环管反应器的吊装

环管反应器的吊装
作为聚丙烯装置的核心设备，环管反应器不同于一般的釜式反应器，它具有独特的环管结构型式，体积庞大、结构复杂、设计和制造难度大，因此它的就位显得尤为重要。

环管反应器的就位，通常有两种方法：整体吊装和分片吊装。

这两种安装方法分别为预组装成整体和预制成单片，利用两台吊机主吊和溜尾的方法达到目的，各有利弊，适用于不同的情况，对于管数为 4 管的环管反应器来说，采用整体吊装较省力，对于 6 管或更多管的环管反应器，大多采用单片吊装。

下面以海南20万t/a 聚丙烯的环管反应器吊装为例来阐述两种安装方法。

1整体吊装
就拿由 4 根环管（管径 609mm ，长 39m ）组成的海南20万吨聚丙烯的聚合反应器来说，其体积庞大，一般散装到货，在现场组对胎具上成框卧置组装（每四根为一框）。

然后用 500T 和160T 吊机整体吊装就位。

然后再拆除吊耳安装弯头。

1.1组装原则流程图
1.2组装工艺原理图
将环管反应器的4根直管标号为 Rl 、R2 、 R3 、 R4 等。

如图2所示。

1.3地基处理
由于海南项目现场临海，并且现场大部分为回填土．为保证吊装工作顺利进行，对地基做如下处理：对于吊机行走的非正式路面部分：需从相对地面开始下挖400mm后压实地基，先铺350mm厚块石，大面朝下，打掉尖角，再铺10Omm 厚道渣，并压实。

500T吊机站位处支腿下地基：需从相对地面开始下挖1200mm 后夯实地基，先铺350mm厚块石，大面朝下，打掉尖角，上层850mm砂石混填并压实。

上铺钢板和路基箱以进一步增强地耐力。

16OT吊机站位处支腿下地基：从相对地面开始下挖800mm 后夯实地基，先铺350mm厚块石，大面朝下，打掉尖角，再铺45Omm厚道渣并压实。

上铺钢板或路基箱以进一步增强地耐力。

1.4吊耳设计及校核
为了保证环管反应器吊装时不变形，吊耳设置在环管反应器上法兰口上，即加工与法兰相同的盲板法兰，在盲板上设置板式吊耳，在板式吊耳板的加强板上
用型钢加固连接，以保证反应器环管吊装时不变形。

吊耳设计如图3所示：
耳板焊缝强度计算：
由轴向力和弯矩引起的应力：
τx ＝ (N/Ff) + ( M/Wf ）≤[τh
t ]
[τh
t ]― 焊缝允许应力＝ 66.67MPa
Ff ― 焊缝面积m ²
h - 焊缝腰高，取 h=30mm
L ― 焊缝长度，取 L = 750 +(750-60 ) =1440mm
L1- 耳板长度（吊耳立板孔洞距水平板长度）
M- 弯矩 kN .m
Wf - 焊缝截面计算模量
N = Px = Py/ tg60 = ( 145.6 / 2 ) / l.732 – 42.03T
Ff =2×0.7hL-2×0.7×0.03×144 = 0.0605m ²
M=Px ×L1=42.03×9.8×0.8=74.14kN.m
Wf=2×L/6×0.7×hL ²=2×1.44/6×0.7×0.03×1.44²=0.0209m ²
则，τx=36.100209
.014.740605.08.903.42Wf M Ff N =+⨯=+MPa 由剪力引起的应力：
8MPa .1100605
.02/)8.96.145(Ff Py y =⨯==τ 焊缝受力危险处合成应力为：
7MPa .158.118.1136.1036.10y y x x =⨯+⨯=⨯+⨯=τττττ＜[τh
t ]＝
66 .67MPa
吊耳孔强度核算：
σ=Qj(4R ²+d ²)/d δ(4R ²-d ²)=78.1×9.8(4×0.12²+0.08²)/0.08×0.06(4×0.12²-0.08²)=199.32MPa ＜[σ]=245MPa
因此吊耳安全可用。

1.5 环管反应器的吊装
环管反应器是聚丙烯装置的关键性设备之一，为了保证环管反应器安全、优质的安装到位，并尽可能节省费用、工时、减少高空作业量等，采用整体（外形尺寸为：4800mm ×4800mm ×39000mm ；设备吊装总高度为 41332mm ）组装，提升设备选用一台 500T 级吊机和一台 16OT 级吊机尾部配合，一次吊装到位。

由于设备是整体吊装，膨胀节等柔性连接处整体做了加固，这里不再赘述。

螺栓及钢丝绳等的校核省略（吊装过程同分片吊装过程）。

具体吊装工艺设计见表 l :
2单片吊装
环管反应器现场预制两管成一片，单片吊装，膨胀节处紧固螺栓要紧固，每个膨胀节焊接 4 块弓形板加以保护，如图 4 所示系 4 根缆风绳于上部第一根横梁处以便环管反应器就位后的临时缆风固定，主吊吊点采用吊点保护套，如图5 所示保护筒体，保护套用木块围成圈保护钢丝绳，两单片间固定横梁及平台待环管反应器安装后再安装。

以海南20万t/a聚丙烯为例：
2.1设备重心及吊点受力计算
设备净重 G ：分两片吊装，单片设备重量为69t（不包括底部弯头和单片间横梁）:
设备长 L : 41.332m
设备重心标高 Hl ：考虑环管对称分布，且细长，所以简化为简支梁进行计算，如下:
H1=∑Hi×Gi/G=32.242×19.5+2.32×40.17+15.315×1.978+26.95×31.592+18.443×0.478/69=23.37(m)
主吊吊点受力点 P1 :
P1( F1）=69×( 23.37-2.425)/[41.332 -（2.425+4.807)] =43T
溜尾吊点受力点 P2:
P2( F2) = G-P1( F1) = 69-43 = 26T
2.2吊装索具选用
1)主吊钢丝绳扣：
平衡梁以上部分按标准（ SH / T3515-2003 ）选用Φ96mm 压制钢丝绳套，
最小破断力 418T ，每米重量 25Kg ，单根绳扣长度10m ，共 2 根；
平衡梁以下部分按标准（ SH / T3515-2003 ）选用Φ77.5mm 压制钢丝绳套，最小破断力 328.5T ，每米重量 21 .17Kg ，单根绳扣长度为20m ，共 2 根；
卸扣： 55t 载荷卸扣 2 个，
2）溜尾钢丝绳扣：
溜尾钢丝绳扣按标准（ SH / T3515 -2003 ）选用Φ52mm 无接头钢丝绳套，最小破断力170 . 5t ，每米重量9 .43Kg ；钢丝绳绳扣长度为12m，共2圈绳扣；
卸扣：27t载荷卸扣2个。

3）吊装索具重量参数：
主吊钢丝绳扣总重量 G1 :
G1=(25×10×2+21.17×20×2)/1000=1.4t
溜尾钢丝绳扣总重量 G2 :
G2 = 9.43×12×2/1000=0.3t
平衡梁重 G3 : G3 = 4t
主吊卸扣 G4 : G4 = 0 .2t
溜尾卸扣总重 GS : GS =0. lt
2.3吊机载荷计算：
400T 吊钩重（ 5OOT 吊机） G6 : G6 = 5.3T
150T 吊钩重（ 280T 吊机） G7 : G7 = 4T
主吊机载荷 G8: G8= G + G1 + G3 + G4 + G6 = 69 +1.4 + 4 + 0.2 + 5.3
= 79.9T
溜尾吊载荷G9: G9 = P2 + G2 + G5 + G7 = 26 + 0.3 + 0.l + 4 = 30.4T 2.4吊装索具及吊机校核
吊装索具校核：
主吊钢丝绳最大受力 F3 :
F3 = G + G1 + G3 + G4=69 + 1.4 + 4 + 0.2 = 74 .6T
动载系数 K : K=1.1
平衡梁以上钢丝绳安全系数 n1 :
nl=P破×2×sin60º=418×2×sin60º/74.6×1.1=8.82＞[n]=5
结论：安全
平衡梁以下钢丝绳安全系数 n2 :
n2=P破×4×0.82×0.75/74.6×1.1=9.85＞[n]=5
结论：安全
溜尾钢丝绳扣
溜尾钢丝绳最大受力 F4 :
F4 = P2 + G2 + G5 = 26 + 0.3 + 0.1 = 26.4T
动载系数 K2: K2 = l. 1
溜尾钢丝绳安全系数 n3 :
N3=P破×2×0.75×0.82/F4×K2=170.5×2×0.82×0.75/26.4×1.1=7.22＞[n]=6
结论：安全
2.5吊点
吊点选择：
主吊点标高： + 40.3m （顶部第一个横梁处）
溜尾吊点标高： + 6.2m （底部地脚螺栓固定处）
采用钢丝绳捆绑（捆绑处设有保护套）吊装。

2.6吊机校核
2.7地基处理
吊机行走的非正式路面和500T 吊机站位处支腿下地基处理同上。

28OT 履带吊吊重行走的路面铺板下地基：需从相对地面开始下挖 800mm后夯实地基，先铺 350mm 厚块石，大面朝下，打掉尖角，再铺 450mm厚道渣并压实。

2.8吊装过程
环管反应器现场组对（单片）完后，吊点安装上保护套，用方木块捆紧，捆绑 4 根缆风绳于设备顶部第一横梁处，锚点核实位置准确。

在主吊点下方 1 . 5m 处捆绑一个带围栏的小平台，平台下方连接一个钢制爬梯（焊接于环管反应器中部支撑横梁上），便于吊装结束后的摘钩。

先吊 R3-R4 片，吊装完后再接上 Rl-R2片，单片吊装完后必须用缆风绳连接手拉葫芦加以固定方可松钩。

50OT 主吊机按要求组机，挂好钢丝绳、平衡梁；
280 T 吊机移位至聚丙烯装置北边环管反应器溜尾位置准备吊装。

5O0t 吊机缓慢起升，保持起吊作业半径 20m不变， 280t 吊机回钩至设备底部离地面 2OOmm 左右，缓慢向 500T 吊机方向行走，直至设备竖直， 280t 吊钩脱钩，在这个过程中要设专人观察两台吊机吊钩的垂直度和路基情况，并及时向吊装指挥报告， 280T 吊钩脱钩后 500T 吊机逆时针旋转，至设备基础上方回钩，单机将设备就位，由安装工负责核对安装位置并准确回落至基础上，设备就位找正地脚螺栓把紧，缆风绳受力后 500T 吊机脱钩，吊装结束。

吊装时使用溜绳控制设备的搬动。