氣化裝置帶環(huán)形支撐梁的合成冷卻器吊裝工藝探討

李海杰　王志成　姜博

摘要：隨著煤化工技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展，氣化爐越來(lái)越重，吊裝難度越來(lái)越大。文章介紹了一種新的氣化爐合成氣冷卻器吊裝工藝，為后來(lái)同類(lèi)裝置設(shè)備吊裝提供了新的思路。

關(guān)鍵詞：殼牌工藝氣化爐；氣化裝置；合成氣冷卻器；支撐梁；恒力彈簧吊；吊裝工藝 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ545 文章編號(hào)：1009-2374（2015）13-0070-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.036

1 工程簡(jiǎn)介

山西潞安集團(tuán)180萬(wàn)噸/年煤制油工程是煤炭企業(yè)為企業(yè)轉(zhuǎn)型舉措而建設(shè)的。工程地點(diǎn)位于山西省襄垣縣王橋鎮(zhèn)，占地473萬(wàn)m2，總投資290億元，氣化裝置是煤制油項(xiàng)目的核心裝置。本裝置由惠生工程（中國(guó)）有限公司采用殼牌粉煤氣化專利技術(shù)設(shè)計(jì)，是目前世界上的同類(lèi)裝置中煤氣化能力最大的裝置，由四個(gè)相同單元組成。

2 合成氣冷卻器下段參數(shù)及在裝置中的位置

本裝置由于工藝需要，主體結(jié)構(gòu)最大高度為120m。42m以下部分結(jié)構(gòu)為型鋼混凝土形式，以上部分為螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)形式。氣化爐是氣化裝置的核心設(shè)備，由（氣化室、合成氣冷卻器、氣體返回室）組成，設(shè)備總重近2000t，其中合成氣冷卻器近900t（分成兩段制造、安裝）。合成氣冷卻器通過(guò)28個(gè)恒力彈簧吊架固定在標(biāo)高位于50.8m的4根支撐梁上。

合成氣冷卻器下段由于框架形式和安裝位置決定了其吊裝和安裝難度最大、技術(shù)含量最高。

合成氣冷卻器下段規(guī)格：Φ3800×33815

設(shè)備自重：520000kg

支撐梁頂標(biāo)高：▽50800mm

就位后設(shè)備頂標(biāo)高：▽63390mm

就位后設(shè)備底標(biāo)高：▽29575mm

合成氣冷卻器下段在框架中的相對(duì)位置如圖1：

圖1 合成氣冷卻器下段在結(jié)構(gòu)中的立面布置圖

3 吊裝工藝及特點(diǎn)

3.1 吊裝工藝

根據(jù)設(shè)備布置及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，惠生公司和中石化四公司（大件吊裝承包商）經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的策劃，多個(gè)方案比較，最后采用新的吊裝工藝，即：設(shè)備吊裝前，將設(shè)備與4根支撐梁組裝成整體，然后通過(guò)滑車(chē)組、恒力彈簧吊架及臨時(shí)加固，將設(shè)備和4根支撐梁剛性固定，作為一個(gè)整體一起吊裝，到達(dá)支撐梁對(duì)口位置后，將臨時(shí)加固切除，調(diào)節(jié)滑車(chē)組，將支撐梁對(duì)口，最后將合成冷卻器下段找正的吊裝工藝，完成合成冷卻器下段的吊裝。

吊車(chē)選用及吊車(chē)作業(yè)參數(shù)：

吊車(chē)型號(hào)：CC8800-1型1600t履帶吊

臂桿長(zhǎng)：SSL工況，96m

作業(yè)半徑：20m

額定載荷：772t

吊裝載荷：687t（含設(shè)備自重、4根支撐梁重量、12個(gè)恒力彈簧吊重量、4套32t滑車(chē)組重量、吊鉤及機(jī)索具重量等）

吊車(chē)負(fù)載率：89%

3.2 工藝特點(diǎn)

（1）設(shè)備與支撐其的鋼結(jié)構(gòu)一起吊裝，減少了支撐環(huán)形梁鋼結(jié)構(gòu)的高空作業(yè)量，安全性高；（2）采用倒鏈帶動(dòng)滑車(chē)組作為結(jié)構(gòu)安裝找正的調(diào)節(jié)手段，技術(shù)新穎；（3）由于支撐鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝，制造精度要求高，所以，要求在制造廠進(jìn)行預(yù)拼裝；（4）國(guó)內(nèi)其他同類(lèi)裝置合成氣冷卻器下口全部位于混凝土結(jié)構(gòu)上部，在合成氣冷卻器吊裝前，可以安裝三根支撐環(huán)梁（靠近吊車(chē)一側(cè)橫梁不安裝），待設(shè)備平移至就位位置后，再連接最后一根支撐環(huán)梁。本裝置由于設(shè)備安裝位置及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)致在設(shè)備吊裝前，不能安裝環(huán)4根支撐梁的任何一部分；（5）由于設(shè)備與支撐梁剛性固定，設(shè)備吊裝時(shí)，帶動(dòng)支撐梁及部分恒力彈簧吊一起吊裝，省去支撐梁及部分恒力彈簧吊的安裝過(guò)程；（6）本工藝的重點(diǎn)、特點(diǎn)及難點(diǎn)在于支撐梁的安裝就位。

圖2 支撐梁隨設(shè)備一起吊裝 圖3 4套32t滑車(chē)組及12個(gè)恒力彈簧吊均勻?qū)ΨQ布置圖片

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

第一，為保證設(shè)備支撐梁的安裝精度，要求4根支撐梁在結(jié)構(gòu)出廠前進(jìn)行預(yù)拼裝，符合精度要求后方許出廠，并將組裝后的相關(guān)數(shù)據(jù)反饋安裝現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)與已安裝結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比，提前采取相關(guān)措施。

第二，為減小安裝難度，與2根長(zhǎng)的支撐梁相連接的主體鋼結(jié)構(gòu)上的一側(cè)軸線橫梁上的固定連接板在設(shè)備吊裝前暫不焊接。

第三，安裝支撐設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)模塊。

第四，設(shè)備卸車(chē)橫臥，按就位后的支撐梁與裙座相對(duì)位置擺放并將4根支撐梁組裝成整體。

第五，按吊裝要求對(duì)稱安裝部分恒力彈簧吊架，如圖3所示。

第六，將4根支撐梁與設(shè)備通過(guò)圓弧板與連接鋼板在上、下（各2處）、左、右（各一處）四個(gè)方向剛性固定。

第七，在設(shè)備和環(huán)形支撐梁之間通過(guò)預(yù)先設(shè)置的、4對(duì)互成90°的吊耳，設(shè)置4套32t調(diào)節(jié)滑車(chē)組，通過(guò)倒鏈將滑車(chē)組預(yù)緊，然后封好滑車(chē)組及倒鏈，見(jiàn)圖5。

圖4 支撐梁與設(shè)備剛性固定 圖5 4套滑車(chē)組設(shè)置及設(shè)備準(zhǔn)備吊裝圖片

圖6 拆除附圖4中設(shè)備與支撐梁之間的剛性固定件 圖7 合成冷卻器下段就位狀態(tài)圖片（圖中右面設(shè)備）

第八，1600t履帶吊及400噸履帶吊按吊裝方案要求位置站位并做好吊裝準(zhǔn)備。

第九，1600t履帶吊及400噸履帶將吊裝索具拴掛在設(shè)備吊耳上，設(shè)備吊裝開(kāi)始。

第十，按正常吊裝工藝，1600t履帶吊將設(shè)備吊裝至就位（環(huán)形支撐梁上標(biāo)高50.8m處）位置。

第十一，拆除第六點(diǎn)中的臨時(shí)固定件，使支撐梁與設(shè)備脫離。

第十二，通過(guò)倒鏈調(diào)整滑車(chē)組，滑車(chē)組帶動(dòng)環(huán)形支撐梁水平度變化，將環(huán)形支撐梁調(diào)節(jié)至對(duì)口要求后，焊接第二點(diǎn)中預(yù)留的固定連接板，并將4根支撐梁與主體鋼結(jié)構(gòu)通過(guò)高強(qiáng)螺栓栓焊連接。

第十三，安裝剩余恒力彈簧吊，將設(shè)備找正后，1600t履帶吊摘鉤，拆除滑車(chē)組，吊裝完成。

5 安全要求

（1）吊裝前，在環(huán)形支撐梁上設(shè)置臨時(shí)圍欄，保證高空作業(yè)人員安全；（2）吊裝前，將環(huán)形支撐梁和設(shè)備之間的孔洞用跳板封堵，防止人員從空洞墜落；（3）高空切割臨時(shí)固定板時(shí)，應(yīng)采取措施，防止鋼板高空墜落；（4）預(yù)緊滑車(chē)組時(shí)，要求預(yù)緊力基本一致；（5）使用滑車(chē)組調(diào)整環(huán)形支撐梁位置時(shí)，嚴(yán)禁任一滑車(chē)組過(guò)分偏載；（6）調(diào)整滑車(chē)組用的倒鏈必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，不得出現(xiàn)跑鏈現(xiàn)象；（7）設(shè)備與環(huán)形支撐梁之間的臨時(shí)固定必須嚴(yán)實(shí)，固定點(diǎn)處不許出現(xiàn)縫隙，嚴(yán)禁設(shè)備在由水平狀態(tài)到垂直狀態(tài)過(guò)程中，環(huán)形支撐梁出現(xiàn)晃動(dòng)、移位現(xiàn)象；（8）其他常規(guī)吊裝及安裝安全措施。

6 經(jīng)濟(jì)效益

結(jié)合以往同類(lèi)裝置環(huán)形支撐梁鋼結(jié)構(gòu)安裝經(jīng)驗(yàn)，如果設(shè)備吊裝后安裝4根環(huán)形支撐梁和26個(gè)恒力彈簧吊，每個(gè)單元合成氣冷卻器下段吊裝完成需要8天左右時(shí)間，并且需要一臺(tái)400噸履帶吊配合安裝環(huán)形支撐梁和恒力彈簧吊。而采用此吊裝方法，每次吊裝1600t吊車(chē)僅用了3天時(shí)間，僅吊車(chē)資源一項(xiàng)就節(jié)省400t吊車(chē)8個(gè)臺(tái)班，1600t以上履帶吊車(chē)5個(gè)臺(tái)班。

按現(xiàn)場(chǎng)臺(tái)班價(jià)，1600t吊車(chē)臺(tái)班費(fèi)10萬(wàn)元，400t吊車(chē)臺(tái)班費(fèi)1.3萬(wàn)元，本工藝僅臺(tái)班費(fèi)用節(jié)省8×1.3+5×10=60.4萬(wàn)元。

本裝置共四個(gè)布置相同的單元，僅此吊裝方法一項(xiàng)，直接經(jīng)濟(jì)效益就節(jié)約吊車(chē)使用費(fèi)用240余萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

采用本工藝，加快了整體吊裝進(jìn)度，為裝置中的管廊鋼結(jié)構(gòu)盡早施工創(chuàng)造了條件，為裝置的整體盡快完工提供了保證。

作者簡(jiǎn)介：李海杰（1973-），男，河南洛陽(yáng)人，惠生工程（中國(guó)）有限公司專業(yè)工程師，吊裝工程師，一級(jí)注冊(cè)建造師，研究方向：大型工程吊裝策劃與實(shí)施。

（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint