氨合成塔吊装方案
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天脊中化高平40-60工程
氨合成塔内件吊装方案
编制：
审核：
批准：
中化二建集团40-60项目部
2005.11.4
2 目 录
一、 编制说明
二、 编制依据
三、 工程概述
四、 准备工作
五、 吊装方法
六、 受力计算及索具配置
七、 合成塔吊装梁强度校核
八、 施工技术要求
九、 安全技术措施
十、 劳动力计划
十一、 施工机具、手段用料计划
十二、 附图
3 1、 编制说明
天脊中化高平40-60工程是一个年产40万吨氨醇60万吨尿素的大项目，其中氨合成塔的内件以及多余能量收集器是由瑞士CASALE公司制造提供（三床换热式轴径向氨合成塔内件），氨合成装置为双系列设计，氨合成塔是氨合成装置的主要核心设备，设备重量大且放至于氨合成框架内，吊装难度大，为安全的吊装好两台氨合成塔特编制此方案。
2、编制依据
2.1、《化工工程建设起重施工规范》HGJ201-83
2.2、天脊中化高平40-60氨合成装置区平面图
2.3、天脊中化高平40-60氨合成框架图
2.4、天脊中化高平40-60氨合成设备图
2.5、《石油化工吊装工作手册》
2.6、《起重机械与吊装》
3、工程概况
氨合成塔是氨合成工段氨合成框架内的主要设备，其详细技术参数如下：
设备名称 直径及壁厚 高度 重心 安装底标高 设备净重
氨合成塔 Φ（内）2300×130 20.596m 12m 6.889m 202.704t
设备吊装拟采用绑扎双吊点滑移法。氨合成塔是氨合成工段的核心设备，也是最重的一台设备。根据土建设计的框架结构，将在39m的主梁处增加两根钢梁做为吊装梁。
4、吊装前应具备条件
4.1施工场地平整，道路畅通。 4 4.2临时电源已接通，并能保证连续供应。
4.3设备基础梁已按设计要求预制完毕，并经相关单位验收合格。
4.4设备经验收合格，并办理完相关交接出库手续。
4.5 施工方案已经有关部门批准，技术交底已进行。
4.6 起吊用机索具已按要求配备好，并有合格证明。如无合格证明者，须经有关部门检验合格后方可使用。对检验中发现的问题必须得妥当解决，并有见证资料。
4.7吊装钢梁已制作安装完毕，并经检查确认安全可靠。
4.8所有吊装机具、地锚及绳索具经复检确认，并且使用50吨履带吊把机具摆放到吊装位置，氨合成塔水平运输至指定吊装位置，试吊安全可靠。
5、吊装方法
氨合成塔本身重量为1987.8KN，在顶部架设两根钢梁，采用绑扎式双吊点滑移法吊装。吊装工作分两步进行。第一步：水平运输，第二步：吊装、方位找正。
5、1水平运输
设备进入现场后，氨合成塔位于合成框架东侧，详见后附吊装平面布置图。由于设备重，且距安装位置有一定的距离，故采用钢排牵引法，牵引至吊装位置。
5.1.1 由于运输所经场地为回填土，土质松软，故运输场地路基满铺4-6的石子并经机械压实，路基宽5m，高400mm。石子路基上铺设道木，在道木上铺设
δ=20mm的钢板，宽2m。
5.1.2 制作牵引钢排。具体材料及尺寸见附图，将钢排置于钢板上，钢排与钢板 5 之间垫Φ108×17钢管做为滚杠。
5.1.3 50T锚点坑每个尺寸为8m×1.5m×3.5m，20T锚点坑每个尺寸为6m×1.5m×3m，锚点按照布置图安装。
5.1.4用两台160T汽车吊将设备抬吊并根据安装方位找正置于钢排上。
5.1.5利用两台卷扬机，一台20T牵引，一台5T溜尾，通过滑轮组，锚点定位滑轮变向牵引钢排，使设备滚动到框架下吊装位置。
5.2吊装
根据设备实际重量，以及氨合成框架周围现场情况，拟在框架梁上加设两根自制钢梁采用双吊点滑移法起吊氨合成塔。钢梁布置、做法见附图。
5.2.1 起重机具布置详见后附吊装平面布置图。
5.2.2吊装梁安装将采用框架顶部的32t防爆桥式起重机。
5.2.3 氨合成塔设备本体未带吊耳，由于压力容器上不允许焊接，故采用绑扎式吊装，使用钢丝绳绑扎时应垫木块，以便防止损坏设备和钢丝绳。
5.2.4氨合成塔采用两台20T卷扬机主吊，两台卷扬机通过滑轮组同时受力起吊，5T卷扬机配合溜尾，放置在钢排上的氨合成塔在滑轮组的牵引下，随着滚杠在钢板上缓慢移动、抬头，直到设备脱排并垂直起吊。
5.2.5设备立起后起吊至安装标高以上2米，将设备底座利用25T汽车吊吊装就位，找正找平后设备下放就位。
5.2.6由于设备底部呈锥体状，设备脱排时为保护底部管口应在设备底部垫道木。
5.2.7设备就位后在设备上部土建钢结构12m、17m、22m处焊出［16固定。
5.2.8氨合成塔安装完一台后，需把钢梁使用32t防爆桥式起重机吊挪到另一台吊装位置。 6 6、受力计算及索具配置
鉴于两台设备为同一规格重量相同吊装方法相同，故受力计算、强度校核以一台的氨合成塔为准。
6.1设备抬头时受力计算
6.1.1计算重量
P=（Q+g）*K*K1=（1987.8+300）*1.1*1.1=2768.2KN
Q——设备净重，Q=1987.8KN
g——抱卡、索具重量，g=300KN
K——动载系数，K=1.1
K1——不平衡系数，K1=1.1
6.1.2设备抬头时垂直提升力
P1 =P*XC/n=2768.2*12/20.596=1612.9KN
XC——设备重心距底面距离，XC=12m
N——氨合成塔吊耳距底面距离，n=20.596 m
6.1.3滑车组与垂线夹角
α1=tg-1[(B/2-D/2)/( H-h)]=tg-1[(3.2/2-2.77/2)/(39-2)]=0.333°
B---上吊点间距B=3.2m
D---设备上部直径D=2.77m
H---滑车组系点高度H=39m
h ---抬头时设备吊耳至地面的距离h=2m
6.1.4设备抬头时滑车组受力
P1’=P1/2cosα1=1612.9/2cos0.333°=806KN 7 6.2设备就位时受力计算
6.2.1设备就位时吊装滑车组与垂线夹角
α2=tg-1[(B/2-D/2)/( H-h1-n-h2)]=tg-1[(3.2/2-2.77/2)/(39-7-20.596-2)]=1.31°
h 1---就位时设备底部至地面的距离h1=7m
h 2---设备底部超越结构就位时，设备应多抬的高度h2=2m
6.2.2设备就位时吊装滑车组受力
P2=P/2cosα=2768.2/2 cos1.2°=1384KN
6.3设备脱排时受力计算
6.3.1设备脱排时吊装滑车组受力
P3=P/2=2768.2/2=1384.1KN
6.3.2卷扬机出线拉力
吊装滑车组选用200T，8轮滑车，单出头，经过2个导向滑车，则查机械利益系数得：
S=P3*/2R’=1384.1*/2*6.42=107.8KN
R’—滑车组机械利益系数
6.3.3上绳扣受力
PS= P2+2S =1384+2*107.8=1600KN
6.3.4设备牵引力
Pg=(Q+ g1)R=（1987.8+50）*0.05=101.89KN
R—钢与钢间磨檫系数，R=0.05
g1——拖排重50KN
7、合成塔吊装梁强度校核 8 PN
吊装钢梁的几何尺寸详见钢梁制作图
H=1200mm L=8700mm b=440mm h=1140 B=500mm 材质Q235-A
7.1弯矩
7.1.1钢梁受集中力
Pn=Ps=1600KN
7.1.2支点反力
RA=PnL2/L=1600×5.35/8.7=984KN
7.1.3钢梁受集中力产生的弯矩
M1=RA×L1=984×103×3000=3×109Nmm
7.1.4钢梁自重均布荷载
g=G/L=148630/8700=17.08 N/mm G---钢梁自重G=148.63KN
7.1.5钢梁自重产生在吊点处产生的弯矩
M2=g L L1/2-g L12/2=(17.16×8700×3350)/2-(17.16×33502)/2=15.38×107N/mm
7.1.6钢梁总弯矩
M=M1+M2=3×109+15.38×107=3.1538×109N-mm
7.2剪力
7.2.1重物产生的剪力
Q1=RA=984KN
7.2.2自重产生的剪力
Q2=RA’-ga=74.315×103-17.16×3000=22835N=22.835KN
RA’---梁自重产生的支座反力 L2=5350 RA RB
L1=3350 9 RA’=G/2=148.63/2=74.315KN
7.2.3总剪力
Q=Q1+Q2=984+22.835=1006.84KN
7.3钢梁截面力学特性
7.3.1钢梁惯性矩
J=(BH3-bh3)/12=(500×12003-440×11403)/12=1.7677×1010mm4
7.3.2钢梁断面系数
W=(BH3-bh3)/6H=(500×12003-440×11403)/(6×1200)=2.946×107mm3
7.3.3钢梁断面积
F=500×30×2+1140×30×2=98400 mm2
7.4钢梁强度
7.4.1钢梁弯应力
δ’=M/W=3. 1538×109/2.946×107=107.1Mpa
7.4.2钢梁剪应力
γ=Q/F=1006.84×103/98400=10.23Mpa
7.4.3合成应力
δ= δ’2+3γ2 = 107.12+3×10.232 =108.6Mpa
7.4.4钢材许用应力
钢梁板材材质为A3钢，板厚为30mm，查表属第二组，其屈服限δs=230N/mm2,取安全系数n=1.7
[δ]= δs/n=230/1.7=135.3 Mpa
δ＜[δ] 安全
