十一冶建设集团有限责任公司 545007
摘要：某氧化铝分解槽板式换热器（Ee204）位于氧化铝分解车间的二系列分解区域内，安装在两台分解槽槽下之间，设备重量为19.5t，外形尺寸较大（长1.87m×宽1.53m×高9.53m），设备安装标高+15.25m，分解槽槽顶10t电动葫芦吊不动。由于安装现场特别狭小，大型汽车吊根本没有合适地方站位，无法吊装，所以不能采用常规吊装方法。现针对其吊装作如下浅析。
关键词：板式换热器；吊装；浅析
1设备倒运及吊装方法简述
（1）利用70t汽车吊把板式换热器与设备支架组装起来再用螺栓把板式换热器上部位支座与设备支架连接并紧固好，然后分别用HW250×250的H型钢把板式换热器中间部位、下部位与设备支架临时焊接加固好，防止卷扬机联合吊装时变形。
（2）用70t汽车吊把已组装好的板式换热器与设备支架吊至1米高左右，把提前制作好的托排和托架安装就位，板式换热器与设备支架放到托架上，再用设置好的卷扬机和手拉葫芦将板式换热器与设备支架运输到吊装位置。
（3）板式换热器与设备支架运输到吊装位置后，用提前设置好的2台卷扬机为主吊，吊住设备上部，另2台卷扬机为副吊，吊住设备尾部，吊装人员各就各位，然后由吊装总指挥发出正式吊装信号，4台卷扬机同时将设备吊至300mm高度时，2台主吊卷扬机继续起吊，2台副吊卷扬机根据设备起吊情况适当起落调节，2台主吊卷扬机将设备慢慢竖立，待设备完全竖立后2台副吊卷扬机摘勾，最后由2台主吊卷扬机直接吊装就位。
2 卷扬机及滑轮组的设置
在Rp204、Rp205分解槽槽下和槽上分别设置1台卷扬机及滑轮组进行吊装Ee204板式换热器（见图1）；但是板式换热器正上方没有吊装点，所以要在分解槽槽顶制作安装抱杆及吊耳（见抱杆及吊耳制作图）作为吊装点。
卷扬机是本工程最重要的吊装机具，安装设置的位置和固定必须方便操作及满足吊装要求，主吊卷扬机及滑轮组、吊耳等设置完成后，制作安装导向滑轮的吊耳及安装卷扬机固定支架，由于主吊卷扬机安装在槽下，其钢丝绳与滑轮组必须在槽下完成穿绕。钢丝绳与滑轮组重量为0.5t，用人工拉到槽顶非常困难，为便于安装拆除滑轮组，分别在Rp204、Rp205分解槽槽顶再设置一台1t卷扬机，并在主吊装点抱杆上方制作安装一个小抱杆进行拆装。
3主要吊装工具及索具的选定
（1）吊装Ee204板式换热器及设备支架（G物重量为24.6t），采用2组滑轮组进行吊装。
运动时所受载荷：F=（G物＋G索）K1×K2 ＝（24.6+2.4）×1.1×1.2＝35.64t。
k1——动载荷系数 k1=1.1
k2——不均匀系数 k2=1.2
G索——吊索具重量 G索=2.4t
G物——需要吊装的最重设备 G物=24.6t
每组提升重量为（经计算吊装时滑轮组吊装角度最小为70°）：
F1=F2= F/2/sin70°=35.64÷2÷0.94=18.96t。
查《机械设备安装手册》，选用20吨4轮滑轮组（HQD4-20）。
经2个导向轮后由卷扬机牵引，则卷扬机跑绳拉力为：
S0=（μ-1）×μmμk F1/（μn-1）
μ——阻力系数，μ=1.04
n——工作钢丝绳，n=10
m——运动滑轮数，m=8
K——导向滑轮数，K=2
F1——每组滑轮组提升重量，F1=18.96t
则S0=（1.04-1）×1.048×1.042×18.96/（1.0410-1）=2.34t
选用2台3t便能满足要求。但考虑到卷扬的容绳量，选用2台5t的单筒卷扬。据So=2.34t，取安全系数k=5.5，则钢丝绳的破断拉力为PP=Sk=12.87t=126.13KN，参考《机械设备安装手册》表，查表选用6×37+1型钢丝绳，直径Φ17.5mm，公称抗拉强度1550MPa，其破断拉力为141.5KN。
（2）导向滑轮的选用：根据已知跑绳的拉力S0=2.34t，取导向系数Ca=2，则导向滑轮受力为Qa=S×Ca=2.34×2=4.68t，应选用5t的导向滑轮（HQGK1－5t）。
（3）吊装板式换热器主吊钢丝绳的选用：每组提升重量为（吊装时滑轮组吊装角度设为70°：F1=F2= F/2/sin70°=35.64÷2÷0.94=18.96t。
由于每个吊点设两根钢丝绳缠绕，因此钢丝绳的工作应力为：P＝18.96×9.8÷2＝93kN
根据《重型设备吊装手册》表1-5“钢丝绳（6×37+1）主要技术参数”，选取钢丝绳公称抗拉强度为1850MPa，6×37+Fcφ30的钢丝绳，其最小破断拉力为517.8kN。
计算钢丝绳的最小破断拉力T＝P•K
上式中K为钢丝绳安全系数根据《重型设备吊装手册》表1-6“钢丝绳安全系数”，查表K取5.5
故 [P]＝T/K＝517.8/5.5＝94kN
P＝93kN < [P] ＝94kN 所以选择6×37+Fcφ30的钢丝绳符合吊装要求。
（4）吊装抱杆及吊耳的选用：抱杆立柱承受的最大压力Nmax：Nmax=Qmax/2=35.64/2=17.82吨。
立柱长度Lmax取为1m，拟采用Φ273×10无缝管，则λ=L/I式中：L----压杆长度；I----压杆截面最小惯性半径；I=0.353（D－δ）=0.353×（273-10）=92.84mm。
立柱的长细比：λ=L/I=1×1000/92.84=10.77<100，所以立柱只是
受强度影响而不是临界载荷影响。
立杆截面应力：σ= Nmax/A
其中：钢管截面面积
A=（D－δ）δπ=（273-10）×10×3.1416=8262.41mm2
σ= Nmax/A=17.82×1000×9.8/8262.41=21.136N/mm2
钢管的材质为20钢，其屈服强度σs=245 N/mm2，取安全系数k=1.7，
［σ］=σs/k=245/1.7=144 N/mm2
σ＜［σ］则强度足够，符合要求。
每个吊耳（吊耳尺寸如上图所示）所承受的计算载荷为：
Pd＝（G物＋G索）×K1×K2/2＝ 27000×1.1×1.2÷2＝17820 kg
在断面Ａ1-Ｂ1处，宽度b=400mm，厚度δ=30mm
σ1=Pd /（b×δ）=17820/（40×3）=148.5kg/cm2
查《机械设计手册》表3.1-44“碳素结构钢的力学性能”，取Q235A钢抗拉强度[σ]＝160MPa=1600kg/cm2
σ1＜[σ]，符合要求
在断面Ａ2-Ｂ2处，B=325mm d=200mm，δ=30mm
σ2=Ｐd/（（（b-d）×δ）=17820/（32.5-20）×3）＝475.2kg/cm2
σ2＜[σ]，符合要求
在断面Ａ3-Ｂ3处，D=550mm d=100mm，δ=30mm，按拉曼公式输入验算
Ｐ＝Ｐd/（2d×δ）＝17820/（2×10×3）＝297kg/cm2
σ3＝Ｐ×（（D2+d2）/（D2-d2））
＝297×（（552+102）÷（552-102））＝317.2kg/cm2
σ3＜[σ]，符合要求
吊耳焊缝验算
σ＝Pd/（2Lw×δ×0.7）式中；Lw—焊缝计算长度，等于设计长度减去10mm，即Lw＝400-10＝390mm＝39cm
δ—焊缝的最小厚度，取δ＝10mm＝1cm
所以：σ＝17820/（2×39×1×0.7）＝326.37kg/cm2
吊耳采用手弧焊，使用T422焊条
[σ]拉＝0.8×[σ]＝0.8×1600＝1280 kg/cm2
σ＜[σ]拉 ，故吊耳焊缝符合要求。
结束语
采用上述吊装方法顺利地完成了板式换热器吊装，得到建设单位的高度赞扬，为后续承接类似工程奠定了基础。
参考文献：
1、黄璟一.起重工.化学工业出版社，2006年
2、樊兆馥. 重型设备吊装手册.冶金工业出版社，2001年
3、机械设计手册编委会.机械设计手册.机械工业出版社，2004
论文作者:杨忠明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
标签：卷扬机论文; 钢丝绳论文; 设备论文; 板式换热器论文; 支架论文; 滑轮论文; 分解论文; 《基层建设》2018年第28期论文;