鎮(zhèn)海100萬(wàn)噸延遲焦化裝置設(shè)備吊裝計(jì)算書

1、目錄一、吊裝時(shí)設(shè)備強(qiáng)度、吊耳強(qiáng)度校核計(jì)算 2二、平衡梁計(jì)算 14三、主吊繩套的選擇與計(jì)算 14四、吊車承載地基處理設(shè)計(jì)計(jì)算 17100萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置設(shè)備吊裝計(jì)算書一、吊裝時(shí)設(shè)備強(qiáng)度、吊耳強(qiáng)度校核計(jì)算鎮(zhèn)海煉化100萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置大型設(shè)備吊裝受道路運(yùn)輸及吊裝場(chǎng)地限制，以分段吊裝為主，塔類設(shè)備5臺(tái)，單臺(tái)重量都在100噸以下，其中焦炭塔分 10段吊裝，由于焦炭塔材質(zhì)為15CrMoR，不能與材質(zhì)為20#鋼管焊接，因此不 能焊接管軸式吊耳，為滿足吊裝需要，在焦炭塔每段上部沿圓周均布焊接4個(gè)“U” 型板式吊耳；焦化分餾塔分3段吊裝，下段98.8噸，為該塔最重一段。下面就 焦炭塔和分餾塔分段吊裝時(shí)

2、設(shè)備強(qiáng)度、吊耳強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算。(難道不能用15CrMoR材質(zhì)來制做管軸式吊耳？).1、分餾塔吊裝時(shí)設(shè)備強(qiáng)度、吊耳強(qiáng)度校核計(jì)算1.1.1、水平吊裝狀態(tài)時(shí)筒體彎曲應(yīng)力計(jì)算：水平吊裝狀態(tài)時(shí)簡(jiǎn)體彎曲應(yīng)力就對(duì)這臺(tái)設(shè)備進(jìn)行校核計(jì)算。經(jīng)計(jì)算：焦化分 餾塔T1102下段重心位置：X=10.2m (重心位置到溜尾吊耳距離)Mmaxmin .H 2maxW6.28D2.S(H h)將： min 98,800(kg) H 1,960(cm) Dj 520(cm) (S 為壁厚 h 為重心 位置到溜尾吊耳距離Di為設(shè)備的直徑)H (設(shè)備總長(zhǎng)、可能是設(shè)備主吊耳到設(shè)備溜尾 吊耳的距離)S 2.4(cm) h 1,020

3、(cm) 代入上式得：299.07(kgf/cm )98,800 (1,960)2max26.28 (520)2.4 (1,960 1,020)99.07 10 Nr)m10 46 29.9 10 (N/m )9.9( MPa)查 GB150-98 得：20R16mm 36mm 在 20C 時(shí) 的允許 用應(yīng)力235s 235（MPa）157MPa1.5則：max 9.9MPa157（MPa）滿足強(qiáng)度要求安全，所以水平吊裝時(shí)，按吊裝塔頂時(shí)塔體并不彎曲。d1.1.2、水平吊裝狀態(tài)時(shí)塔體吊耳焊接處的應(yīng)力計(jì)算：F1/2主吊耳受力圖10.2 98,800H19.6051,416(kg)式中：X 10.2

4、米 H 19.60米溜尾力：F2 G F147,384（ kg）0.133（式中d為吊耳補(bǔ)墻板直徑）（不應(yīng)該是直徑在主吊力F1的作用下對(duì)焦化分餾塔T1102筒殼體產(chǎn)生的應(yīng)力計(jì)算如下:R2,600而應(yīng)該用半徑，或者邊長(zhǎng)的一半來進(jìn)行減少）（補(bǔ)強(qiáng)板）（原來所用公式中0.875r變成了 0.438d半徑已變成了直徑）108.3（公式中的R該為Rm筒殼體的平均半徑）R 2,600力矩:t 24式中：為主吊力相對(duì)于筒體外緣的力臂單位mm，按 100mm計(jì)（具體尺寸見吊耳圖，圖號(hào)為2）根據(jù) 0.133和108.3查有關(guān)表得(利用中間插值法)M (R )M0.073Mx(R )0.035N (R2 )MNx(

5、R2 )MMxNx25,708(N ?m)0.0730.0350.0730.035R 2.6(m)25,7082.6 0.13325,7082.60.1330.133 代入以上四式得:5,119(N ?m/m)2,454( N ? m/ m)25,70822.60.133134,865(N /m)25,70822.60.133215,785( N/m)上式中：M , Mx , N , Nx分別為在周向力矩 M作用下產(chǎn)生的周向彎矩、縱向彎矩、周向薄殼力、縱向薄殼力。因此，由M , Mx， N ， Nx可以計(jì)算出吊耳根部設(shè)備薄殼體的應(yīng)力值。(1)吊耳上部環(huán)向:內(nèi)表面:外表面:N6M134,8656

6、 5,119tt20.0240.024247,703,537Nm247N6M134,8656 5,119tt20.0240.02425,619,37953,322,916內(nèi)5,619,37953,322,9167( MPa)外=58,942,295%258.9(MPa)(2)吊耳上部縱向:內(nèi)表面:Nxx 內(nèi)j-6Mx215,7856 2,4540.0240.02428,991,04125,562,500外表面:Nx6Mx(3)吊耳下部環(huán)向內(nèi)表面:6M外表面:N外=6M(4)吊耳下部縱向:內(nèi)表面:%內(nèi)=Nxt34,553,541 N/m215,7856 2,4540.0240.024234.5(

7、MPa)8,991,04125,562,50016,571,459*216.6(MPa)134,8656 5,1190.0240.024247,703,537 N 247.7(MPa)/ m134,8656 5,1190.0240.024258,942,295 Nm258.9(MPa)6Mx215,7856 2,45420.0240.024外表面:-Nx x外-f6Mx215,7856 2,45420.0240.02434,553,541234.5(MPa)所得結(jié)果負(fù)值“-”表示受壓，正值“ + ”表示受拉。經(jīng)計(jì)算，水平狀態(tài)時(shí)吊耳根部設(shè)備殼體所受的所有應(yīng)力值均未超出20 R s 235MPa

8、16mm36mm材質(zhì)的許用應(yīng)力，安全。.1.3、焦化分餾塔T1102下段吊裝豎立后吊耳根部殼體的應(yīng)力計(jì)算:G=98800kgG/2管式吊耳G/2管式吊耳吊耳受力簡(jiǎn)圖4,940,000(kg ? mm) 49,400(N?m)0.133 ,108.3根據(jù)，查表得:0.073 ；MMx(R )M0.0352N(R )5 ；2Nx(R )M49,400 (N ?m)R 2.6m0.133代入各式得:0.073M9,837(N?mm)Mx0.035259,153(n m)Nx許 414,646小口)以上,Mx, N , Nx分別為在縱向力矩作用下在設(shè)備殼體上產(chǎn)生的周向彎矩，縱向彎矩，周向薄殼力，縱向薄

9、殼力則：(1) 吊耳上部殼體所受的環(huán)向應(yīng)力:內(nèi)表面:N 6Mt2259,153 6 9,8?10,798,041 102,468,75091,670,709 %291.7(MPa)0.0240.024外表面:N 6M外=t10,798,041102,468,750113,266,791 %2113(MPa)(2) 吊耳上部殼體所受的縱向應(yīng)力：內(nèi)表面：Nx 6Mx 441,646 6 4,716c“心門x內(nèi)2218,401,916 49,125,000tt0.0240.02467,526,916 %267.5(MPa)外表面：Nx 6Mxx外-218,401,91649,125,000tt30,

10、723,084 N 230.7(MPa)(3)吊耳下部殼體所受的環(huán)向應(yīng)力內(nèi)表面：N6M259,1536 9,837內(nèi)=2廠 10,798,041 102,468,750tt20.0240.024291,670,709 %291.7(MPa)外表面：N6M外=廠 10,798,041102,468,750tt2113,266,791 %2113(MPa)(4)吊耳下部殼體所受的縱向應(yīng)力:內(nèi)表面：Nx 6Mx 441,6466 4,716%內(nèi)= x2x218,401,91649,125,000tt20.0240.024230,723,084 %230.7(MPa)外表面：Nx 6Mx汐卜= x2x

11、 18,401,91649,125,00067,526,916 %267.5(MPa)所得結(jié)果負(fù)值“-”表示受壓，正值“ + ”表示受拉。經(jīng)計(jì)算，豎直狀態(tài)時(shí)（即塔體吊直后）吊耳根部設(shè)備殼體所受的所有應(yīng)力值36mm，工程上允均未超出20R材質(zhì)的屈服極限 s s 235MPa 16mm許，安全。1.1.4、吊耳強(qiáng)度校核:（吊耳見附圖）由于吊耳在設(shè)備直立時(shí)所受的力最大，為此以設(shè)備直立后所受的力作為強(qiáng)度 校核的依據(jù)。235除了活動(dòng)擋板外，所有材質(zhì)為 Q235，相應(yīng) 157（MPa）；1.5角焊縫系數(shù)a 0.7 ；吊車吊裝，動(dòng)載綜合系數(shù)可取為k=1.0吊耳按100噸口進(jìn)行強(qiáng)度校核/八吊耳的受力簡(jiǎn)圖Fvn

12、Fhl吊耳受力簡(jiǎn)圖豎向載荷:Fv 100 1,000 10 1.01,000,000( N)橫向載荷:Fv1,000,000tg60 tg60577,350( N)徑向彎矩（力矩）：MF0 l 1,000,000 100 100,000,000N ? mm吊耳強(qiáng)度校核:為簡(jiǎn)化計(jì)算過程，吊耳筋板暫不列入計(jì)算范圍，按沒有筋板時(shí)考慮，若沒有 筋板時(shí)強(qiáng)度滿足要求，有筋板顯然就更滿足要求，更安全吊耳截面積:2 2 2A (426402 )15,599( mm )4d4 石)332(426吊耳抗彎截面模數(shù)：4024)(77,308,776 61,304,818)426321,570,388( mm3)吊耳

13、根部最大彎曲應(yīng)力:maxM 100,000,000W 1,570,38863.68n 2/mm63.68(MPa)吊耳軸向壓應(yīng)力:1A577,350/15,59937.012 m37.01( MPa)組合應(yīng)力:吊耳上根部:max 1A 63.68 37.01100.69( MPa)吊耳下根部：L下max1A 63.68 37.0126.67( MPa)說明:橫向載荷Fh對(duì)吊耳根部產(chǎn)生壓力豎向載荷Fv對(duì)吊耳根部上半部分產(chǎn)生壓力，下半部分產(chǎn)生拉應(yīng)力 由Fv產(chǎn)生的吊耳管軸根部的剪應(yīng)力：66 88(MPa)匕 1,000,00064.11 N 264.11(MPa)A 15,599mm上式中，查材料力

14、學(xué)得=0.60.8= 94.2125.6(MPa)考慮到焊接因素，實(shí)際二0.766 88(MPa)因此，吊耳本身也滿足強(qiáng)度要求，安全.1.5、結(jié)論：(1) 水平狀態(tài)時(shí)，塔體并不會(huì)發(fā)生彎曲；(2) 水平狀態(tài)時(shí)，吊耳根部設(shè)備殼體所受的周向拉(或壓)應(yīng)力 和縱向拉(或和縱向拉(或壓)應(yīng)力x均未超過20R材質(zhì)的屈服極限s ；(3) 豎直狀態(tài)時(shí)，吊耳根部設(shè)備殼體所受的周向拉(或壓)應(yīng)力壓)應(yīng)力x均未超過20R材質(zhì)的屈服極限(4) 吊耳本身也滿足強(qiáng)度要求;綜合以上計(jì)算，按原吊耳和吊點(diǎn)位置設(shè)置，均能滿足焦化分餾塔T1102安全吊裝要求，可以執(zhí)行方案。經(jīng)同樣類似計(jì)算，其他設(shè)備按原吊耳和吊點(diǎn)位置設(shè)置， 均能滿足

15、安全吊裝要 求，可以執(zhí)行方案。1.2、焦炭塔吊裝時(shí)設(shè)備強(qiáng)度、吊耳強(qiáng)度校核計(jì)算每臺(tái)焦炭塔分10段運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，立式吊裝。由于焦炭塔材質(zhì)為15CrMoR ， 不能焊接管軸式吊耳，為滿足吊裝需要，在焦炭塔每段上部沿圓周均布焊接4個(gè)“U”型板式吊耳。由于最重段不超過 50噸，下面就按每段50噸的重量作為 校核參數(shù)進(jìn)行校核計(jì)算。1.2.1、焦炭塔吊耳根部殼體的應(yīng)力計(jì)算：U型板式吊耳G/4JM、*G/4 U型板式吊耳G=50000kg吊耳受力簡(jiǎn)圖沁1001,250,000(kg ?mm) 12,500(N ?m)2004,4000.045C方形附件的邊長(zhǎng)之半R筒體半4,40014730t筒體的壁厚根據(jù)，查表

16、得：在徑向力矩Ml作用在附件上圓殼中的周向、徑向薄膜力,周向、徑向彎矩N(R2 )15 ；MlMlM R 0.053MxRM L0.08=12,500(N ?m)R= 4.4(m)0.045代入各式得:15 R2215,220(N ?mm)5 R271,740(N?mm)0.053 丁 3,345(?%)以上0.08RN ,Nx,M矩，縱向彎矩,5,050(N?mm),Mx分別為在縱向力矩作用下在設(shè)備殼體上產(chǎn)生的周向彎周向薄殼力，縱向薄殼力。吊耳上部殼體所受的環(huán)向應(yīng)力:內(nèi)表面:6M215,200 6 3,號(hào)57,173,333 22,300,0000.030.03215,126,667 N 2

17、15(MPa)/ m外表面:N外=t6M7,173,333 22,300,00029,473,333%229.5(MPa)（2）吊耳上部殼體所受的縱向應(yīng)力:內(nèi)表面：Nx 6Mx 71,7406 5,050%內(nèi)=x2x22,391,333 33,666,666tt20.030.03236,057,999 %236(MPa)外表面：Nx 6M x汐卜= x2 x2,391,333 33,666,66631,275,333 %231.3(MPa )經(jīng)計(jì)算，豎直狀態(tài)時(shí)(即塔體吊直后)吊耳根部設(shè)備殼體所受的所有應(yīng)力值均未超出15CrMoR材質(zhì)的屈服極限s s295MPa 6mm60mm ，工程上(3)吊

18、耳下部殼體所受的環(huán)向應(yīng)力內(nèi)表面：N6M內(nèi)=廠 7,173,333 22,300,000tt215,126,667 N 215(MPa)/ m外表面：N6M外=廠 7,173,33322,300,000tt229,473,333 %229.5(MPa)(4)吊耳下部殼體所受的縱向應(yīng)力:內(nèi)表面：Nx 6Mxx內(nèi)- x2x 2,391,333 33,666,66631,275,333 %231.3(MPa )外表面：Nx 6Mxx外- x產(chǎn) 2,391,333 33,666,66636,057,999 %2 36(MPa)所得結(jié)果負(fù)值“一”表示受壓，正值“ + ”表示受拉。允許，安全 .2.2、焦炭

19、塔吊耳強(qiáng)度校核:吊耳見附圖由于所有焊接“ U”型板式吊耳的焦炭塔筒節(jié)均為立式吊裝，為此以筒節(jié)受力起吊后所受的力作為強(qiáng)度校核的依據(jù)。295 吊耳材質(zhì)為，所有材質(zhì)為15CrMoR，相應(yīng)一 197(MPa)；1.5角焊縫系數(shù)a 0.7 ；每個(gè)筒節(jié)頂部沿圓周均布焊接4個(gè)“U”型板式吊耳筒節(jié)最重一段41噸,吊裝采用方形平衡梁，因此吊耳只受到垂直向上的作用力。吊車吊裝，動(dòng)載綜合系數(shù)可取為k=1.0，吊耳按20噸只進(jìn)行強(qiáng)度校核。吊耳的受力簡(jiǎn)圖1130212吊耳受力簡(jiǎn)圖豎向載荷:20 1,000 10 1.0200,000( N)徑向彎矩(力矩)：1-1截面:M1 1 F l 200,000 306,000,

20、000(N ? mm)2 2截面:200,000 13026,000,000(N ?mm)吊耳強(qiáng)度校核:11截面抗彎截面模數(shù):Wi 1bh2240 10026366,666( mm )2 2截面（吊耳根部）抗彎截面模數(shù):W2 2bh240 400631,066,666(mm )受力處的剪應(yīng)力:F 200,000A 0.04 0.150,000,000( 2)50(MPa)1 1截面的剪切應(yīng)力1 1M 1 1W1 1200,000 3066,66690(MPa)吊耳根部（22截面）的剪切應(yīng)力2 2M 2 2W2 226,000,0001,066,66624.3N 2mm24.3(MPa)查材料力

21、學(xué)得=0.60.8=118157（MPa）考慮到焊接因素，實(shí)際=0.782.6109（MPa）, 1 1 , 2 2因此，吊耳本身也滿足強(qiáng)度要求，安全。和縱向拉（或1.2.3、結(jié)論：（1）吊裝時(shí)，吊耳根部設(shè)備殼體所受的周向拉（或壓）應(yīng)力壓）應(yīng)力x均未超過15CrMoR材質(zhì)的屈服極限s;（2）吊耳本身也滿足強(qiáng)度要求。綜合以上計(jì)算，按原吊耳合吊點(diǎn)位置設(shè)置，均能滿足焦炭塔安全吊裝要求，可以執(zhí)行方案。二、平衡梁計(jì)算鎮(zhèn)海煉化延遲焦化裝置大型設(shè)備吊裝凈重均在100噸以下，設(shè)備吊裝所需要的平衡梁均有相配套規(guī)格。按要求進(jìn)行選用即可，在此不作校核計(jì)算。三、主吊繩套的選擇與計(jì)算3 . 1、索具選擇鎮(zhèn)海煉化延遲焦化

22、裝置大型設(shè)備以分段吊裝為主，單臺(tái)吊裝凈重均在100噸以下，下面就對(duì)50噸以上的設(shè)備吊裝索具作選擇和計(jì)算。50噸以上設(shè)備：焦炭塔（分段吊裝）、焦化分餾塔（分段吊裝）、接觸冷卻塔、焦炭塔下部鋼架，煙 囪上段（分段吊裝）。3.2、索具計(jì)算a、焦炭塔T1101/1，2 （立式吊裝）：最重一段41噸，按50噸進(jìn)行校核計(jì)算。主吊繩套上套為 47.5-6 X37二根各40米，均繞兩圈，下套 43-6X37四根，各15米，繞一圈。上套安全系數(shù)：117 1.5 2K15.1520sin 600（方形平衡梁長(zhǎng)8.8m,繩套長(zhǎng)10m，平衡梁與繩套夾角按600計(jì)算）下套安全系數(shù)：972K9.7520b、焦炭塔 T11

23、01/1，2（1、2和4組合段）：該段重50噸，需要在現(xiàn)場(chǎng)翻轉(zhuǎn)90。主吊繩套上套為47.5-6 X37二根各40米，均繞兩圈。下套鎮(zhèn)海煉化100萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置設(shè)備吊裝計(jì)算書43-6 X37四根，各30米，繞二圈。溜尾繩套為 47.5-6 X37二根各20 米，繞兩圈。上套安全系數(shù)：K 117上5 212.1 525sin 6097 1 5 2下套安全系數(shù)：K1.511.645251171 52溜尾繩套安全系數(shù)：K14 525c、焦化分餾塔T1102 :分三段吊裝，其中下段重量為 93.2噸，為該塔最重 一段，按100噸進(jìn)行校核計(jì)算。主吊繩套為上套 52-6 X37二根各30 米，下套52

24、-6 X37二根各30米，均繞兩圈，溜尾繩套 52-6 X37 一根 30米，繞兩圈上套安全系數(shù)：K139 1.527.22550sin 60下套安全系數(shù)：K139 1.528.34550溜尾繩套安全系數(shù)：K 1391.5 28.34550d、接觸冷卻塔T1103 :該塔重52.5噸，按60噸進(jìn)行校核計(jì)算。主吊繩為上套39-6 X37二根各30米，下套39-6 X37二根各30米，均繞兩圈,溜尾繩套 39-6 X37上套安全系數(shù)：K下套安全系數(shù)：K溜尾繩套安全系數(shù):根30米，繞兩圈78 1.52小6.7530sin 60078 1.527.85301X 781.5 2K7.8530e、焦炭塔卜

25、部鋼架：46.5米標(biāo)咼以卜部分預(yù)制成一個(gè)大框和一個(gè)大片，其中大框重量在75噸以下，按75噸進(jìn)行校核計(jì)算。主吊繩套上套為鎮(zhèn)海煉化100萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置設(shè)備吊裝計(jì)算書47.5-6 X37四根各40米，均繞一圈，繩套長(zhǎng)度控制在10米。下套43-6X37四根各20米，均繞一圈，用方形平衡梁。溜尾繩套選擇 47.5-6 X 37二根各20米，均繞一圈。上套安全系數(shù)：K117 220sin 6010.1 597 2F套安全系數(shù)：K 9.7520溜尾繩套安全系數(shù):15.1 5117 1.5 220sin 60f、煙囪上段：煙囪分兩段吊裝，其中下段 28噸，上段54噸。主吊繩套上 套為39-6 X37，兩根各30米，繞兩圈；下套 47.5-6 X37兩根各42 米，均繞一圈，繩套長(zhǎng)度控制在 20米。設(shè)備直徑 3000，用平衡梁。 溜尾繩套選擇 43-6 X37，一根20米，繞一圈。上套安全系數(shù)：K 78 27.5 5sin 600下套安全系數(shù)：117 2K8.6527972溜尾繩套安全系數(shù)：K 也二7.15273.3、結(jié)論經(jīng)計(jì)算，鋼絲繩選擇滿足強(qiáng)度要求。四、吊車承載地基處理設(shè)計(jì)計(jì)算4.1、處理方法鎮(zhèn)海煉化100萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置設(shè)備吊裝計(jì)算書按照每個(gè)支腿承重326噸進(jìn)行校核計(jì)算。每個(gè)支腿地基處理范圍為40m 2(8m X5m