四合一反应器吊装新武器

李志敏，陈博，吕旭

（中国石油天然气第六建设公司，广西桂林541004）

1 工程概况

连续重整反再框架（SS07构架）共有1～7轴，2、3轴为反应框架、4、5轴为再生框架，反再框架内部安装有重要大型设备R201-204重整四合一反应器及还原段。工期紧张，安全质量要求严格，施工难度大。

2 四合一反应器吊装技术参数介绍

根据重整反应器设计图纸（图号EQ-103/001）,连续重整反应器总高度75762mm、总质量277.5t（含还原段16t、中心管配件13t及底座7t等）；重整反应器分为四合一反应器和还原段，分开到货并吊装，待四合一反应器与反再框架吊装完成后，再依次吊装中心筒、反应器内件、还原段。

重整四合一反应器及反再框架设备参数明细：R201-204重整四合一反应器Φ1650/2200/2300/2400/3000×67786=242。

3 重整反应器（R201—R204）提升盖计算书

3.1 吊盖焊缝强度计算

吊盖采取双板式吊耳结构，单个吊耳板焊缝长度为800mm，板厚100mm，吊盖受力F=256t，安全系数k取1.5倍，则计算焊缝强度：

焊缝面积简化为：

A=2×(ø×L×S)=2×0.7×800×100=112000mm2；

焊缝拉应力：

σa=F/A=256*1.5/112000=34.3MPa＜[σ]=140.6MPa；

焊缝最大剪应力：τa=σa=34.3MPa＜[τ]=84.4MPa；

3.2 提升盖ANSYS受力分析

据水平方向与垂直方向的螺栓应力比较得出，在90°旋转过程中，螺栓与螺栓孔一直没有发生接触，且螺栓的等效应力一直没有发生变化，可见：在吊装过程中，螺栓始终没有发生位移，该螺栓也满足强度要求。

4 重整反应器（R201—R204）吊盖连接构件计算书

（如图1）

管轴吊耳强度计算：

吊耳材质选用Q235B，许用拉应力[σ]=113MPa，许用剪应力[τ]=90.4MPa，综合影响系数K=1.5，则吊耳受力F=256×1.5=384t；管轴吊耳规格DN450mm×30mm，每个吊耳受力192t，按200吨力进行强度校核。

其径向载荷F=200×1000×10=2×106（N）

径向弯矩：M=F×L=2×106×150=3×108(N.mm）

吊耳管截面惯性矩J1=π(D4-d4)/64=3.14×(4504-3904)/64=8.773×108mm4

图1 四合一反应器吊盖专用连接构件设计图

吊耳加强筋截面惯性矩J2=2×tH3/12+2×t3H/12+4×tH(0.5C)2=2×18×3503/12+2×183×350/12+4×18×350×(0.5×160)2=1.315×108(mm4)

吊耳抗弯截面模量：

W=(J1+J2)/0.5D=2×（8.773×108+1.315×108）/450=4.5×106mm3

吊耳根部受到的最大弯曲应力：

σMax=M/W=3×108/4.5×106=66.7(N/mm2）=66.7MPa吊耳总截面积：A=3.14（4502－3902）/4=3.96×104mm2吊耳剪应力：τ=F/A=2×106/3.96×104=50.5(MPa)根据第三强度理论吊耳根部应力：

〔4τ2＋σMax2〕1/2=〔4×50.52+66.72〕1/2=121（MPa）＜〔δ〕=153MPa,强度满足要求。

5 吊盖连接构件应力分析

通过对吊盖连接构件进行建模，并用ansys软件进行应力分析，当连接件承受384t主吊力时，应力分析吊盖连接构件的最大等效应力为171MPa，小于屈服强度275MPa，吊盖连接件整体应力为114MPa，小于许用应力153MPa；剪切应力为68.9MPa，小于许用剪切应力90.4MPa，故吊盖专用连接构件强度符合要求。

6 四合一反应器吊装难点分析

两台吊车将设备抬起，主吊车缓慢提升，溜尾吊车走车配合跌送，直到设备腾空后，超起离地，开始向右转杆，到构7框架2轴西侧后，进行缓慢提升，直到设备高处40m平台横梁，转杆进入框架内部，然后缓慢下钩，直到设备就位在13.5m层基础上。[1]在整个起吊过程中要缓慢平稳，多注意各部位受力情况，及观察吊装过程中存在障碍的地方。

7 结语

国内外连续重整装置逐渐越来越多，四合一反应器安装受重量、吊装高度及场地受限障碍越来越大，众多的困难也不断促使吊装技术的更新，采用大型履带起重机配合“武器”吊盖及连接件索具，为四合一反应器吊装提供了安全，高效的保障。