鎮(zhèn)海100萬噸延遲焦化裝置設(shè)備吊裝計(jì)算書

1、鎮(zhèn)海煉化100萬噸/年延遲焦化裝置設(shè)備吊裝計(jì)算書目 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

2、該塔最重一段。下面就焦炭塔和分餾塔分段吊裝時(shí)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？）§1.1、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）。 將： (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、可能是設(shè)備主吊耳到設(shè)備溜尾吊耳的距離） 代入上式得：查GB150-98得：在時(shí)的允許用應(yīng)力 則： 滿足強(qiáng)度要求安全，所以水平吊裝時(shí)，按吊裝塔頂時(shí)

3、塔體并不彎曲。§1.1.2、水平吊裝狀態(tài)時(shí)塔體吊耳焊接處的應(yīng)力計(jì)算： 主吊力：式中： 溜尾力：在主吊力的作用下對(duì)焦化分餾塔T1102筒殼體產(chǎn)生的應(yīng)力計(jì)算如下：（不應(yīng)該是直徑而應(yīng)該用半徑，或者邊長的一半來進(jìn)行減少）（補(bǔ)強(qiáng)板）（原來所用公式中0.875r0變成了0.438d半徑已變成了直徑）(公式中的R該為RM筒殼體的平均半徑)力矩：式中：為主吊力相對(duì)于筒體外緣的力臂 單位mm，按計(jì)（具體尺寸見吊耳圖，圖號(hào)為2）根據(jù)和查有關(guān)表得（利用中間插值法）： 將 代入以上四式得：上式中：， 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， 可以計(jì)算出吊耳根部設(shè)

4、備薄殼體的應(yīng)力值。（1）吊耳上部環(huán)向：內(nèi)表面：外表面：（2）吊耳上部縱向：內(nèi)表面：外表面：（3）吊耳下部環(huán)向內(nèi)表面：外表面：（4）吊耳下部縱向：內(nèi)表面：外表面：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)力值均未超出材質(zhì)的許用應(yīng)力，安全。§1.1.3、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：，根據(jù)查表得：； ； 將 () 代入各式得：以上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，縱向薄殼力。則:(1) 吊耳上部殼體所受的環(huán)向應(yīng)力：內(nèi)表面：外表面：（2）吊耳上部殼體所受的縱向應(yīng)力：內(nèi)表面：

5、外表面：（3）吊耳下部殼體所受的環(huán)向應(yīng)力內(nèi)表面：外表面：（4）吊耳下部殼體所受的縱向應(yīng)力：內(nèi)表面：外表面：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)力值均未超出材質(zhì)的屈服極限，工程上允許，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)。除了活動(dòng)擋板外，所有材質(zhì)為，相應(yīng)；角焊縫系數(shù)；吊車吊裝，動(dòng)載綜合系數(shù)可取為k=1.0 吊耳按進(jìn)行強(qiáng)度校核。吊耳的受力簡圖豎向載荷:橫向載荷：徑向彎矩（力矩）：吊耳強(qiáng)度校核：為簡化計(jì)算過程，吊耳筋板暫不列入計(jì)算

6、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:吊耳抗彎截面模數(shù)： 吊耳根部最大彎曲應(yīng)力： 吊耳軸向壓應(yīng)力： 組合應(yīng)力：吊耳上根部： 吊耳下根部：說明:橫向載荷對(duì)吊耳根部產(chǎn)生壓力。豎向載荷對(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。由產(chǎn)生的吊耳管軸根部的剪應(yīng)力： 上式中，查材料力學(xué)得 考慮到焊接因素，實(shí)際因此，吊耳本身也滿足強(qiáng)度要求，安全。§1.1.5、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（或壓）應(yīng)力均未超過材質(zhì)的屈服極限；（3）豎直狀態(tài)時(shí)，吊耳根部設(shè)備殼體所受

7、的周向拉（或壓）應(yīng)力和縱向拉（或壓）應(yīng)力均未超過材質(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，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

8、部殼體的應(yīng)力計(jì)算： 方形附件的邊長之半 筒體半徑 筒體的壁厚根據(jù)查表得：在徑向力矩作用在附件上圓殼中的周向、徑向薄膜力，周向、徑向彎矩； 將M =12,500() R= 4.4(m) 代入各式得：以上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，縱向薄殼力。則:(1)吊耳上部殼體所受的環(huán)向應(yīng)力：內(nèi)表面：外表面：（2）吊耳上部殼體所受的縱向應(yīng)力：內(nèi)表面：外表面：（3）吊耳下部殼體所受的環(huán)向應(yīng)力內(nèi)表面：外表面：（4）吊耳下部殼體所受的縱向應(yīng)力：內(nèi)表面：外表面：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)力值均

9、未超出材質(zhì)的屈服極限，工程上允許，安全。§1.2.2、焦炭塔吊耳強(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)。吊耳材質(zhì)為，所有材質(zhì)為，相應(yīng)；角焊縫系數(shù)；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 ，吊耳按進(jìn)行強(qiáng)度校核。吊耳的受力簡圖豎向載荷:徑向彎矩（力矩）：1-1截面：22截面： 吊耳強(qiáng)度校核：11截面抗彎截面模數(shù)： 22截面（吊耳根部）抗彎截面模數(shù)： 受力處的剪應(yīng)力：11截面的剪切應(yīng)力：吊耳

10、根部（22截面）的剪切應(yīng)力：查材料力學(xué)得 考慮到焊接因素，實(shí)際，因此，吊耳本身也滿足強(qiáng)度要求，安全。§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)力和縱向拉（或壓）應(yīng)力均未超過材質(zhì)的屈服極限；（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§31、索具選擇鎮(zhèn)海煉化延遲焦化裝置大型設(shè)備以分段吊裝為主，單臺(tái)吊裝凈重均在

11、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47.5-6×37二根各40米，均繞兩圈，下套43-6×37四根，各15米，繞一圈。 上套安全系數(shù)：（方形平衡梁長8.8m,繩套長10m，平衡梁與繩套夾角按計(jì)算） 下套安全系數(shù)：b、焦炭塔T1101/1，2（1、2和4組合段）：該段重50噸，需要在現(xiàn)場翻轉(zhuǎn)90°。主吊繩套上套為

12、47.5-6×37二根各40米，均繞兩圈。下套43-6×37四根，各30米，繞二圈。溜尾繩套為47.5-6×37二根各20米，繞兩圈。上套安全系數(shù)：下套安全系數(shù)：溜尾繩套安全系數(shù)：c、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52-6×37二根各30米，下套52-6×37二根各30米，均繞兩圈，溜尾繩套52-6×37一根30米，繞兩圈 上套安全系數(shù)： 下套安全系數(shù)： 溜尾繩套安全系數(shù)：d、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

13、39-6×37二根各30米，下套39-6×37二根各30米，均繞兩圈，溜尾繩套39-6×37一根30米，繞兩圈。 上套安全系數(shù)： 下套安全系數(shù)： 溜尾繩套安全系數(shù)：e、焦炭塔下部鋼架：46.5米標(biāo)高以下部分預(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47.5-6×37四根各40米，均繞一圈，繩套長度控制在10米。下套43-6×37四根各20米，均繞一圈，用方形平衡梁。溜尾繩套選擇47.5-6×37二根各20米，均繞一圈。上套安全系數(shù)： 下套安全系數(shù)：溜尾繩套安全系數(shù)：f、煙囪上段：煙囪分兩段

14、吊裝，其中下段28噸，上段54噸。主吊繩套上套為39-6×37，兩根各30米，繞兩圈；下套47.5-6×37兩根各42米，均繞一圈，繩套長度控制在20米。設(shè)備直徑3000，用平衡梁。溜尾繩套選擇43-6×37，一根20米，繞一圈。 上套安全系數(shù)： 下套安全系數(shù)： 溜尾繩套安全系數(shù)：§3.3、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40m2（8m×5m）。將吊車站位位置地基土壤挖出運(yùn)走（處理深度Z=2m），然后分層鋪填200mm黃沙、

15、1,600mm毛石及200mm碎石，并壓實(shí)。§4.2、對(duì)處理后的軟弱下臥層頂面處附加壓力PZ進(jìn)行計(jì)算和校核：軟弱下臥層頂面處附加壓力PZ 按下列公式簡化計(jì)算PZ =BL(P-PC)/（B+2Ztg）（L+2Ztg）式中：B矩形底排的寬度；（B=2.6m）L矩形底排的長度；（L=6m）P矩形底排下的外載壓力（Te/m2）Pc回填部分底面處土的自重壓力Pc=VZV灰土的容重（V=1.75Te/m3）Z灰填土基礎(chǔ)頂面與軟弱下臥層頂面的距離（Z=2m）回填地基壓力擴(kuò)張角:（查土力學(xué)地基處理基礎(chǔ)P147頁表4.3，=35o）a常數(shù)（a=2）令1=BL(P-Pc)令2=B+2Ztg令3=L+2Ztg將以上數(shù)據(jù)代入公式PZ =BL(P-PC)/（B+2Ztg）（L+2Ztg）得：軟弱下臥層頂面處附加壓力PZ（Te/m2）支腿BLatgPZPc123PZ2.6621.750.722.623.52985.48.86.27§4.3、軟弱下臥層頂面處地基允許承載力f計(jì)算參考土力學(xué)地基處理基礎(chǔ)清華大學(xué)出版社1999年第三版（P273頁）。我國規(guī)范采用公式如下：f=fK+b(b-3)+ do(d-0.5)式