儲罐電動葫蘆倒裝提升工藝及優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、儲罐電動葫蘆倒裝提升工藝及優(yōu)化設(shè)計(jì)摘 要：立式筒型儲罐采用電動葫蘆倒裝法施工的設(shè)計(jì),微調(diào)電路的設(shè)置改進(jìn),及結(jié)構(gòu)受力的優(yōu)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:儲罐倒裝 電動葫蘆 優(yōu)化設(shè)計(jì)立式筒型儲罐施工有多種方法，如中心立柱法、氣頂法、水浮法、內(nèi)立柱倒裝法等。電動葫蘆倒裝法和液壓頂升倒裝法統(tǒng)屬內(nèi)立柱倒裝法。內(nèi)立柱倒裝法相對其他施工方法具有勞動效率高、強(qiáng)度小、起升平穩(wěn)、安全可靠、操作簡單、無須限位裝置、具有良好的自鎖功能等特點(diǎn)。而電動葫蘆倒裝法相對液壓千斤頂?shù)寡b法不僅具有設(shè)備簡單、造價低廉的優(yōu)點(diǎn)，而且不使用液壓油等消耗品，對工作環(huán)境無污染。當(dāng)然電動葫蘆倒裝法也有其不足之處，如群吊時多臺葫蘆同時受力，葫蘆的電機(jī)間存在同步

2、上的差異，不同步自然造成提升速度不同，導(dǎo)致葫蘆受力不均，造成偏吊。操作不當(dāng)甚至能引起葫蘆鋼索斷裂等事故。但通過對施工工藝的改進(jìn)和結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化設(shè)計(jì)，我公司很快克服了上述缺點(diǎn)，在獨(dú)山子石化10臺5000方，8臺2000方儲罐施工中廣泛采用電動葫蘆倒裝法，并取得了全面成功。1. 施工步驟概述1.1儲罐底板組焊完成后，為方便進(jìn)罐施工及關(guān)內(nèi)施工環(huán)境衛(wèi)生，在儲罐壁板位置每間隔800mm點(diǎn)焊H型鋼支撐，H型鋼上表面焊接壁板的定位卡：1.2 圍焊儲罐最上一帶板：1.3立中心傘架，如為拱頂罐安裝頂蓋，頂板立柱處開天窗：1.4安裝電動葫蘆提升裝置：1.5通過電動葫蘆的拉升，帶動貯罐上升，從而達(dá)到提升壁板完成下一

3、帶板的組焊，兩帶板組焊完畢，補(bǔ)齊頂蓋板：1.6重復(fù)提升過程，直至完成各帶板組焊完成：2. 提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡述環(huán)向拉桿徑向拉桿罐壁內(nèi)側(cè)均布立柱，立柱數(shù)量、尺寸由計(jì)算得出，后面將給出計(jì)算過程。立柱距罐壁的距離應(yīng)以電動葫蘆不碰包邊角鋼為準(zhǔn)。立柱安裝必須保證垂直，如與罐底接觸有間隙，可墊薄鋼板找平，并焊接牢固。在立柱3/4高度位置安裝兩根斜撐。斜撐之間的夾角及斜撐與罐底的夾角均以45°為宜。電動葫蘆安裝于立柱上端吊耳上。待兩帶板安裝完成、罐頂封天窗后，使用拉桿將相鄰立柱，立柱與中心柱相連，此法使所有電動葫蘆組成受力封閉的整體。（如圖示）加強(qiáng)筋加強(qiáng)板此處不焊雙面滿焊雙面滿焊雙面滿焊此處不焊脹圈用

4、槽鋼滾弧制成，曲率半徑與儲罐內(nèi)徑相同。在電動葫蘆正下方的脹圈上焊接吊耳。此處需特別注意，脹圈吊耳兩側(cè)各一米左右需采用加強(qiáng)筋與加強(qiáng)板加固（如圖示），吊耳只與脹圈焊接，不得將吊耳與罐壁相焊，以免提升時電動葫蘆的傾角拉力造成罐壁下側(cè)向內(nèi)受拉變形。脹圈與罐壁使用龍門卡具相連，龍門卡具的位置不得靠吊耳過近，太近容易造成罐壁受拉變形，也不得離吊耳過遠(yuǎn)，過遠(yuǎn)會造成脹圈受扭轉(zhuǎn)力過大而變形。3.微調(diào)電路的改進(jìn)由于電動葫蘆的電機(jī)在同步方面不可避免的存在差異，為此必須對提升裝置整體提升的同時安裝單個葫蘆的微調(diào)電路，以便及時調(diào)整個別葫蘆提升速度，使整個提升系統(tǒng)保持相對平穩(wěn)的運(yùn)行，保證提升安全。設(shè)計(jì)微調(diào)電路如下:nKK

5、1K2K3Kn交變電流對電路進(jìn)行微調(diào)改進(jìn)后，不僅控制了單個葫蘆提升速度，保證了提升安全，而且可以微調(diào)環(huán)縫組對間隙，控制組對變形，保證焊接質(zhì)量。4.提升注意事項(xiàng) 提升前必須進(jìn)行提升機(jī)試驗(yàn)。在空載狀態(tài)下，啟動集中控制開關(guān)，查看所有葫蘆升降是否一致以及升降順序是否與單個控制開關(guān)順序相同。有無扭卡現(xiàn)象以及提升步調(diào)是否一致。進(jìn)行全面檢查后，確認(rèn)正常即可以開始工作。葫 電動葫蘆起升應(yīng)同步進(jìn)行。每提升1/3板高左右，應(yīng)停下檢查是否同步，上升受力是否均勻。如無不同步，受力不均情況，方可繼續(xù)提升。如出現(xiàn)起升不同步、受力不均，則應(yīng)分別單獨(dú)控制調(diào)整滯后倒鏈，使其與其它倒鏈處于同等高度，同樣受力狀態(tài)，避免發(fā)生意外，調(diào)

6、整好后即可再次同時提升，直至完成一帶板的提升。5.力學(xué)模型的建立與分析5.1根據(jù)儲罐施工中電動葫蘆提升結(jié)構(gòu)型式選取任一立柱組合，近似建立圖示的電動葫蘆提升結(jié)構(gòu)靜力學(xué)模型。撐桿立柱N1N2FG/n徑向拉桿FN2N1L2L2L12HHzHbHd5.2結(jié)構(gòu)受力分析下面以獨(dú)山子石化一臺5000m3裂解燃料油拱頂罐為例進(jìn)行受力分析，儲罐總重量為156.9噸。儲罐直徑21.2m，高度17.98m，共8圈壁板，單圈壁板最高為2m。5.2.1電動葫蘆數(shù)量確定依據(jù)現(xiàn)場條件，現(xiàn)采用10噸電動葫蘆，單臺額定起升量為10000kga. 提升的最大重量G計(jì)算G=Gb+Gd+Gk+GfGb為除底圈壁板外其余各圈壁板重量

7、Gb=75086kgGd為罐頂重量 Gd=24114kgGk為抗風(fēng)圈重量 Gk=1023 kgGf為已安裝附件重量 Gf=1136 kg G=Gb+Gd+Gk+Gf =75086+24114+1023+1136=100336kgb. 電動葫蘆最大受力總和Nmax計(jì)算N=G/ cos=arctan(L-L1-L2）/(H-HB1+HZ）因?yàn)樵?90°之間變化，G恒定，所以越大N越大，即提升高度升至最高時電動葫蘆受力最大，此時刻上述公式中數(shù)值分別為：L為立柱中心距壁板內(nèi)側(cè)距離 L=700mmL1為立柱中心距吊點(diǎn)中心距離 L1=150mmL2為慣壁內(nèi)側(cè)距吊耳中心距離 L2=250mmH為立

8、柱高度 H=4000mmHB1為最高單帶壁板高度 HB1=2000mmHZ為支撐高度 HZ=450mmHd為吊耳高度 Hd=300mm=arctan(L-L1-L2）/(H-HB1-Hz-Hd） =arctan(700-150-250）/(4000-2000-450-300） =13.5°Nmax=G/ cos =100336/cos13.5° =103187kgC.數(shù)量計(jì)算nNmax/（×Ge）為電動葫蘆安全系數(shù)，取=0.75Ge為電動葫蘆額定載荷，Ge=10000kgnNmax/（×Ge）=103187/（0.75×10000）=13.76

9、即n取大于等于14的整數(shù)，且為偶數(shù)。該儲罐頂蓋瓜皮板數(shù)量為28塊，恰為14的倍數(shù)。n取14有利于頂板開天窗。綜上所述取n=14。5.2.2立柱選用及穩(wěn)定性校核立柱受到外力為軸向壓力。立柱的穩(wěn)定性是關(guān)系到施工安全的重要因素。由于徑向及橫向拉桿的牽引平衡了電動葫蘆扁角的水平分力N1×sin，立柱近似考慮為僅受豎直壓力，因此立柱受力計(jì)算簡化為材料力學(xué)中的一端固定、一端自由的壓桿穩(wěn)定性計(jì)算。壓桿穩(wěn)定取決于壓桿的細(xì)長比和臨界應(yīng)力Fcr。當(dāng)細(xì)長比非常大時臨界應(yīng)力是壓桿失效的主要形式。臨界應(yīng)力計(jì)算：Fcr=2EI/（L）2為長度系數(shù)，與壓桿的約束條件有關(guān)，一端固定一端自由的壓桿取2；L為壓桿長度，

10、與電動葫蘆提升高度和各圈壁板的高度有關(guān)。這里取4米；E為彈性模量，碳鋼彈性模量為210×109N/m2；I為壓桿截面的最小慣性矩，管的最小慣性矩計(jì)算為I=（D4-d4）/64幾種常用的鋼管臨界應(yīng)力計(jì)算結(jié)果尺寸(mm)133*5133*6168*6168*7219*7219*8最小慣性矩(cm4)412.403483.7161008.1171149.3592622.0362955.443臨界應(yīng)力(Kg)13355.585 15665.042 32647.658 37221.751 84914.088 95711.404 保證立柱穩(wěn)定需滿足Fw×Fcrw為安全系數(shù)，取35F為立柱受力垂直分力F = N1×cos = G/ (n×cos) ×cos = G/ n=7166Kg選用168*6無縫鋼管做立柱即可滿足要求.結(jié)束語；