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【摘 要】华北石化130万吨/年连续重整装置大型超限设备主要数量较多，连续重整反应器重量最大、长度最长，就位在反再框架2、3轴内部13.5m层平台基础上，是本工程项目的核心设备。论文就四合一反应器吊装新武器在工程的施工进度和安全性、经济性，综合比较下进行阐述。
【Abstract】The main quantity of large over-limit equipment of continuous catalytic reforming unit of 1.3 million tons per year of Huabei Petrochemical is large.The continuous reforming reactor has the largest weight and the longest length， and is located in the anti reframe 2， 3 axis internal 13.5m platform platform， and is the core equipment of this project. This paper expounds the construction progress， safety， economy and comprehensive comparison of the new hoisting weapons of four-in-one reactor.
【关键词】反应器吊装； 吊盖连接件；有限元核算
【Keywords】 reactor hoisting； hanging cover connector； finite element accounting
【中图分类号】TU758.15 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）06-0163-02
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×（？覬×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
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
=4.5×106 mm3
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，眾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。
【参考文献】
【1】常传韬.大型钢烟囱的分段吊装与空中组焊[J]. 石油工程建设，2003（01）：98.
【Abstract】The main quantity of large over-limit equipment of continuous catalytic reforming unit of 1.3 million tons per year of Huabei Petrochemical is large.The continuous reforming reactor has the largest weight and the longest length， and is located in the anti reframe 2， 3 axis internal 13.5m platform platform， and is the core equipment of this project. This paper expounds the construction progress， safety， economy and comprehensive comparison of the new hoisting weapons of four-in-one reactor.
【关键词】反应器吊装； 吊盖连接件；有限元核算
【Keywords】 reactor hoisting； hanging cover connector； finite element accounting
【中图分类号】TU758.15 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）06-0163-02
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×（？覬×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
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
=4.5×106 mm3
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，眾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。
【参考文献】
【1】常传韬.大型钢烟囱的分段吊装与空中组焊[J]. 石油工程建设，2003（01）：98.