低温多效海水淡化工程蒸发器吊装计算分析

昌伟伟 王 岩 张海泉

(1.中冶海水淡化投资有限公司，北京 100067； 2.中广核新能源控股有限公司，北京 100067)

低温多效海水淡化工程蒸发器吊装计算分析

昌伟伟1王 岩1张海泉2

(1.中冶海水淡化投资有限公司，北京 100067； 2.中广核新能源控股有限公司，北京 100067)

结合宝钢湛江生产基地2×15 000 t/d热法海水淡化工程实例，分析了低温多效海水淡化项目蒸发器的卸货及吊装就位技术，并探讨了吊装机械选择和承载力的计算方法,以达到大型蒸发器设备安全吊装就位的效果。

低温多效，海水淡化，蒸发器，吊装方案

0 引言

低温多效海水淡化工艺具有海水预处理简单、化学药剂消耗较低、系统的操作安全可靠等特点[1]，其主要工艺设备有蒸发器、TVC、冷凝器、回热器、电气自控设备、各类工艺管道等，在安装施工过程中，涉及大型设备吊装、有限空间内焊接等危险性较大的分部分项工程。在万吨级低温多效海水淡化工程中，蒸发器的总长度可达70 m，总重量达700 t，由于生产运输及安装的条件限制，往往将蒸发器分段加工运输至工程现场，再进行吊装组对焊接。因此，如何合理安排蒸发器的堆放位置，选择正确的吊装机械和吊装方案，对于控制低温多效海水淡化工程的质量、安全、成本和进度目标有着重要的意义。

1 工程简介

宝钢湛江生产基地2×15 000 t/d热法海水淡化项目位于广东省湛江市东海岛，为宝钢湛江生产基地配套项目，为宝钢湛江生产基地提供纯水3万t/d，采用2套低温多效蒸馏海水淡化装置，设备编号为1#MED和2#MED，单套产水量1.5万t/d。安装完成后的单套蒸发器长度为78.4 m，直径6.8 m，总重量为740.39 t，为了便于生产、运输和安装，将单套蒸发器分为7效，工厂加工时第5，6效组对完成，其他各效现场吊装完成后进行焊接组对，蒸发器采用国产双相不锈钢S32304材质。单套蒸发器规格见表1。

表1 宝钢湛江2×15 000 t/d热法海水淡化项目单套蒸发器规格

2 设备现场平面布置及卸货方式

蒸发器运输到施工现场后，应当事先考虑最佳卸车顺序和位置，以便于现场的吊装施工，同时也可以避免设备的二次搬运，减少施工措施费用。根据该工程现场的实际情况，结合工程所在地码头位置、天气情况等因素，综合确定1#MED，2#MED的卸货位置。文中重点描述了1号MED的卸货顺序和方式，2#MED方案同1#MED。

2.1 设备堆放的平面布置

在1#MED蒸发器拟安装场地北侧平整一块80 m×20 m的场地，对车辆运输道路和设备对方及吊装场地进行基础处理，基础处理时，先将土方剥离至距离地平-300 mm处，回填800 mm碎石并进行压实。按照1～7效蒸发器的顺序进行摆放。蒸发器设备堆放及吊机平面布置图见图1。

2.2 卸货设备的选择

本工程除第5，6效外，其余各效均可采用单台吊机卸货的方式，选用国产260 t履带吊。国产260 t履带吊当采用32 m主臂，9 m回转半径时，起吊能力为134.3 t>126.51 t(第7效蒸发器重量)，满足除第5，6效以外的所有蒸发器卸货的要求。

第5，6效采用双机抬吊的方式进行卸货。按照规范要求，当采用双机抬吊构件时，需起重机的起重能力进行合理的负荷分配(吊重质量不得超过两台起重机所允许起重量总和的 75%，每一台起重机的负荷量不宜超过其安全负荷量的 80%)。选择一台国产260 t履带吊和一台利勃海尔 LTM400汽车吊。

260 t履带吊计算：蒸发器组合体重量204.16 t，吊耳位置不对称，260 t履带吊一侧承重107.16 t，400 t汽车吊一侧承重97 t。260 t履带吊107 t÷0.8=133.75 t，查260 t履带吊性能表可知：32 m主臂，9 m回转半径内其起吊能力为134.3 t>133.75 t，满足吊装卸货要求。

400 t汽车吊计算：蒸发器中心线距吊装道路边缘位3.5 m，大型汽车吊回转中心距支腿 5 m，在卸车时保证支腿距蒸发器中心距8.5 m距离，且大于122.7 t(97.16 t÷0.8)即能满足要求。查表利勃海尔LTM400汽车吊在9 m回转半径下、30.8主臂起吊能力127 t>122.7 t，满足要求。

2.3 双机抬吊卸货顺序

在进行1#MED蒸发器卸货时，事先400 t汽车吊进场站位好，其回转中心线与 5，6 效蒸发器就位后的端部重合并保持距离9 m，运输5，6效蒸发器车自纬一路进场后倒车至汽车吊处并与汽车吊中心保持8 m～9 m的距离，260 t履带吊行走至5，6效蒸发器端部保持回转中心9 m，缓慢抬起后运输车辆离开，履带吊行走配合吊装卸货。

3 蒸发器吊装

蒸发器吊装总体思路：第5，6效先行吊装安装就位，其余各效蒸发器按照7，4，3，2，1 效的顺序连续吊装安装就位。

3.1 第5，6效蒸发器组合体吊装计算分析

第5，6效蒸发器组合体，260 t履带吊回转半径选择9 m，臂长选择 32 m，起重量为134.3 t，利勃海尔LTM400汽车吊回转半径选择9 m，臂长选择30.8 m，起重量为127 t，2根 100 t吊带进行吊装。按照规范要求双机抬吊构件时，要根据起重机的起重能力进行合理的负荷分配(吊重质量不得超过两台起重机所允许起重量总和的75%，每一台起重机的负荷量不宜超过其安全负荷量的80%)进行计算。

蒸发器组合体重量204.16 t，因吊耳位置不对称，260 t履带吊一侧承重107.16 t，400 t汽车吊一侧承重97 t。260 t履带吊107 t÷0.8=133.75 t，查 260 t履带吊性能表，32 m主臂，9 m 回转半径内起吊能力134.3 t>133.75 t，满足要求蒸发器组合体重量204.16 t，履带吊一侧的理论许可重量应为102.08÷0.8=127.6 t，260 t履带吊32 m主臂，9 m回转半径内起吊能力 134.3 t>127.6 t，查表利勃海尔LTM400汽车吊在9 m回转半径下、30.8 m主臂起吊能力127 t>122.7 t 满足要求。故第 5，6效蒸发器组合体采用260 t履带吊和400 t汽车吊共同起吊作业安装。

260 t履带吊在9 m蒸发器中心线最高处距离6.36 m>5 m(蒸发器半径到吊车壁杆中心距离)，400 t汽车在9 m蒸发器中心线最高处距离6.25 m>5 m(蒸发器半径到吊车壁杆中心距离)，故第5，6效蒸发器吊装时不会出现卡杆现象，见图2。

3.2 第2，3，4效蒸发器吊装计算分析

第2，3，4效蒸发器采用260 t履带吊单机吊装，回转半径选择9 m，臂长选择 32 m，起重量为134.3 t，2根100 t吊带挂在吊车吊钩上进行吊装。起重量134.3 t>103.6 t，查侧视图距离不会出现卡杆现象(见图2)。

3.3 第1，7效蒸发器吊装计算分析

第1，7效蒸发器采用260 t履带吊单机吊装，回转半径选择9 m，臂长选择 32 m，起重量为134.3 t。每段蒸发器有4个轴式吊耳，每个吊耳2 根直径 65 mm，6×37+1的纤维绳芯钢丝绳，钢丝绳挂在吊车挂钩上进行吊装。起重量134.3 t>126.5 t，查侧视图距离不会出现卡杆现象(见图2)。

3.4 钢丝绳的计算

每段蒸发器有4个吊耳，每个吊耳采用2根钢丝绳，共使用8根钢丝绳。单个吊耳示意图见图3。

单根钢丝绳容许拉力计算：

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

(1)

钢丝绳的容许拉力可按式(2)计算：

(2)

其中,P为钢丝绳的容许拉力，kN；∑S0为钢丝绳的钢丝破断拉力总和,kN；a为考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，对于6×19，6×37，6×61 钢丝绳，a分别取0.85,0.82,0.80；K为钢丝绳使用安全系数，此工程钢丝绳安全系数取8。

由式(2)可计算出钢丝绳的钢丝破坏拉力之和为：

∑S0=P×K/a=31.7×8/0.82=309kN。

为保证吊装过程中的施工安全，经论证选用公称抗拉强度为1 670N/mm2，直径65mm，6×37+1型号的纤维绳芯钢丝绳，查阅五金手册可知该型号钢丝绳破断拉力为2 260kN>309kN。满足施工要求。

4 结语

对于大型低温多效海水淡化过程，蒸发器的卸货和吊装就位是关键的分部分项工程之一，合理的安排蒸发器卸货位置，选择正确的吊装工具，可以有效的减少二次搬运的费用，安全可靠的完成吊装任务。在选择吊装机械时，应当选用施工现场容易获得，并且性能可靠的吊装设备；采用双机抬吊的方案时，应当选择性能匹配，操作方便的机械设备，并合理的匹配各吊装设备的荷载；选择的吊装设备应当根据其性能进行选型计算，根据其主臂长和回转半径确定其吊装能力是否能够满足现场的要求；钢丝绳的选取也应当进行破坏拉力的计算，合理的选择工程使用的钢丝绳；同时，工程各参与方应当加强安全管理，技术人员按照规范要求组织专家技术论证，选择水平高、责任心强的操作工作进行操作，方可顺利的完成施工任务。

[1] 尹建华,吕庆春,阮国岭.低温多效蒸馏海水淡化技术[J].海洋技术,2002,21(4):22-26.

[2] 张国利,张信其.浅谈热法海水淡化成套装置安装施工要点[J].给水排水,2009,35(6):100-104.

[3]GB6067.1—2010,起重机械安全规程[S].

[4] 陈 永,潘继民.五金手册[M].北京:机械工业出版社,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

昌伟伟(1983- )，男，硕士，工程师； 王 岩(1981- )，男，助理工程师； 张海泉(1979- )，男，工程师

P747

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