昌偉偉 王 巖 張海泉

(1.中冶海水淡化投資有限公司，北京 100067； 2.中廣核新能源控股有限公司，北京 100067)

低溫多效海水淡化工程蒸發(fā)器吊裝計算分析

昌偉偉1王 巖1張海泉2

(1.中冶海水淡化投資有限公司，北京 100067； 2.中廣核新能源控股有限公司，北京 100067)

結(jié)合寶鋼湛江生產(chǎn)基地2×15 000 t/d熱法海水淡化工程實例，分析了低溫多效海水淡化項目蒸發(fā)器的卸貨及吊裝就位技術(shù)，并探討了吊裝機械選擇和承載力的計算方法,以達到大型蒸發(fā)器設(shè)備安全吊裝就位的效果。

低溫多效，海水淡化，蒸發(fā)器，吊裝方案

0 引言

低溫多效海水淡化工藝具有海水預(yù)處理簡單、化學(xué)藥劑消耗較低、系統(tǒng)的操作安全可靠等特點[1]，其主要工藝設(shè)備有蒸發(fā)器、TVC、冷凝器、回?zé)崞?、電氣自控設(shè)備、各類工藝管道等，在安裝施工過程中，涉及大型設(shè)備吊裝、有限空間內(nèi)焊接等危險性較大的分部分項工程。在萬噸級低溫多效海水淡化工程中，蒸發(fā)器的總長度可達70 m，總重量達700 t，由于生產(chǎn)運輸及安裝的條件限制，往往將蒸發(fā)器分段加工運輸至工程現(xiàn)場，再進行吊裝組對焊接。因此，如何合理安排蒸發(fā)器的堆放位置，選擇正確的吊裝機械和吊裝方案，對于控制低溫多效海水淡化工程的質(zhì)量、安全、成本和進度目標有著重要的意義。

1 工程簡介

寶鋼湛江生產(chǎn)基地2×15 000 t/d熱法海水淡化項目位于廣東省湛江市東海島，為寶鋼湛江生產(chǎn)基地配套項目，為寶鋼湛江生產(chǎn)基地提供純水3萬t/d，采用2套低溫多效蒸餾海水淡化裝置，設(shè)備編號為1#MED和2#MED，單套產(chǎn)水量1.5萬t/d。安裝完成后的單套蒸發(fā)器長度為78.4 m，直徑6.8 m，總重量為740.39 t，為了便于生產(chǎn)、運輸和安裝，將單套蒸發(fā)器分為7效，工廠加工時第5，6效組對完成，其他各效現(xiàn)場吊裝完成后進行焊接組對，蒸發(fā)器采用國產(chǎn)雙相不銹鋼S32304材質(zhì)。單套蒸發(fā)器規(guī)格見表1。

表1 寶鋼湛江2×15 000 t/d熱法海水淡化項目單套蒸發(fā)器規(guī)格

2 設(shè)備現(xiàn)場平面布置及卸貨方式

蒸發(fā)器運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，應(yīng)當事先考慮最佳卸車順序和位置，以便于現(xiàn)場的吊裝施工，同時也可以避免設(shè)備的二次搬運，減少施工措施費用。根據(jù)該工程現(xiàn)場的實際情況，結(jié)合工程所在地碼頭位置、天氣情況等因素，綜合確定1#MED，2#MED的卸貨位置。文中重點描述了1號MED的卸貨順序和方式，2#MED方案同1#MED。

2.1 設(shè)備堆放的平面布置

在1#MED蒸發(fā)器擬安裝場地北側(cè)平整一塊80 m×20 m的場地，對車輛運輸?shù)缆泛驮O(shè)備對方及吊裝場地進行基礎(chǔ)處理，基礎(chǔ)處理時，先將土方剝離至距離地平-300 mm處，回填800 mm碎石并進行壓實。按照1～7效蒸發(fā)器的順序進行擺放。蒸發(fā)器設(shè)備堆放及吊機平面布置圖見圖1。

2.2 卸貨設(shè)備的選擇

本工程除第5，6效外，其余各效均可采用單臺吊機卸貨的方式，選用國產(chǎn)260 t履帶吊。國產(chǎn)260 t履帶吊當采用32 m主臂，9 m回轉(zhuǎn)半徑時，起吊能力為134.3 t>126.51 t(第7效蒸發(fā)器重量)，滿足除第5，6效以外的所有蒸發(fā)器卸貨的要求。

第5，6效采用雙機抬吊的方式進行卸貨。按照規(guī)范要求，當采用雙機抬吊構(gòu)件時，需起重機的起重能力進行合理的負荷分配(吊重質(zhì)量不得超過兩臺起重機所允許起重量總和的 75%，每一臺起重機的負荷量不宜超過其安全負荷量的 80%)。選擇一臺國產(chǎn)260 t履帶吊和一臺利勃海爾 LTM400汽車吊。

260 t履帶吊計算：蒸發(fā)器組合體重量204.16 t，吊耳位置不對稱，260 t履帶吊一側(cè)承重107.16 t，400 t汽車吊一側(cè)承重97 t。260 t履帶吊107 t÷0.8=133.75 t，查260 t履帶吊性能表可知：32 m主臂，9 m回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)其起吊能力為134.3 t>133.75 t，滿足吊裝卸貨要求。

400 t汽車吊計算：蒸發(fā)器中心線距吊裝道路邊緣位3.5 m，大型汽車吊回轉(zhuǎn)中心距支腿 5 m，在卸車時保證支腿距蒸發(fā)器中心距8.5 m距離，且大于122.7 t(97.16 t÷0.8)即能滿足要求。查表利勃海爾LTM400汽車吊在9 m回轉(zhuǎn)半徑下、30.8主臂起吊能力127 t>122.7 t，滿足要求。

2.3 雙機抬吊卸貨順序

在進行1#MED蒸發(fā)器卸貨時，事先400 t汽車吊進場站位好，其回轉(zhuǎn)中心線與 5，6 效蒸發(fā)器就位后的端部重合并保持距離9 m，運輸5，6效蒸發(fā)器車自緯一路進場后倒車至汽車吊處并與汽車吊中心保持8 m～9 m的距離，260 t履帶吊行走至5，6效蒸發(fā)器端部保持回轉(zhuǎn)中心9 m，緩慢抬起后運輸車輛離開，履帶吊行走配合吊裝卸貨。

3 蒸發(fā)器吊裝

蒸發(fā)器吊裝總體思路：第5，6效先行吊裝安裝就位，其余各效蒸發(fā)器按照7，4，3，2，1 效的順序連續(xù)吊裝安裝就位。

3.1 第5，6效蒸發(fā)器組合體吊裝計算分析

第5，6效蒸發(fā)器組合體，260 t履帶吊回轉(zhuǎn)半徑選擇9 m，臂長選擇 32 m，起重量為134.3 t，利勃海爾LTM400汽車吊回轉(zhuǎn)半徑選擇9 m，臂長選擇30.8 m，起重量為127 t，2根 100 t吊帶進行吊裝。按照規(guī)范要求雙機抬吊構(gòu)件時，要根據(jù)起重機的起重能力進行合理的負荷分配(吊重質(zhì)量不得超過兩臺起重機所允許起重量總和的75%，每一臺起重機的負荷量不宜超過其安全負荷量的80%)進行計算。

蒸發(fā)器組合體重量204.16 t，因吊耳位置不對稱，260 t履帶吊一側(cè)承重107.16 t，400 t汽車吊一側(cè)承重97 t。260 t履帶吊107 t÷0.8=133.75 t，查 260 t履帶吊性能表，32 m主臂，9 m 回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)起吊能力134.3 t>133.75 t，滿足要求蒸發(fā)器組合體重量204.16 t，履帶吊一側(cè)的理論許可重量應(yīng)為102.08÷0.8=127.6 t，260 t履帶吊32 m主臂，9 m回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)起吊能力 134.3 t>127.6 t，查表利勃海爾LTM400汽車吊在9 m回轉(zhuǎn)半徑下、30.8 m主臂起吊能力127 t>122.7 t 滿足要求。故第 5，6效蒸發(fā)器組合體采用260 t履帶吊和400 t汽車吊共同起吊作業(yè)安裝。

260 t履帶吊在9 m蒸發(fā)器中心線最高處距離6.36 m>5 m(蒸發(fā)器半徑到吊車壁桿中心距離)，400 t汽車在9 m蒸發(fā)器中心線最高處距離6.25 m>5 m(蒸發(fā)器半徑到吊車壁桿中心距離)，故第5，6效蒸發(fā)器吊裝時不會出現(xiàn)卡桿現(xiàn)象，見圖2。

3.2 第2，3，4效蒸發(fā)器吊裝計算分析

第2，3，4效蒸發(fā)器采用260 t履帶吊單機吊裝，回轉(zhuǎn)半徑選擇9 m，臂長選擇 32 m，起重量為134.3 t，2根100 t吊帶掛在吊車吊鉤上進行吊裝。起重量134.3 t>103.6 t，查側(cè)視圖距離不會出現(xiàn)卡桿現(xiàn)象(見圖2)。

3.3 第1，7效蒸發(fā)器吊裝計算分析

第1，7效蒸發(fā)器采用260 t履帶吊單機吊裝，回轉(zhuǎn)半徑選擇9 m，臂長選擇 32 m，起重量為134.3 t。每段蒸發(fā)器有4個軸式吊耳，每個吊耳2 根直徑 65 mm，6×37+1的纖維繩芯鋼絲繩，鋼絲繩掛在吊車掛鉤上進行吊裝。起重量134.3 t>126.5 t，查側(cè)視圖距離不會出現(xiàn)卡桿現(xiàn)象(見圖2)。

3.4 鋼絲繩的計算

每段蒸發(fā)器有4個吊耳，每個吊耳采用2根鋼絲繩，共使用8根鋼絲繩。單個吊耳示意圖見圖3。

單根鋼絲繩容許拉力計算：

P=F1=F2=G/(8×cos30°)=126.5 kN/(8×0.5)=31.7 kN

(1)

鋼絲繩的容許拉力可按式(2)計算：

(2)

其中,P為鋼絲繩的容許拉力，kN；∑S0為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和,kN；a為考慮鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù)，對于6×19，6×37，6×61 鋼絲繩，a分別取0.85,0.82,0.80；K為鋼絲繩使用安全系數(shù)，此工程鋼絲繩安全系數(shù)取8。

由式(2)可計算出鋼絲繩的鋼絲破壞拉力之和為：

∑S0=P×K/a=31.7×8/0.82=309kN。

為保證吊裝過程中的施工安全，經(jīng)論證選用公稱抗拉強度為1 670N/mm2，直徑65mm，6×37+1型號的纖維繩芯鋼絲繩，查閱五金手冊可知該型號鋼絲繩破斷拉力為2 260kN>309kN。滿足施工要求。

4 結(jié)語

對于大型低溫多效海水淡化過程，蒸發(fā)器的卸貨和吊裝就位是關(guān)鍵的分部分項工程之一，合理的安排蒸發(fā)器卸貨位置，選擇正確的吊裝工具，可以有效的減少二次搬運的費用，安全可靠的完成吊裝任務(wù)。在選擇吊裝機械時，應(yīng)當選用施工現(xiàn)場容易獲得，并且性能可靠的吊裝設(shè)備；采用雙機抬吊的方案時，應(yīng)當選擇性能匹配，操作方便的機械設(shè)備，并合理的匹配各吊裝設(shè)備的荷載；選擇的吊裝設(shè)備應(yīng)當根據(jù)其性能進行選型計算，根據(jù)其主臂長和回轉(zhuǎn)半徑確定其吊裝能力是否能夠滿足現(xiàn)場的要求；鋼絲繩的選取也應(yīng)當進行破壞拉力的計算，合理的選擇工程使用的鋼絲繩；同時，工程各參與方應(yīng)當加強安全管理，技術(shù)人員按照規(guī)范要求組織專家技術(shù)論證，選擇水平高、責(zé)任心強的操作工作進行操作，方可順利的完成施工任務(wù)。

[1] 尹建華,呂慶春,阮國嶺.低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)[J].海洋技術(shù),2002,21(4):22-26.

[2] 張國利,張信其.淺談熱法海水淡化成套裝置安裝施工要點[J].給水排水,2009,35(6):100-104.

[3]GB6067.1—2010,起重機械安全規(guī)程[S].

[4] 陳 永,潘繼民.五金手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010.

The calculate and analyses of the evaporimeter hoisting of low temperature multi-efficient seawater desalination project

Chang Weiwei1Wang Yan1Zhang Haiquan2

(1.MCCSeaWaterDesallinationInvestmentCo.,Ltd,Beijing100067,China; 2.CGNNewEnergyHoldingsCo.,Ltd,Beijing100067,China)

According to the project of 2×15 000 t/d thermal desalination in Baosteel group Zhanjiang production base construction. To analyzed the evaporimeter unload and hoisting in low temperature multi-efficient seawater desalination project, to discuss the selection of assembly equipment and the calculating mode of bearing capacity, to achieve the safety effect of large evaporimeter equipment hoisting.

low temperature multi-efficient， seawater desalination， evaporimeter， hoisting plan

1009-6825(2017)01-0134-02

2016-10-24

昌偉偉(1983- )，男，碩士，工程師； 王 巖(1981- )，男，助理工程師； 張海泉(1979- )，男，工程師

P747

A