海外水泥EPC项目机电设备安装中的两个问题探讨

工艺装备

刘爽,等:海外水泥EPC项目机电设备安装中的两个问题探讨

中图分类号:TQ172.6

海外水泥EPC项目机电设备安装中的

两个问题探讨

刘爽，陈萌，薛维杰(北京凯盛建材工程有限公司，北京1〇〇〇24)

文献标志码:B 文章编号:1007-0389(2018)01-36-03【DOI】10.13697/j.cnki.32-1449/tu.2018.01.(U3

摘要：国际水泥工程EPC项目受诸多因素影响，存在诸多的风险，本文将结合我公司阿尔及利亚项目实际案例，论述在该项 目机械设备安装工程中遇到垫铁设计和灌浆方案选择两个方面容易出现的问题，提出了基于国家标准的解决方法。关键词：水泥工程;EPC;设备安装;垫铁;灌浆;机电设备

Discussion on two problems in equipment installation in overseas cement EPC project

Liu Shu an g, Chen Meng, Xue Weijie(Beijing Kasen Building Materials Engineering Co., Ltd., Beijing, 100024 China)Abstract： International cement engineering project EPC is influenced by many factors and there are many risks. The paper combines the actual case of Algeria project of our company, discusses the problems in the two aspects of iron pad design and grouting scheme choose in equipment installation, and puts forward the solving method based on the national standard.Key words： cement engineering; EPC; equipment installation; iron pad; grouting; mechanical—electrical equipment

0

前言

近年来，随着国内水泥市场日趋饱和，在建水泥 项目逐渐减少，因此水泥项目的市场已经转向东欧、 中东、非洲、拉美等发展中地区。随着一带一路机遇 的到来，以中国建材集团为代表的水泥龙头企业走

能有效承担设备载荷，会加剧基础的破坏或者直接 损坏基础。出现问题后处理起来难度较大，周期长。例如，某项目回转窑厂家提供的机座斜垫铁尺

寸为14070，平塾铁尺寸16085,此

mmxmmmmxmm

垫铁面积明显小于经验值。

根据垫铁面积计算公式[2]:

EPC项目的建

设。我公司阿尔及利亚项目为3200t/d熟料生产线

出国门，积极参与海外水泥生产线的

项目，建设地点位于阿国南部阿德拉尔省，处于沙哈 拉沙漠地带，气候条件恶劣,对于该工程项目

A = CD^^

式中

(1)

EPC

的运作远比常规国内、外水泥工程项目的运作复 杂。自然环境、政治、文化、制度、技术规范的差异、 物资匮乏等任一因素的变化都有可能给项目带来巨 大的风险。因此^士项目的安装调试工作提出了更 高的要求。本文结合我公司阿国项目实际案例，介 绍在该项目机械设备安装工程中遇到的垫铁设计和 灌浆方案选择问题和解决方法。1

垫铁的设计

在水泥厂的设备安装中，通常对于垫铁的数量、 安放位置、垫铁与设备底座、垫铁与垫铁、垫铁与混 凝土之间的接触情况较为关注，而对于单块垫铁面 积和总垫铁面积是否达到要求，则关注较少[1]。一 方面因为垫铁一般由设备厂家或安装公司提供，按 经验配备;另一方面根据公式计算垫铁面积涉及到 设备载荷、混凝土抗压强度，螺栓许用压力，安全系 数等参数，单一专业知识无法计算出合理的结果。 但是一旦垫铁选用不合理，就会导致设备运行时不

-36-

D—垫铁工作面积换算系数，等于

垫铁面积与垫铁受力面积之比，应取:D=1/7=1.43;

般采用1.5~3.0;

兑一由于设备等的重量加在该组垫铁上的负荷 (); 2_由地脚螺栓拧紧所分布在该组垫铁上的 压力，可以取螺栓的需用拉力，; ?—基础或者地 坪混凝土的抗压强度，可采用混凝土的设计标号，对 于设置在混凝土上的砂墩，应采用砂墩混凝土的标 号,。本项目采用的三档回转窑，所以计算时选

:A

—

垫铁上表面面积，2; 安全系数

—

mmC

，一

NQ

Ni

MPa

取载荷最大的中档取值计算，这样计算结果可以保 证应用于一档和三档，另外在定制垫铁过程中可以 统一规格，方便加工制作；回转窑为重载设备，本项 目安全系数选用3.0;带人公式（1)计算：

A - 3 x 1,43 x 3 550 000 + 4 560 000 ^ 1158 571mm2

中档基础上承担载荷的地脚螺栓共8组，因此 考虑设置16组垫铁，可以计算出每组垫铁的面积：

lb

因为a >9800mm2=140mmx70mm;确认厂家提供

a=4=11518K571^ 72 410mm2

lb

本鉍立與―年第1期

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■

的垫铁不能满足工程需要，根据计算结果和通行经 验，斜垫铁的上表面长是宽的2倍。计算得出垫铁 上表面尺寸为380

表1地脚螺栓的许用应力(静荷载)计算表

mmx 190 mm。

mm,经复核上

mmx

根据国标《建材工业设备安装工程施工及验收 规范 50561—2010),要求机座底下的平垫铁

》(GBT

re

M6-M16M30-M60M16-M30材料

5〜44-2.52.5-2碳素钢

5-3.4合金钢5.7^54~3

许用应力[ff ]= ffs/ra,<7s为材料的屈服_极限，MPa; n为安全系

安全系数

数

或斜垫铁露出机座外长度应为10~30

mm。垫铁表面尺寸确认后，其他加工要求依照《建

材工业设备安装工程施工及验收规范》（GBT

50561—2010)相关规定执行。

综上所述，设备厂家提供的垫铁是偏小的，如果 未经复核直接使用，将给项目带来巨大的风险;而如 果不经计算尽可能采用较大的垫铁，会造成不必要 的材料浪费，增加不必要项目的投资。所以只有合 理的选用设备垫铁，才能平稳、顺畅的将设备载荷 (设备自重、工作载荷、螺栓紧固力等)均勻的传递到 基础上去，既保证设备的稳定运行，设备基础的坚固 耐用，同时又能兼顾项目的经济效益。

在行业规范《水泥机械设备安装工程施工及验 收规范

述结果满足要求。最终确认本项目斜垫铁上表面尺 寸:380 190 ,平垫铁底面尺寸:400 200

mmxmm

在水泥行业机械设备安装工程中，设备与基础 的固定形式有很多种，其中一种最为常见的方式是 在混凝土基础上预留螺栓孔,通过埋植地脚螺栓方 式进行设备安装。下文所述的灌浆为图1中的第二 次灌浆和第三次灌浆。水泥行业机械设备安装过程 中通常采用的灌浆材料有高强无收缩灌浆料(水泥 基)和碎石微膨胀混凝土两种方案。高强无收缩水 泥基灌浆料方案是在国内水泥行业机械设备安装过 程中采用最多的方案，其具有短期高强度、自流性 好、微膨胀、受温度影响较小，耐久性强，且施工简单 的优点。但是在本项目中，当地灌浆料存在供应量 不足，质量不稳定，供货周期长，价格高昂等问题，一 定程度上的制约了项目的进展。

根据某项目设计资料统计，二次灌浆量需求量 约125 3,折合灌浆料约2751;项目总灌浆料需求量

》(JCJ 03—1990)中，要求垫铁组伸人设备底

GBT

m

座底面的长度应超过地脚螺栓预留孔，通过对项目 案例中垫铁的计算和设计进行对比，这与《建材工业 设备安装工程施工及验收规范》(50561—2010) 相关规定并不冲突，因为现阶段机械及工艺设计，基 本可以保证设备底座大于地脚螺栓的预留孔，所以 只要垫铁露出机座外长度达到10~30

mm,即可以保

证垫铁组伸入设备底座底面的长度超过地脚螺栓预 留孔。另外，如果在计算过程中无法直接获取公式 中

Q2 (螺栓的许用拉力），可以根据地脚螺栓的规

格型号和材料(或机械性能等级)来计算得出。公式 如下：

式中

：ff —许用应力,N; d —螺栓直径，mm;如材料 为Q235的M30-80螺栓，查五金手册可知Q235碳素 钢屈服强度为235 MPa,则许用应力就等于屈服强 MPa。如螺栓机械性能等级 为4.6,则表示螺栓材质公称抗拉强度达400 MPa

x

MPa级，即

=240

约合500左右。当地一家知名品牌的灌浆料供应 商，每周仅能提供约301灌浆料，仅二次灌浆需要的 材料，供货周期就需要约两个月，不能满足项目需 求。为保证项目顺利实施，将灌浆部分进行了分类 和统计，并对不同种类灌浆制定了不同的方案。

灌浆方案材料选用见表2,灌浆分类如下：

(1)

t

度除以许用应力安全系数。地脚螺栓许用安全系数 见表1。

即<7=235/2.5=94

A类:具有设备载荷较大，抗震动性能要求

级，螺栓材质的屈强比值为0.6，螺栓材质的公称屈 服强度达4000.6=240 2

灌浆方案的选择

本

鉍

高，运行速度高，安装精度要求高，灌浆后后续工作 较多等特点中的一个或者多个特点(破碎机、立磨、 回转窑、辊压机、水泥磨等)。

年第1期

-37-

MPa〇

■

A类B类C类

种类

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表2

二次灌浆

高强无收缩灌浆料

高强无收缩灌浆料或强度高于基础混凝土 一个标号、具备微膨胀性的细碎石混凝土账性的细碎石混凝土

灌浆方案材料选用表

备注

三次灌浆

高强无收缩灌浆料或设备基础同一标号碎石混凝土设备基础同一标号碎石混凝土

强度高于基础混凝土一个标号、具备微膨设备基础同一标号碎石混凝土或强度高于基础混凝浇注需分段施工，保

土一个标号、具备微膨胀性的细碎石混凝土

证洗注的连续性。

D类高强无收缩灌浆料高强无收缩灌浆料

(1)在项目实施灌浆过程中，当设计无特殊要求时，二次灌浆顶面低于基础面20~30mm; (2)采用高强无收缩灌浆料时,灌浆过 程中严禁振捣，可适当插捣[4];⑶采用（细)碎石混凝土时，灌浆需捣固密实。

(2) 类:具有设备载荷较轻，抗震性能要求低， 运行速度低，安装精度要求普通，灌浆后后续工作少 等特点中的多个特点(风机、板喂机、提升机、钢结构 基础等)。

(3) 类:现场调整基础设计方案而增加的灌浆

B

3

结语

通过阿尔及利亚项目机电设备安装过程中的不 断探索研究，掌握了垫铁设计和灌浆方案选择的方 法，积累了相关的工程经验，为整个工程顺利投产奠 定了坚实的基础。同时，在海外水泥项目中，

C

量(设备行走轨道)。

(4) 类：由于不可预见原因导致增加的灌浆

D

EPC

需要灵活、合理的选择施工方案，才能既能保证工程 的质量，又能缩短项目建设工期，并降低项目的建设 成本。

参考文献

料(施工大于设计的预留孔，局部施工不合格需要补 强的基础，基础标高过髙导致三次灌浆无法采用混 凝土施工，设计遗漏等)。

根据上述的灌浆方案，不仅大大的降低了项目 对高强度无收缩灌浆料的需求量，也缓解了灌浆料 供货周期的紧张对项目产生的影响。既使施工质量 得到了保证，又使项目资源得到了合理的分配，施工 计划更为紧凑，前后工序衔接更为顺畅;而且，仅灌 浆方案，就为项目节约采购成本30余万元。

[1] 刘明红.设备安装中垫铁面积的计算经验[J].水泥，2008,

10.

C

设备基础灌浆是设备安装的一个重要环节，灌 浆的质量直接关系到设备安装的最终质量。高强无 收缩灌浆料凭借自身的性能特点，是二次灌浆较好 的材料选择，同时(细)碎石(微膨胀)混凝土也可适 当选用的。

[2] GBT 50561—2010,建材工业设备安装工程施工及验收规

范[S]_

[3] JCJ 03—1990,水泥机械设备安装工程施工及验收规范[S].[4] 李忠，左巍巍.高强无收缩水泥基灌浆料在核电设备安 装中的应用[J].核动力工程,2011(4).

(编辑:刘翠荣）(收稿日期:2017-10-12}

(上接第35页）

厚的修圆修磨处理使问题得到解决，设备稳定正常 运转。通过第五次检查结果也可看出，齿侧和齿顶 隙存在较小的偏差并不一•定会引起振动和异响，只 会对后期运行齿圈磨损造成影响。

煤磨在试车中遇到的问题为例，详细介绍了其排查 过程并最终解决该问题。由于引起该问题的原因多 种多样，因此需要详细观察，由主到次进行逐步排 查，最终确定原因才易处理。

参考文献

4

小结

齿圈振动和噪音是边沿传动煤磨试车和运行过 程中较常遇见的问题，设计、制造、安装、试车、生产 过程中的不当均可能引起，本文以某现场边缘传动

[1]江旭昌.管磨机[M].北京：中国建材工业出版社，1992.

(编辑:刘翠荣)(收稿日期:2017-11-02}

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