H2S/CO2吸收塔C2201/2202拆除吊装

董建伟

摘 要： 介绍650t履带吊在超起工况下分段拆除H2S/CO2吸收塔的吊装方法

关键词： 吸收塔 吊装 超起工况 大型吊车 卡环

1、 工程概况

脱硫、脱碳装置区内有1台H2S/CO2吸收塔，设备位号C2201/2202，该塔高68.8m，容器净质量（不含梯子、平台、内件）重284.59t，含梯子平台，不含可拆内件重300t。根据甲方要求，拆除该塔更换新塔，该塔位于气化渣水框架西侧，其南边和西边是管廊框架，场地受限、高度高、重量重是本次拆除更换的难点。

2、 施工工艺程序

设备拆除吊装程序大体安排如下：

3、 H2S/CO2吸收塔拆除吊装计算

3.1、H2S/CO2吸收塔吊装受力计算

H2S/CO2吸收塔安装时是分三段到货，现场立式组对安装的，上段长度17.46m，重78t；中段长度18.39m，重86t；下段长度32.95m，重136t。上、中、下段的吊耳及吊耳标准（HG/T21574-2008）见下表：

为了节约拆除时间，降低大型吊车费用，根据以上情况，考虑拆除吊装分两段进行，割除分段位置：距设备底部32.95m处，即安装时的上段和中段一起割除，为本次拆除分段的上段，安装时的下段为本次拆除吊装的下段。分段情况：上段长度35.85m，重164t；下段长度32.95m，重136t。

3.1.1、主、辅吊车受力计算

考虑分两段吊装：

（1）、上段受力计算：长35.85m，加上梯子、平台、栏杆重约164t，主吊点选据上部焊缝1.2m处的AXC-600-20吊耳，辅助吊点选安装时中段的尾部AXC-400-20吊耳。

按均布载荷考虑，由力学知识得：31.52×F2=14.96×G

故 主吊车最大受力（设备直立时）为164t，考虑吊钩及索具14t，合计178t

抬尾吊车最大受力（设备平躺时）为77.84t，考虑吊钩及索具2t，合计79.84t。

（2）、下段受力计算：长32.95m，加上梯子、平台、栏杆重约136t，主吊点选据下段上部焊缝1.2m处的AXC-800-20吊耳，辅助吊点选设备裙座内的AP-75吊耳。

按均布载荷考虑，由力学知识得：31.75×F4=15.16×G，

F4=

故 主吊车最大受力（设备直立时）为136t，考虑吊钩14t，合计150t。

抬尾吊车最大受力（设备平躺时）为64.94t，考虑吊钩2t，合计66.94t。

3.1.2、主吊车选择

根据H2S/CO2吸收塔吊装受力计算选择主吊车。

上段：主吊车选QUY650t履带吊，SHB超起工况：L=84m，R=26m，Q=266t。使用支撑平衡梁 φ426×14，长3.4m。

下段：主吊车选QUY650t履带吊，SHB超起工況：L=84m，R=26m，Q=266t。

3.1.3、尾部辅助吊车选择

根据受力计算，选择尾部辅助吊车。

上段：抬尾吊车选QUY150t履带吊，主臂工况：L=31m，R=8m，Q=88.6t。

下段：抬尾吊车选QUY150t履带吊，主臂工况：L=31m，R=8m，Q=88.6t。

3.1.4、绳扣选择

（1）、H2S/CO2吸收塔上段主吊绳扣计算选择：

由破断拉力SP=K.P（K—安全系数，取6；P—主吊绳扣受力，设备上段重为164t）

吊装计算载荷：Q计=164×K动×K不=164×1.1×1.1=198.44吨

K动——动载系数取1.1

K不——不均匀系数取1.1

每根两股使用时，则单股钢丝绳受力：

由公式SP=0.3δd2得：式中δ—钢丝抗拉强度，取177kgf/mm2；

d—钢丝绳直径

故选用φ82mm，L=18m二根，每根2股使用用做上段主吊绳扣安全。

吊平衡梁钢丝绳选φ39mm二根，每根2股使用。

尾部吊车绳扣计算选择：

由前面的吊车受力计算知：P=44.94t Q计=P×K不=44.94×1.1=49.434吨

尾部绳扣按2股使用时，选用φ52mm—6×37+1 δ=177kgf/mm2钢丝绳

查表钢丝绳破断拉力：1379040N（140718Kgf）

则钢丝绳安全系数为K=140718×2/49.434×1000≈5.7>5故安全。

尾部绳扣选φ52mm，L=8m绳扣二根，2股使用作为尾部吊装绳扣。

（2）、H2S/CO2吸收塔下段主吊绳扣计算选择：

按同样方法选择H2S/CO2吸收塔下段主绳扣：φ82mm，L=18m绳扣，2股使用；辅助绳索：φ52mm，L=8m，2股使用；40t卡环2个。

3.1.5、支撑平衡梁强度校核

H2S/CO2吸收塔上、下段吊装，采用一根L=3.4m平衡梁，规格φ426×14无缝钢管制作。

根据上图可计算得，吊装时绳扣对支撑梁的正压力N=P1/tg60°=47.35t

若已知平衡梁用φ426×14，长3400mm无缝钢管制成，钢管的几何性质查表得：

管子截面积F=181.2 cm2

管子惯性半径i= 14.57cm

长细比λ= ，取μ=1

查表得：φ=0.961

考虑不均衡系数K不，计算载荷N不

N不=1.2×47.35=56.82t 取K不=1.2

时 安全

故选用φ426×14无缝钢管作为平衡梁满足条件。

式中：F—管子截面积cm2

N—轴向压力，kg

W—截面系数，cm3

φ—轴心受压件稳定系数

[σ]—许用应力，kgf/cm3

I—惯性半径，cm

G—支撑梁自重

L—支撑梁长度

3.1.6、吊耳强度校核

由于本次拆除吊装的下段与安装时的下段同样重，吊耳仍采用安装时的吊耳，故不需校核下段吊耳，只对上段主吊耳AXC-600-20强度进行校核。

（1）管轴危险截面

管轴与衬板连接的端面为危险截面，如下图所示。

计算最大垂直分立Pvmax和最大水平分力PHmax；

Pvmax=Qa

Phmax= Pvmax*tga0

式中Qa---吊耳的设计载荷；

a0----吊装角。一般a0≤15°。

校核断面上的弯曲应力与拉应力的合成应力：

Q235钢材的抗拉强度极限σb=3750kg/cm2

满足要求。

校核剪应力：

满足要求，故吊耳的强度是足够的。

（2）校核焊缝截面

为安全计，仅以吊耳管端周边的焊缝承受载荷，焊缝所承受的剪应力为：

式中S-------焊缝高度，cm；

由上式知，焊缝强度不满足要求，故需增加焊缝强度。

吊耳加强焊接要求见下图：

4、 H2S/CO2吸收塔吊装平、立面布置图

H2S/CO2吸收塔吊装平、立面布置图如下：

5、 吊装现场平面布置

5.1 吊车站位位置场地地基的处理

设备吊装吊车站位位置铺毛石300mm，渣石150mm，瓜子石50mm，使地耐力达到25t/m2。并在吊车下面垫置与吊车配套的路基板，以扩大地面的接触面积，将地面的承压面积扩大。

5.2 吊车的站位

主、辅吊车的站位应按吊装平面布置图上的要求进行相应的站位。

本工程框架北侧为吊装主要场地，H2S/CO2吸收塔在北侧吊装拆除，故框架北侧场地需临时处理。吊装现场平面布置见H2S/CO2吸收塔拆除吊装平面布置图

6、 安全技术措施

（1）、不得使用吊车在地面上直接拖拉设备。

（2）、吊车司机必须按吊车操作规程进行操作，吊装指挥的职责应明确，并统一指挥信号。

（3）、两车抬吊设备时，辅助吊车抬送速度应与主吊车提升速度相匹配，应始终保持吊钩与被吊物重心在一条铅垂线上。

（4）、必须在吊车额定起重量、回转半径、允许作业角度等主要技术性能参数以内进行吊装作业。

（5）、吊装场地应平整、硬实，地耐力应达到25吨/米2。650 t履带吊下应垫路基板或厚钢板。

（6）、在额定负荷吊装作业前应进行试吊，观察其稳定状态无异常后，方可进行吊装作业。

（7）、起吊作業时，不允许同时操作两个动作，提升设备时，速度应均匀平稳；落下时应低速轻放，不得忽快忽慢或突然制动。

（8）、吊车吊着重物行走或回转时，速度应均匀平稳，不得突然制动或在没有停稳前作反向行走或回转，不得在斜坡上吊着重物回转。

（9）、大雨、夜间照明不足或风力达到5级时，不得露天进行吊装作业。

（10）、由于该吸收塔立式从33.25m处割除，脚手架应按脚手架规范搭设，33.25m处作业应系挂好安全带。

（11）、设置吊装警戒区，禁止闲杂人员进入吊装区域。

7、 几点总结

7.1 通过顺利吊装拆除完此设备，我们验证了徐工QUY650履带吊在超起工况下的吊装能力。

7.2 该方案经济可行，分段拆除相对整体吊装费用小。

7.3 通过计算机模拟现场实际作图，可清晰的看出吊装工况下，吊车的使用情况。