再生器旋風(fēng)分離器地面整體更換施工技術(shù)

張克志，田桂龍，岳斌

中國石油撫順石化工程建設(shè)有限公司，遼寧撫順113004

再生器旋風(fēng)分離器地面整體更換施工技術(shù)

張克志，田桂龍，岳斌

中國石油撫順石化工程建設(shè)有限公司，遼寧撫順113004

介紹了撫順石化公司石油二廠催化裝置再生器改造工程中，為滿足檢修工期要求，對旋風(fēng)分離器的更換采用“整體吊裝，地面組對”的方法：將8組旋風(fēng)分離器和上封頭整體吊裝到地面專用工裝胎架上，對旋風(fēng)分離器拆舊換新，組對焊接一次完成，再與上封頭整體安裝。而實現(xiàn)工裝胎架穩(wěn)固、上表面水平，是保證旋風(fēng)分離器組焊時垂直度達到高精度要求的關(guān)鍵。最終實現(xiàn)了內(nèi)外作業(yè)面同時展開，提高安裝精度、降低安全風(fēng)險和大幅縮減工期的目標(biāo)。為同類工程開創(chuàng)了全新的可參考的施工方法。

催化；旋風(fēng)分離器；地面組焊；整體安裝

撫順石化公司石油二廠（以下簡稱石油二廠）重油催化裝置于2000年8月建成投產(chǎn)，設(shè)計處理量150萬t/a，2010年其檢修改造工程是石油二廠煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要組成部分。該重油催化裝置中的反再生系統(tǒng)采用并列式布局，再生器采用逆流兩段串聯(lián)燒焦再生工藝，第一再生器在上、第二再生器在下，第一再生器、第二再生器共用一臺主風(fēng)機。對再生器進行大規(guī)模改動，所有內(nèi)件全部拆除并改型，其中8組旋風(fēng)分離器全部更換。本文重點介紹了旋風(fēng)分離器的更換方法。

1 方案選擇

1.1 方案一（傳統(tǒng)施工方法）

再生器改造項目，傳統(tǒng)施工工藝流程見圖1。

圖1 傳統(tǒng)施工工藝流程

按此方案施工，吊裝作業(yè)采用550 t履帶吊車完成。各工序需要順序進行，整個施工作業(yè)在同一條關(guān)鍵線路上，加上設(shè)備內(nèi)其他部件改造，整體工期需要65 d。按此方案施工，存在兩方面的制約因素：一是檢修后期進入12月，東北地區(qū)氣溫將下降到-20℃以下，冬季施工安全風(fēng)險增加，質(zhì)量不容易保證[1]；二是按照石油二廠目前的蠟油罐存能力，即使常減壓裝置和延遲焦化裝置處于低處理量運行，也只能保證連續(xù)生產(chǎn)55 d左右，即重催裝置如果不能在55 d之內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)，保證蠟油的二次加工，將導(dǎo)致常減壓、焦化等一次加工裝置停工，從而導(dǎo)致整個石油二廠停產(chǎn)，后果非常嚴重。

1.2 方案二（整體更換施工方法）

針對傳統(tǒng)施工方法不能滿足工期要求的情況，提出了再生器旋風(fēng)分離器“整體吊裝，地面組對”的施工方法，將原單線路施工作業(yè)改為局部時間內(nèi)兩條線路并行作業(yè)，其工藝流程見圖2。

圖2 整體更換工藝流程

按照此方案，吊裝作業(yè)采用1 250 t履帶吊車完成。將原來的順序作業(yè)變成局部時間內(nèi)兩條線路并行作業(yè)，施工工期由原來的65 d減少為50 d，滿足了工期的要求。在施工質(zhì)量方面，采用地面組對的方法改善了作業(yè)條件，施工難度比在容器內(nèi)大幅降低，質(zhì)量控制容易實現(xiàn)，測量方法更加豐富且易于操作，因此施工質(zhì)量明顯提高，解決了以往容器內(nèi)組對旋風(fēng)分離器垂直度、標(biāo)高等不易控制的難題。在施工安全方面，采用地面組對工法最大程度地避免了高空作業(yè)和交叉作業(yè)，大幅降低了作業(yè)風(fēng)險，使施工安全控制更加容易。另外，此工法減少了容器內(nèi)作業(yè)粉塵、噪聲的污染，員工作業(yè)環(huán)境大為改善。

2 施工過程

2.1 施工準備

2.1.1 旋風(fēng)分離器地面組對胎架的制作

旋風(fēng)分離器實現(xiàn)地面組裝更換，關(guān)鍵在于如何利用胎架模擬再生器筒體，起到支撐作用。而胎架制作的關(guān)鍵是保證胎架上表面的水平度，以此來保證旋風(fēng)分離器組對后的垂直度。

胎架分地下和地上兩部分。地下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，地上為管材和型材組成的框架，二者之間采用地腳螺栓連接。以胎架中心為圓心，在φ9.6 m圓周上均布8個基礎(chǔ)（基礎(chǔ)為600 mm×600 mm方形），在基礎(chǔ)上立8根柱子（柱子選用φ219 mm×12 mm無縫鋼管制作），胎架平面布置如圖3所示。

圖3 胎架平面布置

澆筑φ3 000 mm圓形混凝土基礎(chǔ)，并預(yù)埋φ2 800 mm圓形鋼板；使用厚度δ=28 mm鋼板卷制外徑為2 500 mm的筒體，筒體高度為8 500 mm，立在中心基礎(chǔ)上并與預(yù)埋板焊接；底座板、柱頂蓋板及筋板的具體形式見圖4。用經(jīng)緯儀找正垂直度，用水準儀找平柱頂蓋板。

2.1.2 場地的處理

本工法采用了1 250 t吊車，并選用超起主臂工況，吊車帶負載時最大質(zhì)量達到了1 600 t，對場地的要求比較高，因此在吊車進場前需提前對場地進行處理，以達到吊車對地面承載力的要求。

由于施工區(qū)域為在運裝置區(qū)，現(xiàn)場障礙較多，吊車組車位置、作業(yè)位置和旋風(fēng)分離器地面組對臨時托架設(shè)置位置相距較遠，吊車作業(yè)過程影響的區(qū)域較大，吊車需要經(jīng)過轉(zhuǎn)車、行走等一系列動作，才能完成各項作業(yè)。

圖4 胎架立面

圖5 八根立柱之間的加固形式

經(jīng)核算，吊車作業(yè)影響區(qū)域內(nèi)的地面承載力應(yīng)不小于30 kPa。吊車進場前，對該區(qū)域內(nèi)進行了換填處理，區(qū)域內(nèi)所有井、坑和空穴也全部用混合砂填埋，并用水撼砂處理。場地處理完成后，進行地面靜載荷試驗，試驗結(jié)果符合要求。

2.1.3 容器施工報檢

按照國家容器檢修的相應(yīng)規(guī)范、規(guī)定，到國家設(shè)立的管轄業(yè)主設(shè)備的部門申請容器修理改造施工許可。

2.2 施工流程

圖6為本次再生器改造的整體施工流程。

圖6 再生器整體改造施工流程示意

2.3 檢修施工關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 搭設(shè)腳手架并切割、拆除煙氣管道、封頭、內(nèi)件

（1）在第一再生器處搭設(shè)腳手架，從主風(fēng)分布板處作為基準面向上搭起，搭至旋風(fēng)分離器與料腿斷口處及旋風(fēng)分離器與器壁拉筋處。

（2）拆除旋風(fēng)分離器拉筋與器壁連接處的襯里，同時將封頭與第一再生器壁板焊道200 mm范圍內(nèi)的襯里拆除，并使用氣刨將8根拉筋與器壁斷開。

（3）利用氣刨將旋風(fēng)分離器與料腿接口處刨斷，在每個旋風(fēng)分離器上焊接2個吊耳，用2臺2t起重機將每組料腿掛好，將每組料腿依次落至第一再生器底部。

2.3.2 拆除上封頭連同8組旋風(fēng)分離器

（1）吊點設(shè)置在外集氣室與第一再生器球型封頭連接的8根二旋出口管上。選用直徑為51 mm的6×37 mm鋼絲繩，選用4個吊點，每點纏繞3圈（每圈繩長35 m）。

（2）切割前用記號筆在封頭焊道處沿圓周均勻做8點標(biāo)記，確保回裝時的封頭方位正確。

（3）采用火焰切割將封頭與筒體連接焊道割開。

（4）吊裝使用1 250 t吊車，站位在儀表室東側(cè)（檢修通道寬度為12.5 m），最近作業(yè)半徑為40 m，吊車組裝102 m桿長，外集氣室、煙氣管道、球型封頭、8組兩級旋風(fēng)分離器及其他附件總質(zhì)量為280 t。查1 250 t吊車性能表得知，在使用懸浮配重時，作業(yè)半徑為40 m時，102 m桿最大可吊裝313 t，因此可保證吊裝安全可靠。

（5）吊起設(shè)備后起桿至最佳吊裝重量時，將吊車行駛至旋風(fēng)分離器地面組對胎架附近（吊車移動距離為40 m），吊裝、走行過程見圖7。將外集氣室、煙氣管道、球型封頭、8組兩級旋風(fēng)分離器吊放在51#管架北側(cè)空地的胎架上（見圖8）。

圖7 吊裝行走平面示意

圖8 外集氣室、球形封頭及8組旋風(fēng)分離器整體落在胎架上

2.3.3 旋風(fēng)分離器地面組對

（1）在胎架中心柱上使用[25a對扣的槽鋼及2 L125 mm×8 mm的角鋼焊接型鋼架，用來固定每組旋風(fēng)分離器。

（2）將旋風(fēng)分離器固定好后，使用氣刨切割與二級旋風(fēng)分離器出口管的連接焊口。清除封頭二旋出口管內(nèi)襯里100 mm，以方便組對新旋風(fēng)分離器。一級旋風(fēng)分離器將掛板處螺栓拆卸，使其與頂封頭分離。

（3）將封頭與8組旋風(fēng)分離器斷開后，使用1 250 t吊車將封頭、集氣室吊至地面，并使用道木墊起，在地面封頭內(nèi)搭設(shè)腳手架，拆除頂封頭需設(shè)吊耳處的襯里，并同時進行封頭坡口修理打磨。

（4）依次吊出8組舊旋風(fēng)分離器，并裝車運走。

（5）依次吊裝8組新旋風(fēng)分離器至旋風(fēng)分離器胎架上。

（6）使用1 250 t吊車將封頭吊裝在胎架上（見圖8），在封頭內(nèi)調(diào)整封頭方位，使其與二級旋風(fēng)分離器斷口處相對應(yīng)。

（7）使用2臺10 t起重機掛在頂封頭的吊耳上，開始組對。

（8）組對時首先組對二級旋風(fēng)分離器出口管，測量垂直度，在旋風(fēng)分離器底部掛起重機來調(diào)整垂直度，垂直度允許誤差為±5 mm。符合標(biāo)準要求后對二旋出口管進行點焊固定，同時緊固一級旋風(fēng)分離器吊掛螺栓。

（9）固定旋風(fēng)分離器與器壁之間的導(dǎo)向拉筋后，進行二級旋風(fēng)分離器與升器管之間焊縫的焊接，并進行PT檢測。合格后恢復(fù)襯里。

（10）為了避免二級旋風(fēng)分離器出口管焊接后旋風(fēng)分離器垂直度變化，采用鋼性固定，在焊口四周對稱焊接4塊δ=10 mm的不銹鋼立筋板。

2.4 經(jīng)濟效益分析

在2010年改造中，再生器旋風(fēng)分離器地面整體更換施工技術(shù)實施效果非常好，旋風(fēng)分離器安裝后的垂直度偏差控制在±3 mm以內(nèi)，是有史以來最好的組裝結(jié)果；開車一次成功，取得了滿意的結(jié)果。

（1）從工程造價來看，傳統(tǒng)施工方法與整體更換施工方法的費用對比見表1。從表中可以看出，整體更換施工方法的工程造價上升了188萬元。

表1 傳統(tǒng)施工方法與整體更換施工方法機械費對比

（2）從裝置投產(chǎn)后產(chǎn)生的經(jīng)濟效益看，由于裝置提前投產(chǎn)15 d，按目前的情況，裝置的處理能力在5 400 t/d左右，每天可以產(chǎn)生近百萬元的利潤，多生產(chǎn)15 d可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益1 500萬元左右。

（3）從整體角度來看，采用整體更換施工方法使得工程造價有所上升，但由于裝置提前投產(chǎn)帶來的經(jīng)濟效益遠遠大于工程造價的增加，因而采用新工法的整體經(jīng)濟效益比傳統(tǒng)施工方法要大得多。裝置提前生產(chǎn)，一方面避免了石油二廠的全面停產(chǎn)，另一方面產(chǎn)出的產(chǎn)品可以及時滿足社會需要，其帶來的社會效益也是非常巨大的。

3 結(jié)束語

再生器旋風(fēng)分離器“整體吊裝，地面組對”施工方法在撫順石化公司石油二廠重油催化裝置檢修改造工程中已實施6年。6年來，兩次檢修打開裝置觀察，內(nèi)件沒有損壞，因而也未更新。此施工方法又分別在80萬t催化再生器、300萬t催化沉降器旋風(fēng)分離器更換工程中得到推廣應(yīng)用，并取得良好的效果。

[1]任旭鵬，馮慶輝.重油催化裂化裝置再生器筒體吊裝外管式吊耳與內(nèi)板式吊耳對比[J].石油工程建設(shè)，2015，41（6）：50-52.

中國石油開題攻關(guān)稠油大分子降黏劑

據(jù)《石油商報》（記者王巧然）報道，中國石油正著手研制具有降低稠油黏度又可增加驅(qū)替液黏度兩種功能的大分子降黏劑。這是記者3月中旬從中國石油股份公司科技管理部召開的“十三五”重大科技項目開題設(shè)計專家論證會上獲得的信息。

中國石油在新疆、遼河、大港和吐哈等油田擁有豐富的稠油資源。稠油開發(fā)方法包括熱采和水驅(qū)，其中水驅(qū)普通稠油儲量占稠油總儲量30.1%，產(chǎn)量逐年增加。由于稠油黏度較大及油藏非均質(zhì)性嚴重，普通稠油水驅(qū)進入高含水、高遞減階段，水驅(qū)采收率只有5%至25%。

大分子降黏劑可在地層低剪切速率下對稠油（被驅(qū)替相）具有較強增溶分散降黏效果，同時對水（驅(qū)替介質(zhì)）又具有增黏性，二者共同作用可進一步擴大波及體積，改善開發(fā)效果。

為提高稠油水驅(qū)采收率，國內(nèi)外學(xué)者做了大量工作，主要包括堿驅(qū)、聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、復(fù)合驅(qū)及氣驅(qū)等，室內(nèi)研究取得一定成效，部分技術(shù)進行了礦場試驗。但目前稠油水驅(qū)提高采收率用降黏劑還存在諸多問題，如在地層低剪切強度條件下很難形成O/W（水包油）乳液實現(xiàn)降黏；小分子降黏劑對水（驅(qū)替介質(zhì)）沒有增黏性（擴大波及體積）等。以中國石油勘探開發(fā)研究院為主力軍的研究團隊，擬重點攻關(guān)稠油水驅(qū)的大分子降黏劑分散降黏機理以及大分子降黏劑合成與評價等。

摘自：http：//news.cnpc.com.cn/epaper/sysb/20170329/0123756004.htm

（本刊摘錄）

Integralreplacement technique ofregenerator cyclone on ground

ZHANG Kezhi，TIAN Guilong，YUE Bin
PetroChina Fushun PetrochemicalEngineering Construction Co.，Ltd.，F(xiàn)ushun 113004，China

In the regenerator reformation project of the catalytic unit at Fushun Petrochemical Co.No.2 Plant，in order to satisfy the maintenance period requirement，the replacement of the cyclone adopts the method of“integral hoisting，assembly on ground”，that is，integrally hoisting down the eight cyclones and one upper dome to a special support frame on ground，removing old cyclones and replacing them with new cyclones on the special support frame，completing assembly and welding once，then integrally installing them with the upper dome.To make the special support frame stable and its upper surface horizontal is the key to ensure the high precise verticality of the cyclones during welding.Finally，the construction target is reached，which includes simultaneously conducting internaland externalwork，increasing installation accuracy，decreasing safety risk and greatly shortening work period.

catalysis；cyclone；assembly welding on ground；integralinstallation

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.02.015

張克志（1976-），男，遼寧撫順人，高級工程師，1998年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院焊接工藝及設(shè)備專業(yè)，現(xiàn)從事煉油廠檢維修工作。

2016-11-16；

2017-01-18

Email：2895216078@qq.com