石油化工落地式離心泵基礎規劃思考論文
摘要:闡述落地式離心泵基礎的一般設計步驟,總結此類設備基礎在設計中應注意的各種問題
關鍵詞:落地式;泵基礎;設計;
引言
石油化工行業內的離心泵基礎比較常見,根據安裝位置可分為落地式和樓面式。基礎結構形式主要可分為鋼筋混凝土塊式和框架式。泵基礎設計的要點有:基礎強度要求,基礎沉降問題,設備抗震動問題。離心泵基礎設計質量的好壞,直接影響著離心泵的安裝,運轉,使用過程。而且離心泵基礎除了承受設備本身重量和運轉時所產生的作用力和震動力之外,還要吸收和隔離由于工作時產生的振動,并有防止共振現象發生的要求。因此,設計好離心泵基礎基礎對設備的順利安裝和運行有著重要的意義,在此就以石油化工落地式離心泵基礎為例做簡單介紹。
1設計落地式離心泵基礎時,一般應先取得以下資料
1.1設備基礎的型號、轉速、功率、規格及輪廓尺寸圖等;
1.2設備機器的自重,重心及傳至基礎的各種恒、活荷載值,設備動荷載值及其作用位置和方向;
1.3基礎的初步模板圖、設備底座的外廓尺寸、基礎頂面的設計標高、地腳螺栓(或地腳螺栓孔)的位置及規格;
1.4設備基礎在生產裝置中的座標定位及鄰近建構筑物的基礎圖;
1.5建設場地的工程地質和水文地質勘察資料。
2確定基礎的形式及頂面尺寸
設備基礎形式一般采用整體現澆鋼筋混泥土塊式基礎。通常泵基礎的頂面尺寸的確定則主要根據“設備底座的外廓尺寸”和“地腳螺栓(或地腳螺栓孔)的位置及規格”兩點共同確定。
1)根據設備底座的外廓尺寸,為避免基礎邊緣混凝土不受集中力影響以及保證設備運行的穩定,設備底座邊緣至基礎頂面邊緣的距離不宜小于100mm。
2)地腳螺栓分直接埋入式(直埋)和預留孔埋置(預埋)2種。根據規定,螺栓直埋時,其中心線至基礎邊緣距離不應小于4d,且不應小于100mm(注:d為螺栓直徑,且d>20時不應小于150mm)和錨板寬度一半加50mm;螺栓預埋時,預留孔邊至基礎邊緣距離不應小于100mm。
3確定基礎的埋深及底面尺寸
3.1離心泵基礎底面平均壓力值,應符合下式要求:Pk≤ηfaPk——相應于荷載效應標準組合時,基礎底面處的.平均靜壓力值,kN/m2;η——地基承載力的動力修正系數,一般可取0.8;fa——修正后地基承載力特征值,按GB50007的規定采用,
3.2基組(包括機器、基礎和基礎上回填土)的總重心與基礎底面形心宜位于同一垂直直線上,如果偏心不可避免時,偏心距與基底邊長(平行于偏心方向)的比值,應符合下列要求:
1)當地基承載力特征值小于或等于150kPa時,不應大于3%;
2)當地基承載力特征值大于150kPa時,不應大于5%。
3.3考慮到動設備的動力特性,基礎質量應大于設備質量的3~5倍。根據上述3點可基本確定基礎的埋深及底面尺寸。
4基組總重心及動力計算
4.1基組總重心,應按下列公式計算:x0=∑i=1nmi?xi∑inmiy0=∑i=1nmi?yi∑inmiz0=∑i=1nmi?zi∑inmix0——基組總重心的橫坐標,m;xi——分別為基礎、電機及泵的重心橫坐標,m;y0——基組總重心的縱坐標,m;yi——分別為基礎、電機及泵的重心縱坐標,m;z0——基組總重心的豎向坐標,m;zi——分別為基礎、電機及泵的重心豎向坐標,m;mi——基礎、電機、泵及附件的質量,kg。
4.2當地基承載力特征值不小于80kPa、電機功率不大于560kW且離心泵基礎的質量不小于機器質量三倍時,可不做動力計算。
4.3當基礎需作動力計算時,基礎的允許振幅,應符合下表規定。基礎的允許振幅[A]轉速,r/mim1000≥n>750750>n≥500n<500[A],mm0.080.120.16(當n>1000r/min時,允許振幅[A]可根據制造廠要求確定,或取0.08mm)
4.4當基礎需作動力計算時,基礎的最大振動速度不應大于6.3mm/s。
4.5基礎的振動線位移、最大振動速度,應按GB50040的規定計算。
5基礎的構造要求
5.1設備基礎一般為無筋整體現澆混凝土基礎,素混凝土的強度等級不得低于C15,鋼筋混凝土的混凝土不得低C20,墊層一般采用C15,以上取值還應根據環境類別等滿足國家設計規范的要求。
5.2在凍土地區,建在室外的泵基礎的地基,應采取防凍脹措施。
5.3基礎防腐。設備基礎應根據腐蝕性介質的情況采取必要的防腐措施,一般情況下,可以采取刷冷底子油或環氧煤瀝青等方式,可靈活選擇。
5.4基礎頂面的二次澆灌層,厚度宜為30mm~50mm,材料宜采用高強無收縮二次灌漿料。當采用高強無收縮二次灌漿料時,其強度不宜低于:1天為20MPa,3天為40MPa,28天為50MPa,并具有較好的流動性。當采用細石混凝土時,其強度等級應比基礎混凝土強度等級提高一級。
5.5自制地腳螺栓下端宜采用直鉤型式,直鉤長度不應小于地腳螺栓直徑的4倍;埋置深度L不應小于地腳螺栓直徑的20倍,且不應小于300mm。
5.6基礎的地腳螺栓的材質除有特殊要求外,應采用未經加工的Q235-B鋼。
5.7地腳螺栓預留孔底至基礎底面的距離,不應小于100mm;地腳螺栓底端至預留孔底的距離,不應小于50mm。
6結論
綜上所述,設備基礎需要考慮多方面的因素,而最終確定一個比較合理經濟的方案,此外,設備基礎的設計還應考慮基礎的不均勻沉降,設備振動比較大時,還應做詳細的動力計算,在此不做詳述,可參照相關規范進行動力設計。
參考文獻:
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[2]GB50040-1996,動力設備基礎設計規范[S]
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