方玉海

中國寰球工程公司 北京 100029

4吊耳整體吊裝60m鋼煙囪技術(shù)

方玉海

中國寰球工程公司 北京 100029

在國內(nèi)某100萬t/a乙烯及配套項(xiàng)目中用“4吊耳吊裝法”成功整體吊裝2具高60m、重130多噸的鋼煙囪。用該方法吊裝鋼煙囪工期短、無高空作業(yè)，對鋼煙囪本體及內(nèi)部襯里不造成破壞。本文就其中1具60m鋼煙囪吊裝實(shí)際過程為例，著重討論用“4只主吊耳”吊裝鋼煙囪時(shí)的吊耳設(shè)計(jì)、索具配置等關(guān)鍵點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

吊裝技術(shù)4吊耳 鋼煙囪 大型設(shè)備

1 概述

130 萬t/a蠟油加氫裂化裝置內(nèi)60m鋼煙囪重133.9t（煙囪本體+隔熱耐火襯里），場外制造殼體，分6段運(yùn)至吊裝現(xiàn)場，組對完畢上襯里，襯里干燥后進(jìn)行吊裝，如表1所示。

表1 鋼煙囪參數(shù)

主吊車選400t履帶吊、77m主桿+超級(jí)提升工況，溜尾吊車選150t履帶吊，如表2所示。

表2 吊裝參數(shù)

吊裝用具除鋼絲繩外，還需滑輪、平衡梁等，如表3所示。

表3 吊具配置

結(jié)合現(xiàn)場施工狀況，吊裝平面布置如圖1所示。

用4只吊耳吊裝鋼煙囪的特殊之處在鋼煙囪從起吊到直立整個(gè)過程，圖2為鋼煙囪剛起吊和接近直立的狀態(tài)的實(shí)際照片，以下將圍繞這一過程對吊耳設(shè)計(jì)、索具配置等關(guān)鍵點(diǎn)和吊裝中需要注意的地方進(jìn)行敘述。

2 吊耳標(biāo)高、方位以及支撐結(jié)構(gòu)

2.1 吊耳標(biāo)高和方位

根據(jù)吊裝要求和安裝單位在鋼煙囪上焊接梯子、平臺(tái)的需要以及選用的鋼絲繩長度等，確定吊耳標(biāo)高和方位如表4所示：

表4 吊耳位置

鋼煙囪筒壁薄，內(nèi)部填充的隔熱耐火襯里屬脆性材料，吊裝時(shí)很小的變形都可能破壞襯里，以上吊耳位置設(shè)計(jì)可使吊裝時(shí)鋼煙囪變形最?。ㄓ?jì)算可得起吊時(shí)鋼煙囪最大撓度為24.2mm），完全避免任何損壞。

主吊耳a、b的位置配合鋼絲繩長度還需保證如圖2所示。右圖中平衡梁能跨過鋼煙囪頂端。

2.2 吊耳及支撐結(jié)構(gòu)

主吊耳和溜尾吊耳參照HG/T21574-94《設(shè)備吊耳》選用大管徑φ530×18管式吊耳[1]。吊耳管軸內(nèi)設(shè)置“#”字和“+”支撐筋；2對主吊耳處寬1800mm的補(bǔ)強(qiáng)板環(huán)繞鋼煙囪一周，每塊補(bǔ)強(qiáng)板由2塊鋼板對接而成，縱焊縫與吊耳豎向中心線重合；以吊耳為中心對稱焊接2圈20#槽鋼加強(qiáng)圈；環(huán)型補(bǔ)強(qiáng)板和槽鋼加強(qiáng)圈可取代鋼煙囪內(nèi)吊耳處的支撐，如圖4所示。吊耳管軸、補(bǔ)強(qiáng)板、加強(qiáng)圈和支撐筋材質(zhì)與鋼煙囪材質(zhì)相同。焊接順序?yàn)椋褐谓钆c鋼煙囪筒體→吊耳管軸與鋼煙囪筒體、支撐筋→補(bǔ)強(qiáng)板與吊耳管軸、鋼煙囪筒體。

吊耳長度依吊耳位置、鋼絲繩直徑等確定。

吊耳管軸與鋼煙囪筒體、補(bǔ)強(qiáng)板焊接處和補(bǔ)強(qiáng)板與鋼煙囪筒體焊接處的局部應(yīng)力參照HG/T21574-94《設(shè)備吊耳》中的方法進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算時(shí)按圓形補(bǔ)強(qiáng)板和內(nèi)部無槽鋼加強(qiáng)圈的情形進(jìn)行計(jì)算，等效補(bǔ)強(qiáng)板直徑取環(huán)型補(bǔ)強(qiáng)板的寬度值。計(jì)算只在水平與豎直兩種狀態(tài)下吊耳與設(shè)備筒體焊接處以及補(bǔ)強(qiáng)板與設(shè)備筒體焊接處的最大表面應(yīng)力和最大膜應(yīng)力都滿足使用條件。

槽鋼加強(qiáng)圈高度不能超過鋼煙囪內(nèi)部襯里的厚度，以防使用時(shí)不符合設(shè)計(jì)要求。

在實(shí)際吊裝中，皆未產(chǎn)生任何基于吊耳位置和吊耳結(jié)構(gòu)造成的鋼煙囪筒體或隔熱耐火襯里的破壞，說明吊耳位置和吊耳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。

3 吊耳詳細(xì)設(shè)計(jì)及平衡梁配置

3.1 吊耳詳細(xì)位置

由圖4可以看出，直徑φ72mm、長24m鋼絲繩繞過滑輪，繩圈分別套在單側(cè)的主吊耳a、b上。

鋼煙囪豎直后要求吊耳設(shè)計(jì)滿足如下條件：

（1）鋼煙囪豎直、不偏斜；

（2）繞在下部的鋼絲繩與上部吊耳間保持一定距離，防止鋼絲繩與吊耳接觸；

吊裝豎直后滑輪豎向中心線與鋼煙囪豎向中心線重合能滿足條件（1）；條件（2）決定了上下主吊耳間的橫向偏移距離。

溜尾吊耳與主吊耳保持相同方位即可。

經(jīng)計(jì)算，主吊耳a與主吊耳b沿鋼煙囪中心線偏離距離達(dá)到392mm時(shí)可保證鋼煙囪吊裝豎直后鋼絲繩與吊耳保持43mm的距離。因主吊耳設(shè)置在錐段鋼煙囪上，上下主吊耳偏離的角度不同，如圖5所示。部的主吊耳b偏移7.9°,即可使鋼煙囪豎直后滑輪豎向中心線與鋼煙囪豎向中心線重合，保證鋼煙囪在落到基礎(chǔ)上時(shí)基礎(chǔ)上的地腳螺栓能順利穿過鋼煙囪底部的螺栓孔。

還需結(jié)合鋼煙囪吊裝平面布置圖確定兩對主吊耳偏移的方向。如圖4左圖所示，左邊為主吊耳b、右邊為主吊耳a，鋼煙囪水平放置時(shí)主吊耳b高于主吊耳a。若兩個(gè)吊耳偏移方向設(shè)計(jì)反了，吊裝時(shí)鋼絲繩便會(huì)掛在吊耳上。

3.2 平衡梁配置和吊耳擋圈設(shè)計(jì)

直徑φ72mm、長24m的鋼絲繩繞過自制的滑輪將各自的繩圈掛在吊耳上，鋼煙囪豎直后滑輪上的卸扣正好處于鋼煙囪錐段和上直段相接的地方，接口處均布高150mm的筋板12塊。為防止鋼煙囪豎直后滑輪卸扣與筋板發(fā)生摩擦，采用了3.6m的平衡梁，用平衡梁的長度撐開卸扣與筋板的距離，計(jì)算的卸扣到筋板間的距離為131mm，考慮鋼煙囪豎直后可能產(chǎn)生的偏斜，這一距離足夠保持卸扣與筋板在吊裝時(shí)不發(fā)生摩擦。

吊耳結(jié)構(gòu)如圖3所示可知吊耳擋圈所在平面與吊耳中心軸線垂直，但主吊耳a、b分別偏離鋼煙囪中心線一定角度如圖6所示，并且主吊耳 a、b處的鋼煙囪直徑分別為2630mm、2586mm，平均為2758mm。平衡梁長度為3.6m。起吊時(shí)鋼絲繩可能和主吊耳b的擋圈發(fā)生摩擦，擋圈應(yīng)沿主吊耳中心軸線向吊耳偏移的反方向偏移同樣角度。擋圈偏移會(huì)增加吊耳有效長度，因使用的是大管徑吊耳，偏移帶來的影響可不計(jì)。

鋼絲繩的繩圈是套在吊耳上的，吊裝完畢摘鉤時(shí)繩圈有可能不能從吊耳上脫出，為減少高空作業(yè)，需將《設(shè)備吊耳》中擋圈外徑適當(dāng)縮小又不至使吊裝時(shí)鋼絲繩從吊耳內(nèi)滑出。《設(shè)備吊耳》中φ530管徑吊耳的擋圈外徑為700mm，繩圈長度為2800mm，將擋圈外徑減小到666mm不會(huì)影響吊耳使用，但吊裝完畢后使鋼絲繩繩圈更易從吊耳內(nèi)脫出。

4 注意事項(xiàng)

4.1 鋼煙囪擺放

用“2只吊耳”吊裝設(shè)備時(shí)如果溜尾吊耳也是管式吊耳，當(dāng)焊接在設(shè)備上的梯子、平臺(tái)不妨礙吊裝時(shí)，只要設(shè)備的吊耳位于同一水平面，設(shè)備的方位不影響吊裝。用“4只吊耳”時(shí)設(shè)備只能有一個(gè)方位，如4左圖所示，方位反了就不能吊裝。

在剛開始組對鋼煙囪、填充襯里時(shí)就要考慮最后的方位，由方位帶來的鋼煙囪翻身非常麻煩，即需要大吊車配合，還有可能損壞襯里。

4.2 滑輪

主吊耳a、b間相距7000mm，從起吊到鋼煙囪豎直鋼絲繩要在滑輪上走3500mm，滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)不一致可能導(dǎo)致鋼煙囪偏斜，帶來吊裝安全隱患。

保證滑輪能在滑輪軸上自由旋轉(zhuǎn)非常重要。在滑輪與鋼絲繩之間涂抹黃油能減小鋼絲繩與滑輪間的摩擦系數(shù)，確保萬一滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)問題時(shí)鋼絲繩可以在滑輪上滑動(dòng)。

滑輪選裝還可能帶動(dòng)滑輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在保證滑輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要保證滑輪軸也能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.3 吊裝偏心

方案設(shè)計(jì)中鋼煙囪豎直時(shí)滑輪豎向中心線雖然和鋼煙囪豎向中心線重合，但在實(shí)際吊裝中還有可能因?yàn)榭紤]到的因素使鋼煙囪產(chǎn)生一定角度的偏斜。準(zhǔn)備小吊車在偏向的一側(cè)底部將鋼煙囪底部輕輕吊起即可。

5 結(jié)語

按此方案進(jìn)行的2具鋼煙囪都安全、順利完成吊裝，說明以上設(shè)計(jì)足以滿足鋼煙囪吊裝要求。

不僅鋼煙囪可以用“4吊耳”法吊裝，其他類似設(shè)備也可用此法。以減少高空作業(yè)、降低風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約成本。

1中華人民共和國化學(xué)工業(yè)部.設(shè)備吊耳.[S].1994年版

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1672-9323（2011）04-0047-03

2011-06-18）