石油化工落地式離心泵基礎(chǔ)規(guī)劃思考
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摘要：闡述落地式離心泵基礎(chǔ)的一般設(shè)計(jì)步驟，總結(jié)此類設(shè)備基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的各種問題
關(guān)鍵詞：落地式；泵基礎(chǔ)；設(shè)計(jì)；
引言
石油化工行業(yè)內(nèi)的離心泵基礎(chǔ)比較常見，根據(jù)安裝位置可分為落地式和樓面式。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式主要可分為鋼筋混凝土塊式和框架式。泵基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)有：基礎(chǔ)強(qiáng)度要求，基礎(chǔ)沉降問題，設(shè)備抗震動(dòng)問題。離心泵基礎(chǔ)設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接影響著離心泵的安裝，運(yùn)轉(zhuǎn)，使用過程。而且離心泵基礎(chǔ)除了承受設(shè)備本身重量和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的作用力和震動(dòng)力之外，還要吸收和隔離由于工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，并有防止共振現(xiàn)象發(fā)生的要求。因此，設(shè)計(jì)好離心泵基礎(chǔ)基礎(chǔ)對設(shè)備的順利安裝和運(yùn)行有著重要的意義，在此就以石油化工落地式離心泵基礎(chǔ)為例做簡單介紹。
1設(shè)計(jì)落地式離心泵基礎(chǔ)時(shí)，一般應(yīng)先取得以下資料
1.1設(shè)備基礎(chǔ)的型號(hào)、轉(zhuǎn)速、功率、規(guī)格及輪廓尺寸圖等；
1.2設(shè)備機(jī)器的自重，重心及傳至基礎(chǔ)的各種恒、活荷載值，設(shè)備動(dòng)荷載值及其作用位置和方向；
1.3基礎(chǔ)的初步模板圖、設(shè)備底座的外廓尺寸、基礎(chǔ)頂面的設(shè)計(jì)標(biāo)高、地腳螺栓(或地腳螺栓孔)的位置及規(guī)格；
1.4設(shè)備基礎(chǔ)在生產(chǎn)裝置中的座標(biāo)定位及鄰近建構(gòu)筑物的基礎(chǔ)圖；
1.5建設(shè)場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察資料。
2確定基礎(chǔ)的形式及頂面尺寸
設(shè)備基礎(chǔ)形式一般采用整體現(xiàn)澆鋼筋混泥土塊式基礎(chǔ)。通常泵基礎(chǔ)的頂面尺寸的確定則主要根據(jù)“設(shè)備底座的外廓尺寸”和“地腳螺栓(或地腳螺栓孔)的位置及規(guī)格”兩點(diǎn)共同確定。
1)根據(jù)設(shè)備底座的外廓尺寸,為避免基礎(chǔ)邊緣混凝土不受集中力影響以及保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定,設(shè)備底座邊緣至基礎(chǔ)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(yù)留孔埋置(預(yù)埋)2種。根據(jù)規(guī)定,螺栓直埋時(shí),其中心線至基礎(chǔ)邊緣距離不應(yīng)小于4d,且不應(yīng)小于100mm(注:d為螺栓直徑,且d>20時(shí)不應(yīng)小于150mm)和錨板寬度一半加50mm;螺栓預(yù)埋時(shí),預(yù)留孔邊至基礎(chǔ)邊緣距離不應(yīng)小于100mm。
3確定基礎(chǔ)的埋深及底面尺寸
3.1離心泵基礎(chǔ)底面平均壓力值，應(yīng)符合下式要求:Pk≤ηfaPk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均靜壓力值，kN/m2；η——地基承載力的動(dòng)力修正系數(shù)，一般可取0.8；fa——修正后地基承載力特征值，按GB50007的規(guī)定采用，
3.2基組(包括機(jī)器、基礎(chǔ)和基礎(chǔ)上回填土)的總重心與基礎(chǔ)底面形心宜位于同一垂直直線上，如果偏心不可避免時(shí)，偏心距與基底邊長(平行于偏心方向)的比值，應(yīng)符合下列要求:
1)當(dāng)?shù)鼗休d力特征值小于或等于150kPa時(shí)，不應(yīng)大于3%；
2）當(dāng)?shù)鼗休d力特征值大于150kPa時(shí)，不應(yīng)大于5%。
3.3考慮到動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力特性，基礎(chǔ)質(zhì)量應(yīng)大于設(shè)備質(zhì)量的3~5倍。根據(jù)上述3點(diǎn)可基本確定基礎(chǔ)的埋深及底面尺寸。
4基組總重心及動(dòng)力計(jì)算
4.1基組總重心，應(yīng)按下列公式計(jì)算:x0=∑i=1nmi?xi∑inmiy0=∑i=1nmi?yi∑inmiz0=∑i=1nmi?zi∑inmix0——基組總重心的橫坐標(biāo)，m；xi——分別為基礎(chǔ)、電機(jī)及泵的重心橫坐標(biāo)，m；y0——基組總重心的縱坐標(biāo)，m；yi——分別為基礎(chǔ)、電機(jī)及泵的重心縱坐標(biāo)，m；z0——基組總重心的豎向坐標(biāo)，m；zi——分別為基礎(chǔ)、電機(jī)及泵的重心豎向坐標(biāo)，m；mi——基礎(chǔ)、電機(jī)、泵及附件的質(zhì)量，kg。
4.2當(dāng)?shù)鼗休d力特征值不小于80kPa、電機(jī)功率不大于560kW且離心泵基礎(chǔ)的質(zhì)量不小于機(jī)器質(zhì)量三倍時(shí)，可不做動(dòng)力計(jì)算。
4.3當(dāng)基礎(chǔ)需作動(dòng)力計(jì)算時(shí)，基礎(chǔ)的允許振幅，應(yīng)符合下表規(guī)定?；A(chǔ)的允許振幅[A]轉(zhuǎn)速，r/mim1000≥n＞750750＞n≥500n＜500[A],mm0.080.120.16(當(dāng)n>1000r/min時(shí)，允許振幅[A]可根據(jù)制造廠要求確定，或取0.08mm)
4.4當(dāng)基礎(chǔ)需作動(dòng)力計(jì)算時(shí)，基礎(chǔ)的最大振動(dòng)速度不應(yīng)大于6.3mm/s。
4.5基礎(chǔ)的振動(dòng)線位移、最大振動(dòng)速度，應(yīng)按GB50040的規(guī)定計(jì)算。
5基礎(chǔ)的構(gòu)造要求
5.1設(shè)備基礎(chǔ)一般為無筋整體現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)，素混凝土的強(qiáng)度等級(jí)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(yīng)根據(jù)環(huán)境類別等滿足國家設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。
5.2在凍土地區(qū)，建在室外的泵基礎(chǔ)的地基，應(yīng)采取防凍脹措施。
5.3基礎(chǔ)防腐。設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)腐蝕性介質(zhì)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(huán)氧煤瀝青等方式，可靈活選擇。
5.4基礎(chǔ)頂面的二次澆灌層，厚度宜為30mm~50mm，材料宜采用高強(qiáng)無收縮二次灌漿料。當(dāng)采用高強(qiáng)無收縮二次灌漿料時(shí)，其強(qiáng)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(dòng)性。當(dāng)采用細(xì)石混凝土?xí)r，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)比基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)。
5.5自制地腳螺栓下端宜采用直鉤型式，直鉤長度不應(yīng)小于地腳螺栓直徑的4倍；埋置深度L不應(yīng)小于地腳螺栓直徑的20倍，且不應(yīng)小于300mm。
5.6基礎(chǔ)的地腳螺栓的材質(zhì)除有特殊要求外，應(yīng)采用未經(jīng)加工的Q235-B鋼。
5.7地腳螺栓預(yù)留孔底至基礎(chǔ)底面的距離，不應(yīng)小于100mm；地腳螺栓底端至預(yù)留孔底的距離，不應(yīng)小于50mm。
6結(jié)論
綜上所述，設(shè)備基礎(chǔ)需要考慮多方面的因素，而最終確定一個(gè)比較合理經(jīng)濟(jì)的方案，此外，設(shè)備基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮基礎(chǔ)的不均勻沉降，設(shè)備振動(dòng)比較大時(shí)，還應(yīng)做詳細(xì)的動(dòng)力計(jì)算，在此不做詳述，可參照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行動(dòng)力設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]SHT3057-2007，石油化工落地式離心泵基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
[2]GB50040-1996，動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
[3]韓立平，常見機(jī)泵類設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)簡介，純堿工業(yè)，2008
作者:趙凱 單位:鎮(zhèn)海石化工程股份有限公司
