Catofin 反应器的吊装
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摘要反应器起吊过程中要保证反应器不会自动翻转，以保证设备离开运输车时侧面的管道不会与运输车发生碰撞。
中图分类号： U294.27+5文献标识码： A
天津渤化石化有限公司丙烷脱氢年产60万吨丙烯项目(PDH项目),该项目采用美国LUMMUS公司的Catofin工艺,以丙烷为原料在固定床反应器中进行脱氢反应气体通过压缩、低温回收、产品精制等单元生产聚合级丙烯。该套PDH装置是目前中国第一家，也是是世界上单套规模最大的PDH装置。该装置最主要的特点就是设备大而重，好多设备都创造了国内甚至国际同类设备的重量和体积之最，安装难度非常之大，而且，有的设备机构特殊，在国内没有相关经验可以参照。本文以该装置的核心设备8台Catofin反应器的吊装为例，为大家作一重点介绍。
该8台是有韩国ALPEC公司根据LUMMUS公司的Catofin工艺制作（以下简称Catofin反应器）,反应器的安装位置为13.15米钢筋砼框架结构柱顶部相应设备基础上。
Catofin反应器参数见下表：
Catofin反应器照片
一、Catofin反应器的吊装难点：
（1）、反应器底部伸出有多个管口，底部最突出管口伸出设备外3.5米。因此设备运输时，为了避免底部伸出管口受力变形，需将设备平放在运输车辆上，底部伸出管口朝向为水平方向。设备吊装前，从运输车上卸下时，需要将设备高空旋转90°，使设备底部管口竖直向下后，再将反应器起吊就位。
（2）、反应器轴向方向两段重量不平衡，吊装翻转时，需要制作加工专用的平衡梁、索具、滑轮组，以防止钢丝绳跑动，将设备本体刮伤,或造成钢丝绳的损坏。
（3）、大体积偏重心设备的空中翻转，为保证过程的安全平稳，需要采用多吊点多台吊车空中找平，协调配合，方能完成，这是本次吊装协调工作的难点。
（4）、反应器伸出管口多，且设备本体有多个加强圈。吊装时，钢丝绳捆绑位置有限，为轴向中心两侧4.31米处。因此需要提前与运输公司沟通，保证设备运输加固时，将穿钢丝绳位置预留。
吊装方案的选择
反应器用一台630t履带吊主吊，四台50t汽车吊从侧面辅助吊装的方法卸车，卸车后，四台50t汽车吊配合630t履带吊对设备进行空中翻转，待设备翻转90°后四台50t汽车吊摘钩，630t履带吊起钩转向，吊装设备就位。
（1）、主吊车载荷计算
630t履带吊工况为臂长60m，尾部配重180t，中心压重80t，17m超起半径，23m作业半径时，额定载荷为338t（见附图10.3反应器吊装侧视图）。反应器重量为252t,吊钩和索具重约27t，动载系数取1.1，吊车负荷率为1.1*（252+27）t/338t=90.7%，符合要求。
（2）、翻转吊车载荷计算
反应器重约252t，由于护绳轮和扁担梁上的销轴之间涂有黄油，所以护绳轮与销轴之间的摩擦属于有的摩擦，静摩擦系数为0.12，滑动摩擦力为252t×0.12=30.24t。
反应器翻由四台50t汽车吊配合，两台提升，两台回钩，负责提升的两台汽车吊每车承担载荷为30.24/2=15.12t。
50t汽车吊出杆18.05m，5m作业半径，吊车额定载荷为24.7t。吊钩加索具重约1.5t，动载系数取1.1，不均衡系数取1.1，吊车负荷率为（15.12+1.5）t*1.1*1.1/24.7t=81.4%，满足要求。
（3）、钢丝绳安全系数核算
【1】、吊车与平衡梁连接Φ160主吊钢丝绳安全系数计算
φ160-8*61-1770型钢丝绳破断拉力为 1440 t,起吊重量为设备重量+吊钩索具重量，钢丝绳套夹角为64°,每根钢丝绳实际受力为（252+27）/（4*COS32°）=82.25 t
φ160×14m钢丝绳扣中间过护绳轮直径255mm，经过计算φ160×14m钢丝绳扣过弯效率系数E=60%
安全系数k= 1440*60%/82.25=7.1>6，满足吊装要求。
【2】、平衡梁与设备连接Φ120主吊钢丝绳安全系数计算
φ120-8*61-1770型钢丝绳破断拉力为780t,Φ120主吊钢丝绳及卸扣重约5吨,每根钢丝绳实际受力为
（252+5）/（4*COS13°）=65.97t
设备翻转时，滑动摩擦力为27.84t，钢丝绳受力大的一侧每股钢丝绳多承担30.24t/2=15.12 t的力，
φ120×48m钢丝绳扣中间过护绳轮直径340mm，经过计算φ120×48m钢丝绳扣过弯效率系数E=70%
安全系数k= 780*70%/（65.97+15.12）=6.7>6，满足吊装要求。
【3】、翻转吊车用钢丝绳安全系数计算
φ32-6*37-1670型钢丝绳破断拉力为60.9t, 钢丝绳实际受力为（15.12+1.5）/2=8.31 t
安全系数k= 60.9/8.31=7.3>6，满足吊装要求。
（4）、平衡梁强度计算
设备吊装过程中选用400吨平衡梁，平衡梁为厂家生产标准件，具有合格证和强度计算，本文不再论述。
三、吊装前准备
施工现场处理完毕，履带吊组立完成后，按照图纸要求进行吊索具的布置，两根Φ160×14m钢丝绳圈上部与吊钩连接，下部与扁担梁两端的外径为Φ255mm，内径为Φ97mm的护绳轮连接。两个外径为Φ340mm，内径为Φ202mm的护绳轮先通过Φ200mm销轴与扁担梁相连（在销轴上涂抹黄油以便设备翻转时护绳轮能够顺利的沿销轴转动），然后利用两根Φ120×48m钢丝绳扣将扁担梁两端的护绳轮与反应器连接，两根Φ120×48m钢丝绳两个接头通过120t卸扣连接（见附图10.5）。钢丝绳与反应器接触位置及反应器翻转后钢丝绳与反应器的接触位置用消防水带绑扎，以防钢丝绳磨损反应器表面。
四、吊装
（1）、试吊装
吊装系统布置完毕后，运输车运输反应器到达卸车位置，630t履带吊对设备进行绷钩，四台50t汽车吊站车在反应器两侧，各用一个55t卸扣和一根Φ32×21m钢丝绳（两股受力）与设备上的吊耳相连，630t履带吊缓慢起钩，同时四台50t汽车吊也缓慢起升使设备离开运输车100mm，此过程中要保证反应器不会自动翻转，以保证设备离开运输车时侧面的管道不会与运输车发生碰撞。
设备离开运输车100mm后各车停止动作，对吊装系统、设备及吊车等进行检查，检查无问题后履带吊和汽车吊同时起钩，待设备下平面离开运输车300mm后停止起钩，运输车开走。
（2）、空中翻转
履带吊和反应器管道反方向上的两台汽车吊起钩，管口方向的两台汽车吊缓慢回钩（但要保证吊车吃力），使反应器绕轴线旋转90°
（3）、吊装就位
反应器翻转到位后，四台50t汽车吊摘钩，630t履带吊起钩至反应器管道下平面超过13.15m平台500mm后转向，确认反应器就位方位后630t履带吊配合回钩，将反应器安装到就位位置。
五、结束语
至此，首台Catofin反应器吊装工作圆满结束，其他7台反应器按照该方案均已经顺利安装就位。