单台QUY400履带吊车在大型塔类设备分段卸车中的应用

刘乐意

四川石油天然气建设工程有限责任公司，四川成都 610095

1 工程概况

塔里木油田天然气乙烷回收工程乙烷回收厂设计有两列乙烷回收装置，单列天然气处理量1 500×104m3/d，工程设计有2座相同的脱甲烷塔，规格型号均为DN4 800/3 400×63 306，每座质量约420t，上部塔体壁厚δ=66mm，下部塔体壁厚δ=48 mm，材质S30408，塔体变径处在标高44.9 m处。

根据塔体运输需要，2座脱甲烷塔均在设备制造厂内分为上、下两段预制，而后用拖车运输至现场，其中上段塔体规格DN 4 800/3 400×22 106，质量205 t，下段塔体规格DN 3 400×41 200，质量215 t。

2 卸车方案确定

2.1 方案一：利用QUY650和QUY400履带吊车双机抬吊

脱甲烷塔卸车与后续吊装就位紧密结合，利用QUY650和QUY400履带吊车双机抬吊卸车，卸车后利用QUY650履带吊主吊、QUY400履带吊溜尾进行塔体吊装，这是目前大型塔类设备卸车与吊装的通用做法。该方案虽然安全可靠，但结合本工程的实际情况，存在如下不足：第一，由于受新冠疫情的影响，QUY650履带吊车调迁困难，难以按预定时间进场；第二，脱甲烷塔外径达4 932 mm，受运输高度限制，部分接管需要在施工现场组焊，每台设备现场接管组焊的工期约1周时间，QUY650履带吊车无法将卸车和吊装紧密衔接，卸车后塔体吊装条件不成熟，施工成本高；第三，两台脱甲烷塔进场周期相差13 d，间隔时间较长，QUY650履带吊车滞工时间长，卸车成本高。

2.2 方案二：利用SAC4500汽车吊与QUY400履带吊双机抬吊

经过实地考察，靠近工程所在地300 km外的库尔勒市有1台SAC4500汽车吊，采用和方案一相同的卸车方式，卸车后SAC4500立即退场，待第二台脱甲烷塔进场后，SAC4500汽车吊二次进场和QUY400履带吊双机抬吊卸车。

方案二较之方案一，虽然消除了SAC4500汽车吊现场滞工时间，卸车成本有所降低，但由于两次吊车进场时间间隔相对较长，且卸车期间处于疫情管控期，结合吊装公司吊车使用计划，难以保证SAC4500二次顺利进场，无法确保卸车工期。

2.3 方案三：利用QUY400履带吊单机卸车

根据脱甲烷塔上下两段不同结构特点，利用前期已经进场的1台QUY400履带吊主吊，借助1台QY25汽车吊，采用尾部非扶正和扶正的方式，运用旋转卸车和原地卸车的方法对脱甲烷塔上段和下段分别进行卸车。经过核算，该方案能够满足卸车安全需要，其较方案一、方案二具有如下优势[1]：其一，节约了1台大型吊车，极大地降低了卸车成本；其二，减少了1台大型吊车的组装、转场、索具系挂、场地硬化等各方面的现场准备工作，节约了工期；其三，QUY400履带吊在完成2座脱甲烷塔卸车的间隔期，又可以兼顾穿插吊装本工程其余多台中小型设备，确保QUY400履带吊的使用频率达到最大饱和度，降低了施工成本。

通过优化对比论证，在确保卸车安全的前提下，最终确定采用方案三作为最佳卸车方案。

3 卸车吊装关键控制点及应对措施

以尺寸长、吨位重、卸车难度大的脱甲烷塔下段为例，重点控制好以下关键控制点。

3.1 重心核算

重心是确定吊点位置的主要依据之一，为了确保重心核算的准确性，首先依据设计图纸，利用EXCEL[2]办公软件对塔体重心进行计算，待设备进场后，复核按设计图纸计算重心的塔构件与设备实体是否存在大的差异。通过核算，脱甲烷塔下段重心距离塔底裙座底部21.5 m。

3.2 主吊点选择

为了避免吊装过程中多次调整吊点，结合设备制造图及所选吊装索具的规格、型号等，主吊点选择除应满足相关的吊装规范外，宜遵守以下原则：第一，制造过程中，在规范允许范围内，塔体重量、尺寸等与设计图纸存在一定偏差，理论计算重心位置与实际位置存在少许的偏移，选择主吊点时应适当考虑该部分偏移值；第二，两个主吊点应避开设备人孔、设备接管及保冷支撑圈等部位；第三，主吊点确定后，在塔体上两个主吊点位置处做好醒目标识，以便调整吊点参照；第四，在QY25汽车吊额定起重量的可控范围内，确保QY25汽车吊能够进行尾部吊装扶正。

综合以上四点，本次选择理论计算重心标高以上300 mm作为塔体的实际重心位置，主吊点选择在实际重心两侧各1.5 m位置。

3.3 吊装平衡控制

为了确保整个塔体在卸车过程中的平衡稳定性，在塔体裙座底部焊接两个溜尾板式吊耳[3]，利用1台QY25汽车吊进行尾部吊装扶正。

3.4 试吊

试吊是检验卸车方案能否顺利实施的关键环节，试吊时，重点做好以下三点。

其一，塔体首部和尾部分别设置吊装指挥人员，实时观察塔体是否处于悬空状态及受力是否平衡，并及时将信息传递给吊装总指挥进行统一吊装协调指挥；其二，起吊时，核实两台吊车承重情况，一旦出现超重现象，立即停止吊装；其三，试吊过程中，两台吊车应缓缓同步进行，QY25汽车吊时刻根据QUY400履带吊的受力情况，及时调整受力状态，确保塔体吊装受力平衡。

4 脱甲烷塔卸车

根据脱甲烷塔后续吊装施工的需要，先进行上段塔体卸车，后进行下段塔体卸车，卸车后的脱甲烷塔上、下段具体平面布置[4]如图1所示。

图1 脱甲烷塔上、下段卸车平面布置

4.1 脱甲烷塔上段卸车

（1）卸车平面布置。根据QUY400履带吊作业工况，装载上段脱甲烷塔的拖车处于吊车北侧9m区域，卸车就位后的上段脱甲烷塔位于吊车南侧区域9 m位置。具体卸车平面布置如图2所示。

图2 脱甲烷塔上段卸车平面示意

（2）吊车受力核算[5]。脱甲烷塔上段质量G1=205 t，吊钩及索具质量G2=8.5 t，取动载系数K1=1.1，则QUY400履带吊最大受力：Fmax=（G1+G2）g×K1=（205+8.5） ×10×1.1=2 348.5 kN（式中g为重力加速度，取10 m/s2）。

（3） 吊车工况选择。QUY400履带吊选用基本型主臂，吊装作业工况为：作业半径R=9 m，臂长l=30 m，额定起质量247 t＞234.85 t，能够满足吊装安全需要。

（4） 卸车施工。依照图2，QUY400履带吊车和载有脱甲烷塔上段的拖车先后驶入指定卸车区域，吊装索具捆绑完毕并检查合格后，在吊装总指挥的统一指挥下，QUY400履带吊将设备缓慢吊离拖车约500 mm，试吊静观5 min无异常，继续提升至合适高度，随后拖车缓缓驶离现场，QUY400履带吊慢慢旋转吊臂将设备放置在已经摆放就位的两个转胎上，整个吊装作业过程中QUY400履带吊站位和吊装作业工况不变。

4.2 脱甲烷塔下段卸车

（1）卸车平面布置。根据QUY400履带吊作业工况，装载下段脱甲烷塔的拖车和卸车就位后的下段脱甲烷塔均处于QUY400履带吊南侧9 m处的同一区域，QY25汽车吊处于下段脱甲烷塔东北侧7 m位置。具体卸车平面布置如图3所示。

图3 脱甲烷塔下段卸车平面示意

（2）吊车受力核算。QUY400履带吊和QY25汽车吊受力具体如图4所示。

图4 脱甲烷塔下段吊装受力示意

第一，QUY400履带吊最大受力核算。由于QY25汽车吊仅作为扶正吊车使用，因此核算QUY400履带吊最大受力时，可假设QY25汽车吊不受力，脱甲烷塔下段质量G1=215 t，吊钩及索具质量G2=8.5 t，取动载系数K1=1.1，则QUY400履带吊最大受力为：F1max=（G1+G2）g×K1=（215+8.5） ×10×1.1=2 458.5 kN。

第二，QY25汽车吊受力核算。依据图4，根据力矩平衡原理，QY25汽车吊的理论受力为：F2× （21.5+0.3） =Gg×0.3，则 F2=29.6 kN。QY25汽车吊可按照双机抬吊进行受力核算，取动载系数K1=1.1，不均衡系数K2=1.1，吊钩与索具质量G2=0.5 t，则QY25汽车吊理论最大受力为：F2max=（F2+G2g） ×K1×K2=（2.96+0.5×10）×1.1×1.1=42 kN。

（3） 吊车工况选择。QUY400履带吊车选择与脱甲烷塔上段卸车相同的吊装作业工况，额定起质量247 t＞245.85 t，能够满足吊装安全需要。QY25汽车吊吊装作业工况：作业半径R=7 m，臂长l=14 m，额定起质量12.8 t＞4.2 t，能够满足吊装扶正安全需要。

（4） 卸车施工。采用QUY400履带吊主吊、QY25汽车吊溜尾吊装扶正、原地卸车就位的方式进行施工。参照脱甲烷塔上段，在吊车就位、拖车进场、试吊及设备提升等一系列工序完成后，拖车缓缓退场，用装载机牵引钢丝绳从塔体侧面将两个转胎分别拖拉至摆放设备正下方的指定位置，两台吊车慢慢将设备放置在转胎上，整个作业吊装过程QY25汽车吊与QUY400履带车吊车站位不变，并始终保持同步。

5 结束语

在塔里木油田乙烷回收工程乙烷回收厂工程中，针对脱甲烷塔上、下段不同特点，结合吊装场地、吊车资源、安全、经济、工期等方面的因素，在1台大型吊车缺位的情况下，利用1台QUY400履带吊，历时2 d一次性顺利完成两台脱甲烷塔共计4段的卸车施工任务，比计划卸车时间提前了2 d。

脱甲烷塔下段采用尾部扶正卸车时，QY25汽车吊吊装过程中实际最大受力为24.8 kN，远小于QY25汽车吊额定起重力。

实践证明，该卸车工艺安全、经济、工期短，对同类工程的卸车施工具有一定的借鉴意义。