潞安煤制油項(xiàng)目煤氣化裝置大件吊裝策劃及實(shí)施

王志成，李海杰，閆世忠，余保志，沈林洪惠生工程（中國(guó)）有限公司，上海201210

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潞安煤制油項(xiàng)目煤氣化裝置大件吊裝策劃及實(shí)施

王志成，李海杰，閆世忠，余保志，沈林洪
惠生工程（中國(guó)）有限公司，上海201210

摘要：潞安煤制油項(xiàng)目的氣化裝置是目前世界上氣化能力最大的裝置，超大型設(shè)備多，鋼結(jié)構(gòu)量大，場(chǎng)地布置狹小，吊裝作業(yè)難度大，因此科學(xué)、合理的吊裝策劃、作業(yè)是成功進(jìn)行吊裝的關(guān)鍵。在論述了吊裝工程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，介紹了包括吊車配置、設(shè)備吊裝、鋼結(jié)構(gòu)模塊化吊裝、施工總平面布置、施工工序安排等的整體吊裝策劃；闡明了合成氣冷卻器下段與鋼結(jié)構(gòu)一起吊裝、氣體返回室+導(dǎo)管段的兩次翻轉(zhuǎn)作業(yè)、排渣罐吊裝等的涉及關(guān)鍵設(shè)備的吊裝策劃。該項(xiàng)目經(jīng)過180 d的吊裝作業(yè)，已成功地按照施工作業(yè)計(jì)劃和安全要求，完成了所有大件設(shè)備的吊裝。

關(guān)鍵詞：煤氣化裝置；大件吊裝；吊裝策劃

潞安煤制油項(xiàng)目中的氣化裝置設(shè)置了4套投煤量3 000 t/d煤粉氣化裝置，采用殼牌粉煤氣化工藝（SCGP），生產(chǎn)的粗合成氣（H2+ CO）產(chǎn)量約為75萬m3/h，是目前世界上規(guī)模最大的氣化裝置，項(xiàng)目占地340hm2，項(xiàng)目總投資220億元。

1　工程特點(diǎn)

（1）高。本裝置中混凝土框架高度42 m，鋼結(jié)構(gòu)高度為國(guó)內(nèi)同類裝置中最高的，鋼結(jié)構(gòu)安裝后最大高度為123 m，設(shè)備就位后最高標(biāo)高為130 m。

（2）大。本裝置煤氣化投煤能力為3 000 t/d，為世界上同類裝置中轉(zhuǎn)化能力最大的。

（3）重。裝置中的單臺(tái)氣化爐質(zhì)量近2 000 t，單個(gè)系列鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量近8 000 t，100 t以上的設(shè)備20臺(tái)（其中質(zhì)量在300 t以上的設(shè)備5臺(tái)），設(shè)備總質(zhì)量約5 500 t。

（4）小。本裝置占地面積7.13萬m2，有設(shè)備835臺(tái)，其中非標(biāo)設(shè)備43臺(tái)，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量3.3萬t，工藝管道163 km。裝置區(qū)域內(nèi)僅有空地2.5萬m2，其中吊裝能力280 t以上的8臺(tái)履帶吊車作業(yè)區(qū)域占1萬m2，僅剩余約1.5萬m2的空間作為設(shè)備、結(jié)構(gòu)、管道的擺放及周轉(zhuǎn)場(chǎng)地，以及作為部分非標(biāo)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)組焊場(chǎng)地、施工通道等，施工場(chǎng)地狹小。

（5）緊。按照正常施工程序，參照以往同類裝置的工程量及難度，確定本裝置的合理施工工期為36個(gè)月左右，但本裝置的合同施工工期為28個(gè)月，任務(wù)量大，工期緊。

2　吊裝策劃

2.1吊車配置策劃

根據(jù)裝置中關(guān)鍵設(shè)備（高壓飛回過濾器、氣化爐及鋼結(jié)構(gòu)）參數(shù)、安裝位置及現(xiàn)場(chǎng)平面布置，確定大件吊裝時(shí)需要一臺(tái)1 600 t（或以上噸位）履帶吊吊車作為主吊吊車，其他吊車配合。結(jié)合安裝標(biāo)段劃分及大件吊裝工程量和施工作業(yè)計(jì)劃，確定對(duì)于整個(gè)裝置必須配置如下的大型吊車：

（1）配置1臺(tái)1 600 t履帶吊，主要用于大件設(shè)備、結(jié)構(gòu)吊裝。

（2）配置2臺(tái)400 t履帶吊，主要用于氣化爐卸車配合、溜尾、小型設(shè)備吊裝及高空鋼結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)平臺(tái)完善。

（3）配置4臺(tái)280 t履帶吊，主要用于鋼結(jié)構(gòu)模塊組裝及高空鋼結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)平臺(tái)完善。

2.2設(shè)備吊裝策劃

（1）根據(jù)1 600 t吊車的吊裝能力及設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式，氣化爐分為4段吊裝，其余靜設(shè)備整體吊裝。

（2）根據(jù)運(yùn)輸條件的限制，煤粉袋式過濾器及粉煤過濾器均分為2段吊裝。

2.3鋼結(jié)構(gòu)吊裝策劃

根據(jù)方案策劃中吊車的吊裝能力，對(duì)于42～123 m之間的鋼結(jié)構(gòu)共分為13個(gè)模塊進(jìn)行吊裝，鋼結(jié)構(gòu)模塊分段見圖1。

2.4施工總平面策劃

（1）土建施工預(yù)留策劃。由于裝置布置緊湊，空間狹小，在大件吊裝作業(yè)時(shí)主管廊區(qū)域位于吊車作業(yè)影響范圍內(nèi)，所以在大件設(shè)備吊裝結(jié)束前，除變電所及機(jī)柜間以外，氣化框架以北所有主管廊管架的基礎(chǔ)不得超出地面，所有地下坑洞暫不施工。

（2）模塊預(yù)制位置、材料堆放區(qū)域及施工通道策劃。由于裝置內(nèi)主管廊的鋼結(jié)構(gòu)影響大件的吊裝作業(yè)而暫緩施工，所以框架東側(cè)位置及主管廊區(qū)域部分可以作為鋼結(jié)構(gòu)模塊預(yù)制組裝區(qū)域及鋼結(jié)構(gòu)材料周轉(zhuǎn)場(chǎng)地，結(jié)合吊車吊裝能力和吊車外形參數(shù)，模塊預(yù)制位置、材料堆放區(qū)域及施工通道策劃見圖2。

3　關(guān)鍵設(shè)備吊裝策劃

3.1合成氣冷卻器下段吊裝策劃

合成氣冷卻器下段立面安裝位置見圖3。

合成氣冷卻器下部（V- 1302）設(shè)備的吊裝需要穿越42 m層及34 m層的混凝土框架。由于合成氣冷卻器裙座環(huán)是吊掛在50.8 m層的箱型梁上的，設(shè)備裙座外緣尺寸大于箱環(huán)型梁中間孔尺寸，且設(shè)備位于箱型環(huán)梁下部的長(zhǎng)度大于箱型環(huán)梁與混凝土框架最高點(diǎn)（標(biāo)高42 m）之間的空間高度，所以如果設(shè)備與箱型環(huán)梁分開吊裝，則該箱型梁在合成氣冷卻器下段吊裝前不可預(yù)先安裝。為減少高空組對(duì)的工程量，提高工作效率，吊裝前應(yīng)將該箱型梁固定在合成氣冷卻器下部的設(shè)備本體上，使設(shè)備與箱型環(huán)梁一起吊裝。

圖1　鋼結(jié)構(gòu)模塊分段示意

吊裝前，將設(shè)備按照吊裝要求的位置擺放、墊高后，安裝支撐設(shè)備的箱型環(huán)梁，通過滑車組、恒力彈簧吊架及臨時(shí)加固措施來臨時(shí)固定設(shè)備與箱型環(huán)梁，吊裝時(shí)將設(shè)備與箱型環(huán)梁一起吊裝。

3.2氣體返回室+導(dǎo)管段吊裝

氣體返回室+導(dǎo)管段的結(jié)構(gòu)形式見圖4。當(dāng)氣體返回室+導(dǎo)管段運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，設(shè)備處于水平狀態(tài)，吊裝時(shí)設(shè)備需要進(jìn)行兩次翻轉(zhuǎn)作業(yè)后，才能將其調(diào)整為最終吊裝狀態(tài)，然后才能拴掛吊裝索具，正式吊裝。

（1）第一次翻轉(zhuǎn)作業(yè)。氣體返回室+導(dǎo)管段運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，按照要求放置在2個(gè)300 t托輥和一個(gè)臨時(shí)支座上，然后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)作業(yè)。首先，將280 t履帶吊吊鉤上的索具兜在導(dǎo)管段的底部準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)，見圖5 （a）；然后，起升280 t履帶吊吊鉤，使導(dǎo)管段以返回室的中心線為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，待返回室中心線與導(dǎo)管段中心線在同一垂直面上時(shí)，280 t履帶吊吊鉤停止起升，第一次翻轉(zhuǎn)過程結(jié)束，見圖5（b）。

圖2　施工總平面布置示意

圖3　合成氣冷卻器下段立面安裝位置示意

圖4　氣體返回室+導(dǎo)管段的吊裝

圖5　氣體返回室+導(dǎo)管段第一次翻轉(zhuǎn)過程示意

（2）第二次翻轉(zhuǎn)作業(yè)。第一次翻轉(zhuǎn)作業(yè)完成后，調(diào)整280 t履帶吊車的索具位置，將其拴掛在預(yù)先設(shè)置在導(dǎo)管段靠近下口位置處的板式吊耳上；同時(shí)，拴掛好主吊吊車（1 600 t履帶吊）的吊裝索具：一套索具通過平衡梁拴掛在預(yù)先設(shè)置在返回室上的兩個(gè)管式吊耳上，一套調(diào)整索具直接與吊鉤和預(yù)先設(shè)置在管道下口位置處的板式吊耳連接，然后開始第二次翻轉(zhuǎn)作業(yè)。

首先，兩臺(tái)吊車同時(shí)起升吊鉤，將設(shè)備抬離托輥位置，見圖6（a）；然后，停止起升280 t吊車吊鉤，繼續(xù)起升1 600 t吊車吊鉤，并保證設(shè)備不碰地面，然后280 t吊車回落，直至280 t吊車不再受力，若此時(shí)設(shè)備兩下口基本處于水平，且調(diào)整索具處于完全受力狀態(tài)，則翻轉(zhuǎn)作業(yè)結(jié)束，可以吊裝就位，見圖6（b）。

圖6　氣體返回室+導(dǎo)管段第二次翻轉(zhuǎn)過程示意

第二次翻轉(zhuǎn)作業(yè)的重點(diǎn)在于控制調(diào)整索具的長(zhǎng)度，如果不能通過Auto CAD作圖量出索具的準(zhǔn)確尺寸，就需要通過設(shè)置一套120 t滑車組調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)作業(yè)后的設(shè)備下口水平狀態(tài)。

4.3排渣罐的吊裝策劃

排渣罐（V- 1402）在裝置中的位置見圖7。

圖7　排渣罐安裝位置立面示意

根據(jù)設(shè)備在裝置中的位置及框架的結(jié)構(gòu)形式可以斷定，在型鋼混凝土框架整體施工結(jié)束后，按照正常的吊裝方式，設(shè)備自上而下穿入就位吊裝是不可能的。因此，設(shè)備吊裝需采用其他的形式。

本方案采用不預(yù)留側(cè)面橫梁的斜穿方案完成設(shè)備吊裝，即設(shè)備在標(biāo)高34 m層與24 m層之間的空間位置，讓設(shè)備下錐體首先進(jìn)入標(biāo)高24 m層的空洞，然后在吊車及設(shè)置的機(jī)索具的配合下，讓設(shè)備完全直立就位的方案。吊裝過程示意見圖8，并敘述如下。

圖8　排渣罐吊裝過程示意

（1）利用400 t履帶吊將設(shè)備水平吊至標(biāo)高34 m層與24 m層之間的空間位置。

（2）摘掉400 t吊車吊鉤，把預(yù)先設(shè)置在底部標(biāo)高在39 m層上的埋件的索具掛在設(shè)備尾部，利用一臺(tái)280 t履帶吊，讓設(shè)備錐體首先進(jìn)入下部空洞。

（3）400 t吊車上的吊索從42 m層上的空洞穿下，掛在設(shè)備的吊耳上，索具受力后摘掉280 t吊車吊鉤。

（4）400 t吊車起升，拴掛在設(shè)備尾部的索具回落，設(shè)備逐漸垂直，就位。

4　結(jié)束語

潞安煤氣化裝置大件吊裝項(xiàng)目經(jīng)過詳細(xì)的施工總平面布置和策劃，并經(jīng)過180 d的大件吊裝作業(yè)，順利地按照施工作業(yè)計(jì)劃和安全要求，完成了所有大件設(shè)備的吊裝。

參考文獻(xiàn)

［1］李海杰，王志成，姜波.氣化裝置帶環(huán)形支撐梁的合成冷卻器吊裝工藝探討［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015（13）：70- 71.

［2］黃峰.石化裝置改擴(kuò)建工程中的吊裝施工［J］.石油工程建設(shè)，2011，37（3）：67- 71.

Hoisting Planning and Implementation for Oversize Equipment of Coal Gasification Unit in Lu’an Coal- to- Liquid Project

WANG Zhicheng，LIHaijie，YAN Shizhong，YU Baozhi，SHEN Linhong
Wison Engineering（China）Limited，Shanghai201210，China

Abstract：The coal gasification unit in Lu’an Coal- to- Liquid Project is the biggest gasification unit in the world with lots of oversize equipment and large quantity of steel structures arranged in a narrow space. There is a great challenge to the hoisting operations. The whole hoisting planning is introduced in this paper including crane arrangement，equipment and structural module hoisting，general plane layout of construction and construction sequence plan. In addition，the hoisting planning of integrally hoisting lower segment of cooler together with steel structure，twice turning over of gas reflux chamber and transfer line，hoisting slug- off tank is further described. Through 180 days，all oversize equipment was successfully hoisted in accordance with construction plan and safety requirements.

Keywords：coalgasification unit；hoisting oversize equipment；hoisting planning

doi：10.3969/j.issn.1001- 2206.2016.03.010

基金項(xiàng)目：

國(guó)家自然科學(xué)基金（51274232）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助（13CX06074A）。

作者簡(jiǎn)介：

王志成（1974-），男，河南西平人，工程師，1996年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油建系，現(xiàn)主要從事石油、化工行業(yè)的項(xiàng)目管理工作。Email：wangzhicheng@wison.com

收稿日期：2015- 12- 28