浅谈高温环境中场站大型离心泵类设备的安装方法及质量与安全的控制措施

高温环境中场站大型离心泵类设备的安装方法及质量与安全的控制措施韩福君张恩俭刘振干郝明武（中国石油天然气第一建设公司河南洛阳471023）摘要：阿联酋地区气温高、环境恶劣，增加了泵类设备的安装技术难度和质量要求，同时对施工中的安全措施也提出了更高的要求。

泵类设备在场站安装中的质量直接影响到整个生产系统的运行及维护保养，其中，大功率离心泵以重量大，安装精度高显得最为重要。

关键词：大型离心泵质量安全0 引言阿布扎比长输管线场站主油泵主要参数为：流量Q= 2485m3/hr，扬程H=893m，电机功率P=6800KW，泵总重49000Kg（含电机23500Kg）。

整台设备分为电机及附件、泵本体、底座板、润滑油装置、润滑油冷却系统等5部分组成，设备到货时主要分2大部分，即电机及附件为一部分，其它为另一部分。

设备的长12.3米、宽3.7米、高4.5米。

因主油泵安装在钢结构泵房内，泵房的高度与跨度有限。

结合以上参数与信息，采用逐级起吊组对安装，即先将底座板、泵本体等吊上基础并调平灌浆后再将电机及附件吊装到底座板之上。

1. 安装方法：主要针对安装过程中的重点难点问题。

1.1 设备吊装：主泵采用“单机提升旋转法”吊装就位，吊车为QUY70的履带吊吊车。

为了最大限度的减少高空作业，附属设备应在吊装之前安装完毕。

地面处理：QUY70履带吊车站位处和吊装时行走区域要进行地基处理满足地耐力要求。

吊装作业时,QUY70吊车对地面压力：G=1.1(G1+G2)G1--吊车自重, G1=61t ；G2--吊车所受载荷, G2=30t地面承载吊车压力面积A=2×0.76×5.15=7.828m2吊车对地面压强：P=G/A=12.787KPa地面经过处理后的耐力为大于15KPa，所以QUY70吊车作业安全。

吊装工艺：设备到达现场后直接运至泵房附近，QUY70进入吊装现场并停留在指定的位置，然后拖车调整方向，按照行走路线倒到所对应的泵基础附近。

开始进行正式吊装。

将所吊物品抬离车面约500mm高，拖车开离吊装区域。

然后使QUY70向基础方向缓慢旋转臂杆，待与地脚螺栓孔对正后缓慢回落就位，最后调整和拆除吊装绳索。

整个吊装过程结束。

吊装状态受力分析和吊车的选择底座板重G0=13636kg 电机及附件重G0=23500kg 泵本体重G0=8625kg 润滑油装置重G0=1739kg 润滑油冷却系统重G0=1500kg。

机索具附加重量G1=1500kg吊装计算载荷G=K×（G0+G1）K—动载系数K=1.1泵本体、底座板、润滑油转装置、润滑油冷却系统：G=29700kg电机及附件：G=27500kg表3 吊装绳索具对照表以较重设备所选吊装绳索为例，进行校核如下：连接平衡梁是2根10吨12米长的圆环吊装带。

吊装G0=29.7吨的重物每根吊装带上所承受的重量应该为G0/2=14.85t。

而12米10吨的吊装带是折合成4米使用。

所以吊装带实际所能承受的重量为10t×0.866×3=25.98t＞G0=14.85t。

所以吊装带满足吊装要求。

连接机泵一侧吊耳的是2根10t/单长10m的吊装带。

每根吊装带的额定起重量为10t。

在实际吊装过程中，其为对折使用。

起重量应为10t×1.5=15t。

由于是偏心吊，所以有一侧需要靠10t的倒链找平，而在吊装过程中每个吊耳所连接的绳索和倒链所承受的重量计算如下：从上图中可以看出绳索受力的几何关系，列出以下方程。

根据下列方程，可以分别解出各绳扣的受力大小。

00120012cos17cos32G/2sin17sin 32T T T T +==其中：G=G 基座+G 泵+G 附件=25.5t 解得，t T t T 02.5 91.821==因为15t ＞8.91t ，10t ＞5.02t 所以绳索与倒链满足吊装要求。

底座板吊耳的校核吊耳采用板式吊耳，材质为Q235B ，其屈服强度是235MPa ，取其安全系数为1.6，所以材质的许用应力为[σ]=147MPa,所以只需满足验算公式拉曼公式2222147k R r MPa R r σσ+=<-即可。

式中Fd σδ=，F 为吊装载荷，d 为吊耳板孔径，δ为吊耳板厚度。

图1 吊耳结构图如图所示，计算式中R 为图中吊耳外半径，式中r 为图中孔半径且孔直径d=2r ，式中t 为板厚，校核计算结果如下：61328.255075980091.81.121=⨯⨯⨯==吊耳吊耳吊耳δσr F K[]MPa r R r R k 147345.371005.3710061328.2522222222=<=-+⨯=-+⨯=σσσ吊耳吊耳吊耳吊耳吊耳吊耳式中：F 为吊耳板受力,等于8.91t ； K1-动载系数，K1=1.1δ-吊耳板厚。

平衡梁的校核钢管受压稳定性校核选φ219×12的无缝钢管作为38t 级的平衡梁，其截面的特性为： 已知：载荷G=38t ，考虑动载系数k=1.1，因此支撑梁的受力分析为：0.50.518620093100x P P ==⨯=0.8660.866186200161249.2y P P ==⨯=支撑梁截面的力学特性如下： 横截面面积为：()1912 3.14127803.72A D δδ=-=-⨯⨯=π（2）回转半径为：0.353()0.353191273.071r D δ=-=⨯-=（2）长细比为：400054.7473.071l r λ===折减系数φ值：查表取计算系数为：1.111,0.0046A B ==则： 1.1110.004654.740.86A B φλ=-=-⨯= 应力为：9310013.90.867803.72x P A σφ===⨯支撑梁材质为#20钢，其屈服极限2225/245.15/s kgf mm N mm σ==，取安全系数1.6k =，则许用应力为：2245.15[]153.22/1.6sN mm kσσσ===>。

因为满足压杆稳定的条件，所以平衡梁满足吊装要求。

平衡梁吊耳板的强度核算吊耳采用板式吊耳，材质为Q235B ，其屈服强度是235MPa ，取其安全系数为1.6，所以材质的许用应力为[σ]=147MPa,所以只需满足验算公式拉曼公式2222147k R r MPa R r σσ+=<-即可。

式中Fd σδ=，F 为吊装载荷，d 为吊耳板孔径，δ为吊耳板厚度。

图2 吊耳结构图如图所示，计算式中R 为图中吊耳外半径，式中r 为图中孔半径（且孔直径d=2r ），式中t 为板厚，校核计算结果如下：5.10428709800191.121=⨯⨯⨯==吊耳吊耳吊耳δσr F K[]MPa r R r R k 1477.13335100351005.10422222222=<=-+⨯=-+⨯=σσσ吊耳吊耳吊耳吊耳吊耳吊耳式中：F 为吊耳板受力,等于19t ； K1-动载系数，K1=1.1；δ-吊耳板厚。

因此吊耳满足吊装要求。

1.2 联轴器对中由于阿联酋地区采用欧美标准属于高端市场，对联轴器对中的精度要求高，同时当地的环境（高温）因素也会对联轴器对中精度产生一定影响。

因此采用激光校准方式进行联轴器对中是比较理想的对中方式，激光校准是指利用激光束进行的校准方式，其中激光器安装在一根轴上，而接收器或反射器安装在另一根轴上,两根轴同时转动，当轴在转动时可测得激光束的偏移值。

现场所使用的为Easy-Laser® D450型激光校准仪。

激光校准仪的样式及安装方式如下：激光校准方式的一般要求：（1）在进行激光校准前应对激光校准仪器的标定日期进行检查。

通常情况下，激光校准工具每6个月标定一次。

（2）数据分析由随激光校准系统一起提供的校准计算机完成。

该计算机应根据设备组的尺寸规格和环境偏移进行相应配置。

(3) 在激光校准设备安装后，等待足够时间确保托架温度与环境温度一致。

(4) 两根轴按旋转方向同时转动。

尽可能采用手动旋转。

如手动无法旋转，则使用带式扳手。

(5) 无论在转动时是否已对轴或联轴器采取保护措施，都禁止使用会在轴或联轴器上留痕的管钳扳手或任何其他转动设备。

(6) 读数读取的位置用水准仪或其他有效装置在水平面和垂直面上进行标明。

(7) 激光校准设备由受过专门培训的工作人员操作。

(8) 遵循所有有关电动设备安全和控制的要求及规定。

联轴器对中的现场要求：精度要求：机器联轴器对中时，以泵为基准，对电机进行调整，对中要求应以随机技术文件规定进行,要求径向位移不能大于0.05毫米,轴向偏差不大于0.025毫米。

在联轴器对中阶段对每个电机支脚进行偏移检查。

每个电机支脚的最大允许移动量是0.05毫米支脚垫片安装要求：电机支脚所使用的垫片数量最多不能超过5个。

垫片排列高度最多不超过12毫米。

每个安装支脚只允许使有一个厚度大于3毫米的垫片。

不允许使用锥形、薄片状、铜制、铝制以及厚度小于0.05毫米的垫片。

垫片表面采用64Ra或更好的加工处理。

禁止从整卷叠片中切削出垫片使用。

对支撑点下的垫片堆叠进行测量。

逐个测量垫片的数据进行累加计算，直至达到相应的精度要求。

2质量施工过程中的质量监控是现场质量管理的重要环节，有效的质量监控措施能使工程质量做到防患于未然，能控制工程质量达到预期的目标，有利于促进工程质量不断提高，有利于降低工程成本。

2.1 质量方针：精心安装，保证质量，科学管理，优质服务。

2.2 质量目标：（1）严控施工过程，确保每一个工序均达到规范及设备技术文件要求。

（2）质量验收一次合格。

2.3 质量控制措施(1) 学习及会审设计图纸是质量控制的首要环节。

施工前组织有关人员认真熟悉图纸，领会设计意图，编制详细、切实可行的施工方案并严格监督执行，施工前对有关施工人员进行技术交底并填写技术交底记录。

(2) 对设备、材料的质量监控是质量控制的关键环节。

进场的设备、材料及仪表，均应有出厂合格证或质量证明书等文件，杜绝不合格的产品、材料用于工程中。

(3) 抓分部、分项工程按规定规程施工是质量控制的主要环节。

责任工程师随时进行技术指导，确保每个工序都达到技术要求。

（4）关键部位、薄弱环节是质量控制的重点。

关键部位主要包括泵的水平度精度及联轴器对中精度等；薄弱环节主要是泵安装过程中所用的新技术和新工艺。

对关键部位和薄弱环节重点监控避免质量控制出现死角。

（5）建立完善的质量责任制是质量控制的重要环节。

落实质量责任，制定奖罚制度，使施工质量与各级管理、施工人员的薪金挂钩准确保证工程质量。

3 安全结合阿联酋地区的实际情况，完善和落实高温环境的安全生产责任制，制定防暑降温应急欲案。

要将防暑降温工作作为高温环境安全生产的首要工作，切实抓好抓紧，要加强对工程施工现场重点部位的监督检查，采取有效措施，消除高温环境施工现场容易存在的安全隐患，防止因高温天气引发的人员中暑和其他各类安全生产事故。