邊衛(wèi)東

中化二建集團(tuán)有限公司 山西太原 030021

近年來隨著大型煤制油技術(shù)的發(fā)展，具有我國自由知識產(chǎn)權(quán)的煤間接液化技術(shù)不斷得到提高，其核心設(shè)備費(fèi)托反應(yīng)器外形尺寸和重量不斷增大，目前已超過2000t。由于工藝技術(shù)要求，該設(shè)備需要進(jìn)行分段安裝就位。山西潞安高硫煤清潔利用優(yōu)化電熱一體化示范項(xiàng)目費(fèi)托合成單元中的核心設(shè)備費(fèi)托反應(yīng)器上下段均采用我公司自行研制和開發(fā)的6400t液壓復(fù)式起重機(jī)吊裝。費(fèi)托反應(yīng)器上段具有起吊高度高，高空控制穩(wěn)定性高、安裝要求精確嚴(yán)等特點(diǎn)。該工藝技術(shù)為首次使用，尚沒有完整系統(tǒng)的施工指導(dǎo)文件，本文結(jié)合工程實(shí)際，對該采用6400t液壓復(fù)式起重機(jī)吊裝費(fèi)托反應(yīng)器上段工藝技術(shù)進(jìn)行介紹。

1 項(xiàng)目簡介

山西潞安高硫煤清潔利用油化電熱一體化示范項(xiàng)目油品合成裝置費(fèi)托合成單元費(fèi)托反應(yīng)器下段（以下簡稱下段）外形尺寸為（Φ9860×54400）重達(dá)2200t，費(fèi)托反應(yīng)器上段（以下簡稱上段）外形尺寸為（Φ9860×7100）重200t；下段吊裝完成后待反應(yīng)器內(nèi)件安裝完成則開始上段安裝，在該項(xiàng)目中上段吊裝采用6400t液壓復(fù)式起重機(jī)擴(kuò)展工況進(jìn)行獨(dú)立吊裝就位。

圖1 費(fèi)托反應(yīng)器外形尺寸圖

2 可行性分析及工藝技術(shù)原理

2.1 可行性分析

上段吊裝采用6400t液壓復(fù)式起重機(jī)復(fù)式22.2×20.1m工況（圖2），在該工況下部分參數(shù)如下：

（1）起重機(jī)級別：A2；

（2）最大起吊能力：4800t；

（3）設(shè)計(jì)起吊高度：78m（13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)）；

（4）塔架中心距：20.1×22.2m；

（5）最大提升素對：10m/s；

（6）主梁最大滑移速度：5m/s；

（7）可擴(kuò)展工況：主梁帶載500t滑移。

圖2 下段吊裝完成示意圖

該工況下起重機(jī)主梁擴(kuò)展工況可實(shí)現(xiàn)帶載500t滑移。上段重量為200t，在起吊能力方面能夠滿足使用要求；采用計(jì)算機(jī)虛擬吊裝技術(shù)，對起重機(jī)、吊裝環(huán)境、設(shè)備等進(jìn)行三維建模，采用三維動(dòng)態(tài)模擬對吊裝過程進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)模擬，通過模擬發(fā)現(xiàn)吊裝過程中設(shè)備不與起重機(jī)及周圍環(huán)境發(fā)生干涉現(xiàn)象。

2.2 吊裝工藝原理

6400 t液壓復(fù)式起重機(jī)頂部兩組主梁分別向兩側(cè)滑移至滑移承載梁末端（此時(shí)主梁中心與起重機(jī)基礎(chǔ)中心重合），起吊側(cè)提升吊具通過連接鋼絲繩連接上段頂部兩側(cè)吊耳同時(shí)起吊，上段下平面吊裝至高于下段上平面100mm位置后，主梁開始向設(shè)備中心滑移11.10m至下段正上方，然后同步回落組對。

3 吊裝準(zhǔn)備及過程控制

3.1 反應(yīng)器對口準(zhǔn)備

由于上段吊裝至組對位置后需要進(jìn)行高空組對作業(yè)，因此需要在對口位置進(jìn)行搭設(shè)臨時(shí)操作平臺，由于上段吊裝過程中上段從下段一側(cè)起吊，兩者之間最小間距為300～600mm，因此臨時(shí)操作平臺要求在設(shè)備起吊側(cè)預(yù)留3/8部分保證上段吊裝中不與操作平臺發(fā)生碰撞，示意圖如下圖3、圖4所示。

圖3 臨時(shí)操作平臺分割圖

圖4 臨時(shí)操作平臺安裝示意圖

3.2 起重機(jī)準(zhǔn)備

由于上段從下段側(cè)面距離300～600mm垂直起吊，為保證上段在起吊過程中不與起重機(jī)起吊側(cè)聯(lián)系梁發(fā)生碰撞，需要拆除起吊側(cè)上段底層、中層聯(lián)系梁，頂層聯(lián)系梁保留外側(cè)單片部分（如圖5所示）；聯(lián)系梁調(diào)整完成后起重機(jī)頂部主梁向兩側(cè)滑移至滑移承載梁末端（由于山西潞安項(xiàng)目為兩臺反應(yīng)器連續(xù)吊裝，當(dāng)?shù)跹b第二臺時(shí)只需要安裝起吊側(cè)主梁，本文以下段吊裝完成后直接吊裝上段進(jìn)行說明），此時(shí)主梁中心與起重機(jī)門架中心重合，即主梁中心距離反應(yīng)器中心距離為11.1m，起吊主梁滑移到位后起吊側(cè)提升器同步下落至設(shè)備上方（如圖6所示）。

圖5 臨時(shí)操作平臺安裝示意圖

圖6 主梁滑移到位示意圖

3.3 鎖具準(zhǔn)備

6400 t液壓復(fù)式起重機(jī)吊裝上段采用2個(gè)吊具，如下圖7、圖8所示，2個(gè)鎖具之間間距為3200mm，但上段頂部兩個(gè)吊耳之間間距為6700mm，若直接通過鋼絲繩將吊具與上段吊耳之間連接，則起重機(jī)鋼絞線在吊裝過程中將發(fā)生一定程度的偏斜，不滿足起重機(jī)安全使用要求，因此需要將兩個(gè)吊具之間采用限位鋼絲繩將其間距限制為3200mm；限位鋼絲繩直徑選用Φ40mm，吊具與上段頂部吊耳之間通過2個(gè)200t弓形卸扣和1對Φ87mm鋼絲繩連接，鋼絲繩圈單根1彎4股；主吊鋼絲繩、限位鋼絲繩、吊具和上段之間的連接方式如下圖7所示。

圖7 上段吊裝示意圖

3.4 吊裝過程控制

圖8 上段吊耳方位示意圖

3.4.1 設(shè)備卸車位置

上段運(yùn)輸采用蘇維?！?縱列10軸SPMT+1組PPU”進(jìn)行運(yùn)輸，根據(jù)運(yùn)輸車輛外形尺寸，要求上段運(yùn)輸?shù)轿缓笙鄬ξ恢萌缦聢D9所示，同時(shí)管口方位與就位前管口方位一致。

圖9 反應(yīng)器上段卸車位置圖

3.4.2 起吊拽溜連接及受力轉(zhuǎn)換

由于南側(cè)上段中心向南偏1050mm，北側(cè)上段向北偏1050mm，東西方向向東約偏11430-11100=330mm，起吊過程在北側(cè)設(shè)備的北面采用5t手拉葫蘆將設(shè)備吊耳與旁邊6400頂升套架弦桿連接，將東側(cè)吊耳通過一個(gè)5t手拉葫蘆通過鋼絲繩采用履帶吊牽引，現(xiàn)場操作圖如圖10所示。

圖10 吊裝拽溜連接示意圖

設(shè)備吊裝過程中，首先將主提升器進(jìn)行提升，使提升器提升重量為設(shè)備凈重的70%（約140t），然后對分別對兩側(cè)牽引的手動(dòng)葫蘆進(jìn)行預(yù)緊，同時(shí)對主提升器進(jìn)行緩慢提升，使設(shè)備底面脫離支撐結(jié)構(gòu)。

此時(shí)設(shè)備完全處于懸空狀態(tài)，首先起重機(jī)牽引端進(jìn)行緩慢松勁，使東西反向設(shè)備處于自由狀態(tài)；設(shè)備停止擺動(dòng)后開始松與起重機(jī)主弦桿連接倒鏈，使設(shè)備在南北方向處于自由懸空狀態(tài)，待設(shè)備穩(wěn)定后主提升器開始正常提升。

3.4.3 主梁滑移

上段懸空后，頂部4臺提升器開始同步提升，至上段底平面高于下段上平面100mm后停止，主梁開始向下段中心方向滑移，當(dāng)上段中心與下段中心重合后停止滑移，上段緩慢下落與下段上口接觸（圖11），完成后提升器鎖死；將剩余3/8臨時(shí)作業(yè)平臺安裝完成。

圖11 吊裝過程

3.4.4 設(shè)備回落、調(diào)整對口

設(shè)備組對過程中可能會(huì)存在一定的對口誤差，因此在主梁滑移到下段正上方后若出現(xiàn)南北方向的錯(cuò)邊，可以通過對兩臺通用吊具的獨(dú)立提升或下降來微調(diào)設(shè)備左右兩邊的錯(cuò)邊，東西方向偏差空可通過獨(dú)立對主梁兩側(cè)的滑移油缸采用伸縮缸操作進(jìn)行微調(diào)。原理圖如圖12。

圖12 上段南北錯(cuò)邊調(diào)整原理圖

4 吊裝受力計(jì)算

4.1 鎖具受力計(jì)算

以上段吊裝其中一個(gè)吊耳受力分析：上段吊裝受力分析示意圖如圖13所示。

圖13 上段吊裝鋼絲繩受力分析圖

4.1.1 限位鋼絲繩受力分析：

查《一般用途鋼絲繩》GB/T20118-2006：選用Φ40-6×37+FC1870鋼絲繩,單根破斷力88.3t，共計(jì)8根受力，則安全系數(shù)。

滿足安全使用要求。

4.1.2 主吊鋼絲繩受力分析

主吊鋼絲繩采用Φ87特制無頭繩圈，設(shè)計(jì)額定載荷180t，吊裝8根同時(shí)受力，額定載荷為720t>118.4×2=236.8t，滿足鋼絲使用安全要求。

4.1.3 主吊卸扣受力分析

主吊耳與Φ87特制無頭繩圈之間采用兩個(gè)200t特制卸扣連接，單個(gè)卸扣額定載荷為200t，吊裝兩個(gè)卸扣額定載荷400t，滿足設(shè)備吊裝安全要求。

4.1.4 主吊鋼絞線受力分析

主吊鋼絞線采用17.8mm鋼絞線，每個(gè)提升器穿裝數(shù)量為10根，則4個(gè)提升器鋼絞線共計(jì)穿裝數(shù)量為40根，查GB/T5224-2006《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》得到17.8mm破斷力為35.5t,則安全系數(shù)

滿足鋼絞線安全使用要求。

4.2 設(shè)備吊耳核算

吊耳外形尺寸圖如下圖14所示。

吊裝過程中以單個(gè)吊耳進(jìn)行受力分析計(jì)算，單個(gè)吊耳受力示意圖如下圖15所示。

圖14 吊耳板尺寸圖

圖15 吊耳板受力示意圖

4.2.1 豎向載荷

4.2.2 水平方向載荷（保守計(jì)算取13°）：

4.2.3 吊繩方向載荷

4.2.4 徑向彎矩

4.2.5 吊耳板吊繩方向最大拉應(yīng)力（保守計(jì)算）

σL<[σ]，滿足要求。

4.2.6 吊耳板角焊縫應(yīng)力校核

（1）角焊縫面積（保守計(jì)算）：

（2）焊縫拉應(yīng)力：

（3）焊縫剪切應(yīng)力：

（4）焊縫彎曲應(yīng)力（保守計(jì)算）：

（5）組合應(yīng)力：

σ‘a(chǎn)b<[σ]，滿足使用要求。

故兩個(gè)吊耳起吊安全。

采用6400t液壓復(fù)式起重機(jī)吊裝費(fèi)托反應(yīng)器上段具有安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，適用于反應(yīng)器下段采用6400t液壓復(fù)式起重機(jī)吊裝后在短期內(nèi)吊裝反應(yīng)器上段的吊裝任務(wù)，同時(shí)，吊裝過程中采用計(jì)算機(jī)集中控制，節(jié)省大型履帶式起重機(jī)吊裝費(fèi)用。同時(shí)該吊裝工藝對以后類似采用液壓提升垂直起吊，空中滑移的吊裝方法具有重要的指導(dǎo)意義。