80m钢烟囱吊装方案

80m钢烟囱吊装方案

1.编制说明

1.1 概述

新疆石油管理局克拉玛依石油化工厂30万吨/年催化重整装置位于厂区西部，四周均是已投产的生产装置。本装置的钢烟囱高80米，位于装置的西部，总重量为235.76吨。由于初步设计未给出该烟囱的具体尺寸，因而本方案在进行受力分析和强度稳定性验算时均参照该厂的50万吨/年催化裂化装置的80 米钢烟囱。

该烟囱分直筒段和锥休段两部分，40米以上为直筒段，40米以下为锥体段，底部直径4.9米，顶部直径2米。从下至上，筒体分别由厚度为20、22、18、14、10mm的Q235—A钢板卷制而成，内衬80mm隔热层和20mm耐磨层，总重量为210.46 吨。

1.2 吊装方法

根据设备特点和施工现场空间位置结合我公司的施工机具装备情况，拟采用等高双桅杆抬吊法。双桅杆抬吊工艺比较成熟，机具设备受力较好，正常情况下，每根桅杆均分担设备荷重的一半。双桅杆抬吊整个过程中，大致上有设备抬头、脱排和就位三个典型位置。桅杆采用我公司200吨格构式桅杆，总长63.03米，自重43.329吨两根，滑轮组采用我公司自行研制的双排14轮吊梁型250吨滑车两组，自重2吨。利用门式桅杆提升架进行桅杆的竖立和拆除工作。

1.3 编制依据

1)中国石化北京设计院初步设计。

2)克拉玛依炼油厂总平面图。

3)《大型设备吊装工程施工工艺标准》（SHJ515—90）。

4)《石油化工吊装手册》。

5)《化工工程建设起重施工规范》（HGJ201—83）。

2.烟囱吊装时强度稳定验算

2.1 受力计算

如下图所示，烟囱重心距底部31.64m，选吊点距烟囱底部50m，那么：

烟囱下段 均布载荷q 1=3974.3kg/m 烟囱中段 均布载荷q 2=2609kg/m 烟囱上段 均布载荷q 3=2016.3kg/m

2.2 剪力方程

AB 段：Q 1（X ）=R- q 1 X 1

(0≤X 1≤35)

BC 段：Q 2（X ）=R-35 q 1 -q 2 (X 2-35) (35≤X 2≤45) CD

段：Q 3（X ）=R-35 q 1 –10q 2-q 3 (X 3-45) (45≤X 3≤50) DE 段：Q 4（X ）=q 3X 4 (0≤X 4≤30)

根据剪刀方程作出如下剪力图。

t F Q R t Q F 57.8619.14950

64

.3176.2355064.31=-==⨯=⨯=

2.3 弯矩方程

AB 段：

BC 段：

CD 段： DE 段：

根据弯矩方程作弯矩图如下：

2.4 危险截面强度验算

根据剪力图和弯矩图，确定危险截面，进行强度验算。 查表：[τ]=950kg/cm 2 [σ]=1550kg/cm 2

危险截面1：21.8m 处 M 1（x ）max=942.85t -m D=327.0cm d=323.0cm

危险截面2：

50m 处 M 2（x ）=934.95T -m

)350(2

)(12

1111≤≤-=X X q RX X M )

4535(2)35()235

(35)(22222122≤≤----=X X q X q RX X M )5045(2/)45()245

(10)235(35)(3233323133≤≤------=X X q X q X q RX X M

30

0(2

)(42

434≤≤-=X X

q X M 2

25

1113

444411550][572164823

1085.942max )(16482332732)

323327(32)

(cm kg cm kg W x M cm D d D W =<=⨯===⨯-=

-=

σσππ

D=203.6cm d=200.0cm

通过验算可知：50 m 处应采取加固措施。 若采用δ=20mm 厚的钢板，则 D=204.0cm d=200.0cm

这样烟囱的强度满足要求。

2.5 烟囱的挠度计算

为了计算方便，烟囱简化为均布载荷受力。如下图所示：

2

232

2222

25

2223

44442950][54.15557

.11401070.882257.1140)0.2006.203(4)(41550][18.163975.570371095.934)(75.570376.20332)

0.2006.203(32)

(2

kg kg A Q cm d D A cm kg cm kg W x M cm D d D W =<=⨯⨯===-=

-=

=>=⨯===⨯-=

-=

ττπ

π

σσππ2

25

2223

4421550][74.147344.634401095.934)(44.6344032)

(cm kg cm kg W x M cm D

d D W =<=⨯===-=

δδπ

其中：

L 1=50m L 2=30m

对AB 段，可视为一端固定，一端铰支，均布载荷。

对BC 段可作为受均布载荷作用的悬臂梁。

这里没有考虑龟甲网与衬里的抗弯问题，因而在实际吊装中所产生的挠度值可能比实际计算的要小。根据经验可不采取加固措施。

3. 烟囱吊装时的受力分析及计算 3.1 有关计算数据

烟囱总重：Q=235.76吨 动载系数：K 1=1.1 不均衡系数：K 2=1.1 滑轮组及索具重：q=7吨 烟囱重心高度：H 0=31.64m 烟囱吊耳高度：H 1=50m 桅杆高度：L=63.03m 桅杆自重：G=43.329吨

揽风绳绑点偏心距：e 1=0.655m 托滚中心偏心距：e 2=0.61m 揽风绳与地面的夹角：β=30︒ 两桅杆中心距：8m 平面布置图见图一。

4

444

4224

444

14112

621065.0)9804.01(64

04.2)1(64)

50(9804.004.200.227.0)9878.01(64

27.3)1(64)

8.21(9878.027.323.3101.23.201644.3505m D I m D d m D I m D d cm kg E m kg q m kg q =-⨯=-=====-⨯=-====⨯===παπαπαπα处处cm

EI L q Y 03.527

.0101.2384105044.35055384562

414

111-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=-=-cm EI L q Y 9.14065

.0101.2810303.201686

2424222-=⨯⨯⨯⨯⨯-=-=-