)G2163=1.1(G+G1+G2)(t)
Q (t)
n=G3/Q×100%
结果
104
4.7
120.67
128
94.27%
2.4H2S浓缩塔起吊过程中的强度及稳定性分析
L
该设备为大长径比塔,设备外壁薄,为防止
L
塔体折弯失稳现象发生,需要对塔的强度进行校
核。为简化计算,假设塔体均匀,塔筒体所有质
(ム≤x≤D)
式(
量形成均布载荷,见图2。
其中:I=L1+L2;
对式(4)、式(5)求导,可以得到求出最
大弯矩的位置为X=24630mm,最大弯矩为
Mma=4416317N.m。设备开始起吊时,X=24630
m位置设备的最大应力计算结果。设备材料为
S32168,[O
l=137MPal。
F1
KM
1×4416317N
图2水平起吊时塔体力学模型
7.16x10'mm
(1)强度计算
67.85MPA列平衡方程求解得:
2)挠度计算
2L
根据式(4)、式(5),以及在边界F1和F2处,
挠度为O。在X=26m存在最大挠度,计算为
(0≤x≤)
式(4)
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