儲(chǔ)罐液壓提升理論分析及設(shè)備結(jié)構(gòu)的選用
大型儲(chǔ)罐倒裝法施工相比于傳統(tǒng)工藝正裝法施工,，施工作業(yè)面從空中改為地面,，安全性好,，施工工效高，質(zhì)量易于控制,，是 眾多施工單位嘗試的目標(biāo),。但液壓頂升裝置對(duì)大型儲(chǔ)罐倒裝法施工的提升、提升過(guò)程的抗風(fēng)載荷等問(wèn)題又無(wú)力解決,，因此還沒(méi)有施工單位組織實(shí)施,。
2002年，新疆石油建設(shè)有限公司開(kāi)始研究50000m3外浮頂儲(chǔ)罐倒裝法施工工藝,。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究,，總結(jié)提出了液壓提升穩(wěn)定分析、同步分析,、控制分析,、系統(tǒng)安全分析四項(xiàng)儲(chǔ)罐液壓提升理論，并據(jù)此設(shè)計(jì)出儲(chǔ)罐倒裝法施工的液壓提升系統(tǒng),；并針對(duì)儲(chǔ)罐液壓提升設(shè)計(jì)了防滑落保險(xiǎn)裝置；分析儲(chǔ)罐提升過(guò)程中的風(fēng)載荷,；對(duì)儲(chǔ)罐倒裝法施工關(guān)鍵工序逐項(xiàng)的分析計(jì)算,。2005年，新疆石油建設(shè)有限公司在中哈管道工程阿拉山口首站50000m3雙浮盤儲(chǔ)罐施工中首次采用倒裝法施工,；2006年,，在獨(dú)山子石化千萬(wàn)噸煉油百萬(wàn)噸乙烯項(xiàng)目100000m3儲(chǔ)罐采用倒裝法施工，經(jīng)過(guò)查新,，該項(xiàng)施工為國(guó)內(nèi)外首例100000m3儲(chǔ)罐倒裝法施工,。
新疆石油建設(shè)有限公司100000m3儲(chǔ)罐倒裝法施工成功后,，有多家儲(chǔ)罐施工單位效仿，因?qū)Υ笮蛢?chǔ)罐倒裝法施工的關(guān)鍵技術(shù)掌握不到位,，致使倒裝法施工的優(yōu)勢(shì)不能完全發(fā)揮出來(lái),，有的在提升過(guò)程中還發(fā)生了事故。事實(shí)上,，在做大型儲(chǔ)罐倒裝法施工方案時(shí),，要求方案中的每一步都要考慮到位，相對(duì)質(zhì)量安全的概念,，稱其為技術(shù)安全,。大型儲(chǔ)罐倒裝法既不是 只將以前的小罐倒裝做大了一些這么簡(jiǎn)單，也并不多危險(xiǎn)(在第一次50000m3儲(chǔ)罐倒裝法施工時(shí),，遇到了很大的阻力),。在此介紹儲(chǔ)罐倒裝法施工液壓提升原理，以供參考,。
1.提升穩(wěn)定分析
理論上各個(gè)液壓缸在罐內(nèi)均布,，提升力相等，但由于罐體部分結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱,，在提升時(shí)各個(gè)液壓缸的負(fù)載是 不同的,。提升時(shí)，如果某處(某一段)壁板的提升高度低于-位置的提升高度,，罐體的重心就會(huì)向此處偏移,，此段距離內(nèi)的液壓缸的負(fù)載增加，這是 不穩(wěn)定平衡的受力條件,。因此,，要求儲(chǔ)罐提升液壓系統(tǒng)最少要有三個(gè)流量相同的液壓泵站，每個(gè)泵站配置相同的液壓缸,。2005年前,，單個(gè)泵站的儲(chǔ)罐倒裝施工液壓提升設(shè)備比較流行，用這種液壓設(shè)備提升罐體時(shí),，總是 不斷調(diào)整液壓缸,。這就是 一種不穩(wěn)定平衡系統(tǒng)，因此,，這種結(jié)構(gòu)是 不合理的,。
2.提升同步分析
液壓提升裝置提升過(guò)程中，負(fù)載增加,，提升速度會(huì)變慢,，負(fù)載進(jìn)一步增加，這就要求液壓提升系統(tǒng)有抵抗這種不穩(wěn)定平衡的能力，也就是 要求液壓缸在(一定范圍內(nèi))受力不均勻的情況下,，能夠保持基本一致的提升速度,。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩(負(fù)載)和轉(zhuǎn)速(流量)成線性關(guān)系，而交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速(流量)隨轉(zhuǎn)矩(負(fù)載)的變化較小,，也就是 有較為恒定的轉(zhuǎn)速(流量),。因此，儲(chǔ)罐液壓提升設(shè)備泵站的電機(jī)須選用交流電機(jī),。
3.提升控制分析
在儲(chǔ)罐倒裝法施工中,，要求液壓缸在提升和下降時(shí)既能集中控制，又能單獨(dú)控制每個(gè)液壓缸,，要求兩種控制的轉(zhuǎn)換方便,、簡(jiǎn)單。
4.系統(tǒng)安全分析
系統(tǒng)安全分析理論是 儲(chǔ)罐倒裝法施工液壓提升的安全重點(diǎn),。很多人在考慮液壓提升時(shí),，都認(rèn)為罐體提升過(guò)程是 最危險(xiǎn)的，實(shí)際分析時(shí)下降過(guò)程才是 最危險(xiǎn)的,。罐體的提升液壓缸通過(guò)鋼絲繩傳力給脹圈,，鋼絲繩只能傳遞拉力，不能夠傳遞壓力,。如果提升時(shí),，有一、兩個(gè)液壓缸不工作,，由于選用的液壓缸的提升力有較大余量,，系統(tǒng)能夠基本正常工作；下降時(shí),，如果有一,、兩個(gè)液壓缸不工作，-液壓缸都下降,，數(shù)倍的負(fù)載集中在這個(gè)不下降的液壓缸上,，系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。現(xiàn)在,，儲(chǔ)罐倒裝法施工采用的是 先提升后圍板的施工順序,，罐體整體下降操作時(shí)具有較大的危險(xiǎn)性。因此,，要求液壓缸在上升和下降操作時(shí),，液壓系統(tǒng)必須具有超壓溢流的功能，稱其為“軟性能”,。帶液壓鎖的儲(chǔ)罐液壓提升設(shè)備,，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)鋼絲繩斷裂的事故,，曾今有一次在下降過(guò)程中,，連續(xù)斷了七根鋼絲繩,，原因就是 下降操作時(shí)，液壓鎖打開(kāi)有先后,，荷載分配不均勻,，鋼絲繩斷裂后載荷再次變化而引起連鎖反應(yīng)。松卡式液壓設(shè)備也是 同樣的原理,，在下降操作時(shí)都會(huì)出現(xiàn)載荷分配的極端不均衡,。所有這些額外的負(fù)載是 通過(guò)系統(tǒng)的安全余量來(lái)承擔(dān)的，一旦超出最大載荷,，就會(huì)有事故發(fā)生,。
選用北京昌平液壓設(shè)備廠的儲(chǔ)罐液壓提升設(shè)備，其按照新疆石油建設(shè)有限公司的要求設(shè)計(jì)的設(shè)備完全達(dá)到了上述四項(xiàng)理論要求,。
首先,，綜合考慮罐體的提升質(zhì)量、選用的脹圈強(qiáng)度,、提升間距以及每圈罐壁板的數(shù)量,，選用了單缸提升質(zhì)量2st的液壓缸，每四個(gè)液壓缸配置一個(gè)液壓泵站,，泵站采用交流電機(jī),。
在電磁換向閥兩側(cè)的油路增加了溢流閥，1號(hào)泄壓閥調(diào)節(jié)下降壓力和靜止載荷壓力,，2號(hào)泄壓閥調(diào)節(jié)上升壓力,。在上升操作時(shí)，如果局部過(guò)載,，泄壓閥2打開(kāi),，過(guò)載的液壓油通過(guò)泄壓閥2回流到油箱；在下降操作或靜止時(shí),，有系統(tǒng)過(guò)載,，泄壓閥1打開(kāi)，過(guò)載的液壓油通過(guò)泄壓閥1回流到油箱,。用這種超壓溢流的方法穩(wěn)定平衡各個(gè)液壓缸的負(fù)載,，保證每個(gè)液壓缸只承擔(dān)設(shè)定的壓力(負(fù)載)，超出設(shè)定的壓力(負(fù)載)則自動(dòng)溢流平衡,，保證系統(tǒng)安全性,。
提出了液壓頂升穩(wěn)定分析、同步分析,、控制分析,、系統(tǒng)安全分析四項(xiàng)儲(chǔ)罐液壓提升理論，并據(jù)此設(shè)計(jì)出儲(chǔ)罐倒裝法施工的液壓提升系統(tǒng)，保證了大型儲(chǔ)罐倒裝法施工的安全性,。特別是 該理論中系統(tǒng)安全分析對(duì)儲(chǔ)罐的倒裝法施工具有較大的指導(dǎo)意義,。
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