石油化工静设备垫铁安装

0引言
目前，在国内有很多关于石油化工静设备安装方面的一些规范，与垫铁布置方面的内容基本相仿，但是其中有些方面的规定也不尽相同，如计算公式不统一，在计算垫铁面积时给人们造成很多困扰，使业主、监理、施工单位执行时产生一些分歧。

本文就这些规范中关于静设备垫铁布置方面的一些问题阐述一下个人的观点。

1垫铁的作用
垫铁是设备安装不可缺少的重要部件，广泛应用在石油、化工、食品等设备的安装方面。

其放在设备下面，用于支撑设备重量，调节设备的安装高度，以及卧式设备、立式设备的找正。

另外，垫铁还用于力的传递，即将设备重力和地脚螺栓拧紧力传递到设备基础上。

2垫铁的分类
（1）按作用不同，垫铁可分为调整垫铁、减震垫铁、防震垫铁；
（2）按材质不同，垫铁可分为钢板垫铁和铸铁垫铁。

3垫铁的加工
（1）垫铁切割应采用氧乙炔切割、等离子等非机械切割方法，切割后应采用磨光机磨除垫铁边缘氧化铁等杂物；
（2）每组垫铁面积要符合计算结果要求，选用垫铁时要以平垫铁为准，平垫铁的最小厚度不得小于20mm；
（3）斜垫铁的材料可用碳素钢加工，斜度宜为1∶10～1∶20，振动或精密设备的垫铁斜度可为1∶40；薄边厚度要符合相关规范的规定。

4国内常用石油化工静设备安装施工验收规范（1）GB50461—2008《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》；
（2）SH3532—2005《石油化工换热设备施工及验收规范》；
（3）SH／T3542—2007《石油化工静设备安装工程施工技术规程》。

5规范中关于垫铁安装的规定
（1）GB50461—2008《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》中第4.3.1条规定：裙式支座每个地脚螺栓近旁应至少设置1组垫铁；鞍式支座、耳式支座每个地脚螺栓应对称设置2组垫铁；其他支柱式支座每个地脚螺栓近旁宜放置1组垫铁。

有加强筋的设备支座，垫铁应垫在加强筋下；相邻2垫铁组的中心距不应大于500mm；垫铁组高度宜为30～80mm［1］。

（2）SH3532—2005《石油化工换热设备施工及验收规范》中
第6.1.3条规定：换热设备的垫铁应布置在靠近地脚螺栓和底座有加强筋部位的下方，且每个地脚螺栓旁边至少有1组垫铁，并应符合下列要求：相邻2垫铁组间的距离不大于500mm；放置垫铁处的混凝土基础表面应铲平，其尺寸宜比垫铁每边大50mm；垫铁与基础结合面均匀接触，接触面积应不小于70%［2］。

（3）SH／T3542—2007《石油化工静设备安装工程施工技术规程》中第5.7条规定：裙式支座每个地脚螺栓近旁应至少设置1组垫铁；鞍式支座、耳式支座每个地脚螺栓应对称设置2组垫铁；支柱式支座每个地脚螺栓近旁宜放置1组垫铁；有加强筋的设备支座，垫铁应垫在加强筋下；相邻2垫铁组的中心距不应大于500mm；垫铁组高度宜为30～80mm［3］。

（4）垫铁的安装。

笔者根据多年的施工管理经验，认为SH／T3542—2007《石油化工静设备安装工程施工技术规程》中第5.7条，与GB50461—2008《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》中第4.3.1条，规定比较合理，符合设备安装的基本要求，同时也能为广大承包商所接受，又不会增加成本，可提高基础处理的效率，值得推荐和应用。

6规范中关于垫铁面积的计算
（1）GB50461—2008《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》附录A.0.1中，设备垫铁按下式计算所需面积：A≥K（Q1+Q2）×104／nR
式中，A为每组垫铁的面积（mm2）；K为安全系数，1.5～3，取2.3；Q1为设备试验时的总重量（N）；Q2为地脚螺栓拧紧所加在该垫铁组上的压力（N），Q
2
＝πD
b
2［б］N／4，其中，D b为地脚螺栓螺纹的小径（mm），［б］为地脚螺栓材料的许用应力（MPa），N为地脚螺栓数量；n为垫铁组数；R为基础混凝土抗压强度，可取混凝土设计强度（MPa）。

（2）垫铁计算公式的应用。

下面以某汽提塔为例，进行说明。

该塔型号为117－C－201，外形尺寸为准2400mm／1600mm×31090mm，设备空重为33650kg，充满介质后重量为96250kg，基础直径为准3250mm，配置20条M64地脚螺栓，材质为Q345－C。

Q1＝96250×9.8＝943250N
取［б］＝170MPa，则：
Q2＝πD b2［б］N／4＝3.14×562×170×20／4＝8369984N
以每个地脚螺栓旁边的一组垫铁计算，每组垫铁面积为：
A≥K（Q1+Q2）×104／nR＝2.3×（943250+8369984）×104／（20×30）＝3.57×108mm2
（3）基础面积A
J。

A J＝πD J2／4＝3.14×32502／4＝8.29×106mm2
显然，可以看出A＞A
J
，计算结果表明，
石油化工静设备垫铁安装分析
万振中
（中海石油炼化有限公司惠州炼化分公司，广东惠州516086）
摘要：鉴于石油化工静设备安装规范种类繁多，各方对施工规范的理解、执行容易引起偏差，通过对施工经验的了解和总结，对垫铁安装进行了分析研究。

关键词：静设备；垫铁；规范；垫铁面积
（下转第151页）
每组垫铁的面积比整个基础面积还要大，显然该公式存在问题。

这种情况应引起广大施工规范应用者的重视。

（4）推荐的静设备垫铁面积计算公式。

笔者依据多年从事施工管理的经验，认为原施工规范HGJ209—83《中低压化工设备施工及验收规范》中，垫铁面积计算公式还是比较可靠的，下面就将该公式推荐给大家：
A ≥C （G 1+G 2）×100／nR
式中，C 为安全系数，1.5～3，取2.3；G 1为设备附件及物料等的总重量（kgf ）；G 2为地脚螺栓拧紧所加在该垫铁组上的压力（kgf ），
G 2＝πD b 2
［б］n ′／4，其中，D b 为地脚螺栓螺纹的小径（cm ），［б］为
地脚螺栓材料的许用应力（kgf ／cm 2），n ′为地脚螺栓数量；n 为垫铁组数；R 为基础混凝土抗压强度，可取混凝土设计强度（kgf ／cm 2）。

以上述（2）中数据为例，按照（4）中推荐公式计算如下：G 1＝96250kgf
G 2＝πD b 2
［б］n ′／4＝3.1416×5.62×170×10×20／4
＝837424.896kgf 则，每组垫铁面积为：
A ≥C （G 1+G 2）×100／nR ＝2.3×（96250+837424.896）×100／
（20×30×10）＝35791mm 2
垫铁面积合理，选用400mm ×100mm 的垫铁尺寸比较合适。

7结语
规范通常是施工单位多年施工的经验总结，我们在施工管
理中要灵活合理地运用，保证设备达到“安、稳、长、满、优”运转的安装要求，同时也要保证施工过程其快捷高效、
节约成本。

［参考文献］
［１］ＧＢ５０４６１—２００８
石油化工静设备安装工程施工质量验收规
范．中国计划出版社，２００９
［２］ＳＨ３５３２—２００５石油化工换热设备施工及验收规范．中国石化
出版社，２００６［３］ＳＨ／Ｔ３５４２—２００７
石油化工静设备安装工程施工技术规程．中
国石化出版社，２００８
收稿日期：2012－07－27
作者简介：万振中（1969—），男，广东惠州人，施工管理工程
师，从事石油、化工工程施工管理工作。

系统年停电损失成本可表示为：
C L ＝LP
j ＝1
ΣT j
t ＝1ΣEENS jt ×C LOSSjt
式中，LP 为负荷点总数；T j 为第j 个负荷点有T j 种停电持续时间分类；EENS jt 为负荷点j 第t 停电持续时间对应的失电量；C LOSSjt 为负荷点j 第t 停电持续时间对应的单位停电损失；C L 为系统每年的停电损失成本。

（4）报废成本。

指二次设备寿命周期结束后，设备残值及清理、
销毁该工程项目所需支付的费用。

将报废成本转化成等年值为：C rA ＝C r i （1+i ）n
（1+i ）n
－1。

（5）其他成本。

即不属于上述情形的其他费用，包括由于其他原因而增加的额外成本，比如气候等偶然因素带来的成本等，用C o 表示。

3LCC 实例分析
某电力企业在智能变电站改造过程中，需要购置一台功耗
小于1250VA 的微机继电保护测试装置，现有2种型号的保护装置可供选择，表1是2种装置的等年值费用对比分析。

由表1可知，保护装置B 投资等年值费用虽然高于装置A 的投资等年值费用，但由于装置B 的故障率低于装置A 故障率，因此装置B 的LCC 等年值低于装置A 的LCC 等年值，每年可节省2616.32元。

从这个例子中我们可以看出，要将LCC 技术应用于二次设备方案的评价上，不仅要考虑投资费用，而且还要考虑未来的运营和维护成本等。

目前，随着电力事业的飞速发展，基于可靠性的电力设备资金的投入也越来越大，由此导致了建设成本的大幅攀升；但另一方面，设备可靠性的提高可以有效地降低整个系统的停运成本，减少后期的维护费用支出。

可靠性与成本的关系呈凹函数形状，两者的合成使得寿命周期成本与可靠性水平存在一个最优化的配置方案。

因此选择设备时，要充分考虑项目的可能最小费用和可能最佳可靠性，既不能一味地追求前期的经济性而选择购置成本低的设备，从而导致设备后期的运行维护成本过高，也不能盲目花费巨资购置高可靠性的设备，应该根据电力系统对设备可靠性的要求来选择，从而保证电力企业投资利润的最大化。

4结语
总之，智能变电站二次设备的寿命周期成本LCC 管理工
作是一项系统性、
综合性、基础性的工作，实质是系统工程理论在管理工作中的应用。

对庞大的二次设备资产运用LCC 管理理念和方法已是必然的要求和趋势，随着研究的深入必然有着广阔的应用前景。

［参考文献］
［１］贾俊国．浅谈继电保护及二次系统的监督与管理［Ｊ］．山东电
力技术，１９９９（２）
［２］赵丽君，席向东．数字化变电站技术应用［Ｊ］．电力自动化设
备，２００８，２８（５）
［３］赖佳栋，杨秀苔，熊小伏，等．基于全寿命周期分析的电力设备
费用模型［Ｊ］．技术经济，２００８（１１）
［４］魏勇，王锐．全数字化变电站二次系统的全生命周期成本管理
分析［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（４）
收稿日期：2012－08－14
作者简介：甄子明（1976—），男，山西阳泉人，工程师，长期从
事变电站二次设备的维修与保护工作。

表1
2种装置的等年值费用对比分析
单位：元
序号投资费用运行维修费停电损失残值LCC A 15269.7565008099.0813*******.13B
16525.21
7500
3239.85
1500
27099.81
（上接第149页）。