创新|《特大型吊装系统技术研究与应用》成果展示

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在石化工业追求经济、节能环保等需求的推动下,国内炼油和石化装置快速向大型化和规模化发展,中石油、中石化、中海油及中化集团等大型石油化工企业相继在全国各地建设多个千万吨级炼化项目。由于各大型炼化项目规模的不断扩大,装置中大型设备的重量及规格也随之增大, 对工程建设单位的吊装能力要求也越来越高。

为了追求更高效率和更高效益,整体吊装工程越来越普遍,对吊装技术和吊装设备的要求也越来越高。同时,随着国家电力、石化、钢铁、交通等基础设施建设进入高潮,根据客户需求针对不同领域的客户提供专业化的产品,最大程度上的满足其特殊需求,吊装设备的大型化趋势已经成为不可逆转的事实。

最近几年大吨位设备吊装的竞争力明显不足,有关大吨位吊装设备的研制和装备成了当务之急。

2012年,经中油工程批准立项,中油一建大型设备吊装运输分公司开始进行特大型液压吊装系统的技术研究与应用科技研发致力于研制装备一种符合市场需求的大型起重装备,解决大型吊装中设备因高、重传统履带式起重机无法满足的现状,重塑公司影响力和竞争力,助推行业发展。

在研发过程中,从设计、制造、试验等三个阶段,大型设备吊装运输分公司克服了重重困难,最终实现了“亚洲第一吊”的突破。

在设计之初,起重机选用何种型式,吊装参数如何确定,怎么兼顾功能结构的最大化输出,一切都需要从零开始,课题组成员为了解决这些难题,通过近一年的时间,组织几十次专题会议,向行业内前辈、知名专家请教,前往国内具有类似经验的研发单位交流,最终顺利完成了起重机的设计、制造和试验工作。

在门式起重机主要结构之一的横梁设计工作中,根据确定的 25米跨距时5000吨的额定载荷,如果按国内传统的箱形梁设计,需要至少3.5米×2.5米的截面尺寸才能满足受力需求,横梁重量总重近800吨,其尺寸和重量无论是现场安装、还是运输存放,都会存在较大的问题,为此,课题组成员通过反复研究,从采用桁架结构的桥梁设计中抓取灵感,采用了箱形梁加下置式桁架加强结构的设计,还将桁架与横梁采用可拆卸式的连接,大大减小了箱形梁的结构, 最终仅采用2.5米×1.8米的箱形梁加桁架的结构,就满足了5000吨的吊装荷载,横梁结构重量也减轻到600吨,同时,创新采用销轴的连接替代原螺栓连接的设计,大大减少了现场组对工作量,也降低了作业难度。

拉杆耳板防变形实验

在制造过程中,塔节大量采用拉杆结构,起重机共设计有842根同型号的拉杆,为了便于使用,起重机在存放、运输时需要拆解成杆件结构,这些拉杆如果全部编号定位,其工作量和难度可想而知,如果拉杆制造精度提高,达到互换标准,则可以大大降低起重机的使用难度,为此,负责制造的工艺人员为了保证制造精度,针对每一个部件和最终的整体成形都设计了高精度校验胎具,并进行不同温度条件下测量偏差的控制,通过数十次的调整和试验,最终保证每一件结构的高精度制造,通过现场应用的证明, 842根拉杆的任意互换,彻底解决了 同类型结构组装过程中因精度偏差带来了组装难度。

在2016年8月,特大型吊装系统投入使用,顺利完成华北石化两台反应器 (高44.98米、重1306吨) 的吊装中国石油兰州石化两台余热锅炉(高45.35米、总重3696吨)的平移。投用后,针对结构设计、现场应用等方面存在的问题,又进行了一系列的技术改造、QC攻关活动,不断进行优化和完善,大大提升了现场的作业效率,降低了施工难度。

缆风绳钢绞线倒穿

在主提升钢绞线的穿设过程中,面对360吨由钢缆组成的“头发”,队员们通过不断摸索与实践,大胆推出了 “倒穿”的施工工艺提高支架高度的方法,将原本喜欢纠缠在一起的钢绞线通过分层倒向轮隔开,彻底解决了钢绞线运行过程中由于内力释放而搅在一起的现象,保证了钢绞线顺利运行至卷线盘内,钢绞线的穿设方法的改进,与原来施工方案相比,每组90根穿设就能节约工期19.5天,节省费用41.1万元。

缆风绳钢绞线倒穿

另外,在塔节组对、高空销轴安装、吊具组对、钢绞线除锈等过程中,设计和制造的多种专用工具及改进的施工工艺,起重机每次作业与原方案相比,总工期减少30天,费用节省超100万元。

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