十一冶建设集团有限责任公司广西柳州545007
摘要：2×35MW燃机是电解铝工程电厂燃机工段的核心设备，其重量重、体积大，安装空间有限，是燃机工段安装工程的重点和难点。本文重点阐述了2×35MW燃机辅助间/透平间的吊装方法，通过计算校核，介绍了吊装设备和吊装机具的选用。
关键词：燃机辅助间/透平间；600T汽车吊；吊装；平衡梁；钢丝绳
一、工程概况
内蒙古锦联铝材有限公司电解铝一期工程年产45万吨铝镁合金项目以及配套的动力车间2×200MW+2×350MW燃煤机组，在燃煤机组配套2台2×35MW燃机作为燃煤机组停电检修备用设备，此机组为散件供货单件最重的就是燃机辅助间/透平间，重量约为120t，其外形尺寸为长12.5*宽3.75*高3.9，是安装过程中的重点和难点，业主要求的工期紧张，项目部从施工成本、施工工期、施工作业安全可靠性等几个方面综合考虑，决定采用汽车吊吊装燃机辅助间/透平间，设备安装基础标高与地面标高相差高度为2.2m。
二、吊车选用
经现场勘查，土建厂房只有基础桩及设备基础，利用厂房梁及卷扬机配合吊装是不实际，考虑制作大型龙门抱杆最快需要半个月一个月购买材料费、制作人工费、气体费、吊车费、时间上来不及、安全方面的问题及多方面的原因最终项目部决定用600T汽车吊进行吊装，汽车吊支放在设备基础与设备运输车之间，设备运输车与设备基础之间的距离要在汽车吊最大工作半径内，然后汽车吊将设备吊起回转180度放在设备基础上。600T汽车吊主吊燃机辅助间/透平间、用四根20米钢丝绳型号：6*61+FC2000KN/mm2分别兜在燃机辅助间/透平间两侧下方四个吊鼻上，吊车继续起钩，期间必须保证钢丝绳斜直度不能有缠绕情况，直至燃机辅助间/透平间达到垂直状态，回转180度放在设备基础上。因设备的吊装吊耳装在设备本体两侧四个角0.4米高处，因此吊装时在设备上方设一双槽钢平衡梁，从吊车进场开始到设备吊装就位，4台设备只需要1天时间就完成吊装工作，大大节约了工程费用。
1、吊装参数
设备名称：燃机辅助间/燃机透平间外形尺寸长宽高：12.5*3.75*3.9
设备重量（吨）：120t吊点标高：比底部高300mm左右。
2、主要受力分析
设备基础相对标高为+2.2米，燃机辅助间/透平间顶部标高为3.9米，再考虑钢丝绳的高度为4.9米，起重机吊具设为2.5米，则吊装标高为：
H＞2.2+3.9+4.9+2.5取H＝13.5米。
查《起重工》，吊装时计算载荷F＝K1×G
K1—动载系数，查表选取K1＝1.1
G＝G物+G索+G支撑
G物为汽车吊起吊的设备重量，为120吨
G索为汽车吊索吊具重量，这里取为5吨
G平衡梁为双槽钢平衡梁重量，为0.5吨
由此可算出计算载荷为：
F＝1.1×（120+5+0.5）＝138.05t
3、汽车吊选型
汽车吊工作半径设为8米，吊装高度为13.5米时，其主臂计算长度为：
主臂计算长度L＝＝15.6米
根据600T汽车吊性能曲线表，吊装时选取工作半径为8米，主臂长为15.6米，带超起装置时其额定吊装重量为138.05吨<160吨，所以满足吊装要求。
三、吊装平衡梁的计算
1、平衡梁的选用
燃机辅助间/透平间重量为120T，其宽为3.75m，故平衡梁吊耳间距可设为3.8m，平衡梁长度L设为4.2m。平衡梁采用双槽钢制作而成，其重量为500kg。
其受力情况如下图所
“吊绳与平衡梁的平角宜为55°”，
运动时所受载荷：F=（G物+G平衡梁）•K1
＝（120+0.5）×1.1×9.8＝1298.99kN
因此FB1=FB2=F/2=1298.99/2=649.49kN
FA1=FA2=FB1/sin55°=649.49/sin55°=792.88kN
Fc1=Fc2=F/tan55°/2=1298.99/tan55°/2=454.74kN
由于“平衡梁主要用于改变被吊物体上吊点的受力方向（由倾斜变垂直），横梁承受轴向压力”，故横梁所受最大压力Fc为454.74kN。
因此平衡梁截面面积A≥F/［σ］
查《机械设计手册》表3.1-44“碳素结构钢的力学性能”，取Q235A钢抗压应力［σ］=160Mpa=1600kg/cm2
故A≥454.74×103N/1600kg/cm2=28.4cm2
因选用的是双槽钢平衡梁
故单根平衡梁的截面积应为A单根平衡梁≥A/2=14.1cm2
因此选用[28a槽钢，其截面积为40.034cm2，符合要求。
2、平衡梁吊耳板的计算校核
2.1上吊耳板的计算校核
吊耳所承受的计算载荷为：
Pd＝K1×（G物+G平衡梁）/2＝1.1×（120000+500）/2＝66275kg/cm2
吊耳板几何尺寸如上图二所示，在断面Ａ1-Ｂ1处，宽度b＝400mm，厚度δ＝50mm
σ1＝Pd/（b×δ）＝66275/（40×5）＝331.37kg/cm2
查《机械设计手册》表3.1-44“碳素结构钢的力学性能”，取Q235A钢抗拉强度[σ]＝160MPa=1600kg/cm2
σ1＜[σ]，符合要求
在断面Ａ2-Ｂ2处
b＝350mmd＝150mm，δ＝50mm
σ2＝Ｐd/（（（b-d）×δ）＝66275/（（35-15）×5）＝662.75kg/cm2
σ2＜[σ]，符合要求
在断面Ａ3-Ｂ3处，按拉曼公式输入验算
Ｐ＝Ｐd/（2d×δ）＝66275/（2×15×5）＝441.83kg/cm2
σ3＝Ｐ×（（D2+d2）/（D2-d2））
＝441.83×（（352+152）/（352-152））＝640.65kg/cm2
σ3＜[σ]，符合要求
2.2吊耳焊缝验算
σ＝Pd/（2Lw×δ×0.7）
式中；Lw—焊缝计算长度，等于设计长度减去10mm
即Lw＝400-10＝390mm＝39cm
δ—焊缝的最小厚度，取δ＝15mm＝1.5cm
所以：σ＝66275/（2×39×1.5×0.7）＝809.2kg/cm2
吊耳采用手弧焊，使用T422焊条
[σ]拉＝0.8×[σ]＝0.8×1600＝1280kg/cm2
σ＜[σ]拉
故平衡梁上吊耳焊缝符合要求。
四、主吊钢丝绳的选用
1、平衡梁上部钢丝绳选择
吊装时钢丝绳吊装角度设为55°，由上可知钢丝受力（见图一）
FA1=FA2=FB1/sin55°=649.4/sin55°=792.7kN
由于每个吊点设两根钢丝绳缠绕，因此钢丝绳的工作应力为：
P＝792.7/2＝396.3kN
根据《重型设备吊装手册》表1-5“钢丝绳（6×61+1）主要技术参数”，选取钢丝绳公称抗拉强度为1700MPa，6×61+Fcφ72的钢丝绳，其最小破断拉力为2640kN。
计算钢丝绳的最小破断拉力T＝P•K
上式中K为钢丝绳安全系数
根据《重型设备吊装手册》表1-6“钢丝绳安全系数”，查表K取6
故[P]＝T/K＝2640/6＝440kN
P<[P]
所以选择6×61+Fcφ72的钢丝绳符合要求
2、平衡梁下部钢丝绳选择
设备上有两个管轴式吊耳，每个吊耳由一根钢丝绳双绕，因此一个吊耳承受两股钢丝绳的力量。四根钢丝绳受到向下的拉力，每根所受的拉力为：
F=K1×K2×G物/4=120×1.1/4×9.8=323.4kN
根据《重型设备吊装手册》表1-5“钢丝绳（6×61+1）主要技术参数”，选取钢丝绳公称抗拉强度为1700MPa，6×61+Fcφ66.5的钢丝绳，其最小破断拉力为2248kN。
计算钢丝绳的最小破断拉力T＝P•K
上式中K为钢丝绳安全系数
根据《重型设备吊装手册》表1-6“钢丝绳安全系数”，查表K取6
故[P]＝T/K＝2248/6＝374.7kN
P<[P]
所以选择6×61+Fcφ66.5的钢丝绳符合要求
五、吊装准备
1、吊装场地要求对于燃机站内的设备安装应与土建施工队伍提前做好沟通，要求土建队伍预留出大型设备运输通道和吊装区域，运输通道吊装区域铺山皮石路面长90米，宽10米，铺设厚度0.8米，铺完山皮石要求填平并夯实碾压平整。
2、建立组织机构，全面组织设备吊装工作，责任落实到人，保证吊装的顺利进行。
3、吊装方案确定并已经批准通过，并对施工操作人员进行技术交底，以吊装方案的各项内容和设计图纸为内容，重点讲解吊装方法、技术关键和安全措施。
六、吊装作业
1、起吊前检查：汽车吊按规定位置固定。起吊前必须检查吊车站位是否符合要求，支腿的垫板是否牢固，钢丝绳是否有断丝等损坏现象。全部检查无误后方可正式起吊。
2、试吊：在对燃机辅助间/透平间进行试吊设专人观察和监护，试吊装的时间为10分钟左右。离开地面约在10cm以下，试吊后对各吊装索具进行全面的检查，吊装过程中专人指挥，专人监护，吊装时注意设备不得跳动、摇晃及卡环卡住和钢丝绳扭转现象，吊装现场设警示牌，非施工人员不得进入。燃机辅助间/透平间落于基础上面以后，应立即进行找正定位工作，并完成收尾工作。在拆除吊装机具时，以善始善终，保证收尾阶段的安全。
七、结束语
在本次施工中，利用600T汽车吊对燃机辅助间/透平间进行吊装，顺利地实现了设备的吊装就位，加快了施工进度，提高了施工效率，节约了施工成本。
参考文献：
[1]黄璟一.起重工.化学工业出版社，2006年
[2]樊兆馥.重型设备吊装手册.冶金工业出版社，2001年
[3]机械设计手册编委会.机械设计手册.机械工业出版社，2004年
[4]《工程建设安装起重工规范》HG20201
[5]《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建字[2009]87