哈薩克斯坦煉油廠自卸式捆綁火炬滑道安裝工藝

龐學龍

中國石油天然氣第七建設有限公司，山東青島 266300

1 火炬系統(tǒng)

哈薩克斯坦PKOP奇姆肯特煉油廠現(xiàn)代化改造項目是中國石油最大的海外煉油項目，在項目改造過程中采用了自卸式捆綁火炬系統(tǒng)，它由火炬塔架、滑道、火炬以及自動控制系統(tǒng)等組成，結(jié)構(gòu)形式見圖1?；鹁嫠芨_24m、高130m；火炬塔架捆綁三套火炬，分別為高壓火炬、低壓火炬和酸性氣火炬；每套火炬設有兩排H型鋼滑道，共6排滑道，每排滑道由12段組成，每段長11m，總長132m。

滑道安裝存在大量高空和超高空作業(yè)，安全風險系數(shù)非常高，是施工控制重點環(huán)節(jié)，合理的滑道安裝工藝對于保證施工進度、安全和經(jīng)濟效益具有重要意義。

2 火炬滑道常規(guī)安裝工藝分析

從自卸式捆綁火炬系統(tǒng)塔架和滑道設計結(jié)構(gòu)形式中可以看出，在塔架分段安裝過程中滑道不能附屬在塔架上一同安裝就位，只能在塔架就位后才可安裝。通常，滑道有兩種安裝形式：其一，在塔架分段安裝過程中，每層滑道利用吊裝設備隨同塔架同步安裝[1-2]；其二，塔架分段安裝就位后，再將整排滑道分成幾段利用吊裝設備依次吊裝就位[3]。

無論采用哪種安裝形式，都需在塔架與滑道、滑道與滑道連接處搭設高空或超高空作業(yè)平臺及走臺，平臺及走臺通常采用扣件式腳手架進行搭設，腳手架搭設和拆除過程中人身安全危險系數(shù)極高，且腳手架搭設量大（每6 m搭設一個平臺）、施工效率低。在搭設完作業(yè)平臺后利用吊裝設備單根或分段安裝滑道過程中，作業(yè)人員需從塔架爬梯逐層攀爬至作業(yè)平臺進行施工準備（螺栓及工機具利用吊裝設備運至作業(yè)平臺）及滑道的安裝、調(diào)試及測量等工作，火炬單排滑道長度通常都在100 m以上，龐大的工程量導致滑道安裝周期長、施工成本大，且人員長時間在高空或超高空作業(yè)，人身安全時刻受到威脅，如何減少人員高空或超高空作業(yè)量是火炬滑道安裝的重點，也是提高施工效率的前提。

圖1 自卸式捆綁火炬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式

3 火炬滑道安裝新工藝方法

奇姆肯特煉油廠自卸式捆綁火炬系統(tǒng)6排滑道的安裝采用1 000 t履帶吊車大、小鉤配合作業(yè)。小鉤吊裝滑道：6排滑道同步安裝，每次吊裝一段（每段長11 m，共12段，總長132 m），共吊裝12次；大鉤吊裝高空作業(yè)平臺：依據(jù)滑道安裝結(jié)構(gòu)特點，自行設計旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺。

吊裝前先將高空作業(yè)平臺放置在塔架滑道的底部，平臺內(nèi)部放置連接螺栓及施工用工機具，施工準備完畢后，利用1 000 t履帶吊車小鉤吊裝平行安裝的6根滑道至安裝位置，小鉤停止工作；大鉤回繩系掛高空作業(yè)平臺，安裝人員站在高空作業(yè)平臺內(nèi)并采取安全防護措施后，大鉤起繩將高空作業(yè)平臺吊裝至滑道安裝位置，就位后打開高空作業(yè)平臺的旋轉(zhuǎn)吊橋進行滑道的安裝、測量及調(diào)試工作；安裝結(jié)束后收回高空作業(yè)平臺的旋轉(zhuǎn)吊橋并拆除小鉤索具，大鉤回繩將高空作業(yè)平臺下落至地面完成一次滑道的安裝。接著重復此安裝步驟，直至完成整體滑道的安裝工作。

采用此安裝工藝能夠?qū)⑦B接螺栓、工機具以及施工人員等在不搭設腳手架平臺情況下送達每層滑道的連接處，避免了高空或超高空作業(yè)平臺搭設及拆除的危險，解決了連接螺栓及工機具的倒運以及實現(xiàn)施工人員上下通行的便捷性、安全性的難題。利用吊裝設備平行安裝6根滑道和旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺，有效縮短了施工工期，減少了大型施工機械的使用，節(jié)省了施工成本；施工人員在旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺上作業(yè)并采取安全防護措施，有效控制了高空或超高空作業(yè)人員的安全風險。

4 火炬滑道安裝新工藝原理

4.1 平面布置

在塔架分段安裝過程中就應該考慮滑道安裝時的平面布置，見圖2。滑道安裝時1 000 t履帶吊車必須站位在塔架豎直面的一側(cè)并與塔架、滑道在一條軸線上，吊裝設備的小鉤和大鉤同時使用并且吊裝不同物件，必須保證滑道安裝平面與大小鉤連接面垂直。

圖2 平面布置示意

4.2 吊點設置

火炬滑道采用HM400×300型鋼制作，每段長度11 m，各段之間采用螺栓連接；滑道預制后表面進行鍍鋅，為保證吊裝過程中不破壞鍍鋅層，根據(jù)滑道結(jié)構(gòu)吊點設計成組合式吊點，主要利用滑道上螺栓及螺栓孔安裝一個吊點，火炬滑道吊點裝配結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 火炬滑道吊點裝配結(jié)構(gòu)

4.3 索具設置

火炬滑道安裝采用平行安裝6根滑道，每根滑道1.3 t，采用平衡梁調(diào)整滑道之間橫向尺寸，為保證滑道在高空組對過程中的豎向調(diào)整，滑道與平衡梁之間采用5 t手拉葫蘆連接；為防止手拉葫蘆斷裂危險，另設置一套索具連接平衡梁和滑道，索具采用φ 24 mm×2 m鋼絲繩扣，單根使用（手拉葫蘆長度調(diào)整為1.5 m，鋼絲繩扣2 m，保證鋼絲繩扣為備用索具）；平衡梁上部采用1對φ 32 mm×20 m鋼絲繩扣，每根一圈使用；火炬滑道在翻轉(zhuǎn)過程中防止6根滑道之間相互碰撞，滑道底部采用鋼管進行連接固定；手拉葫蘆拉鏈長度通常只有6 m，為方便隨處調(diào)整滑道尺寸，手拉葫蘆拉鏈長度更換為12 m（火炬滑道單根長11 m）?；鹁婊浪骶咴O置見圖4、圖5。

圖4 火炬滑道索具設置實物

圖5 火炬滑道索具設置立面

4.4 旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺

火炬滑道除滑道與滑道之間連接外，還與火炬塔架進行連接，每層滑道處還有固定滑道方位的連接角鋼，全部采用螺栓進行連接。為方便施工人員能在平臺上完成滑道的安裝、測量及調(diào)試工作，設計了旋轉(zhuǎn)吊橋，吊橋采用鋼絲繩與作業(yè)平臺連接，吊橋頂端搭設在火炬塔架的橫梁處，旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺見圖6、圖7。

4.5 吊車設置

在1 000 t履帶吊車調(diào)遣過程中一定要明確吊車配置要求（配置小鉤），并在組裝過程中安裝和調(diào)試吊車小鉤系統(tǒng)，火炬滑道安裝1 000 t履帶吊車組裝塔式工況，主臂長度96 m，塔臂長度60 m，安裝25 t小鉤和80 t大鉤，其吊裝參數(shù)如下：

1000t履帶吊車大鉤參數(shù)：吊裝半徑R=40m，臂桿長度L=96 m+60 m，額定載荷Q=700 kN（超起配重0 kN）；小鉤參數(shù)：R=41 m，L=96 m+60m，Q=220kN；小鉤和大鉤之間距離：1m。

4.6 工藝流程

（1）吊裝準備：吊裝前先將旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺放置在塔架滑道的底部并拉起旋轉(zhuǎn)吊橋，高空作業(yè)平臺內(nèi)部放置連接螺栓及施工用工機具，履帶吊車調(diào)整到吊裝位置并調(diào)試完畢。

圖6 旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺示意

圖7 旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺實物圖

（2）系掛索具：按照索具配置要求，吊車小鉤系掛鋼絲繩扣、平衡梁、手拉葫蘆等并與滑道連接。

（3）滑道就位：索具系掛完畢后，1 000 t履帶吊車小鉤起繩，緩慢將滑道翻轉(zhuǎn)至直立狀態(tài)，并旋轉(zhuǎn)臂桿將滑道吊裝至安裝位置后小鉤停止作業(yè)。

（4）旋轉(zhuǎn)吊橋式高空作業(yè)平臺就位：小鉤停止工作后，大鉤回繩系掛高空作業(yè)平臺，安裝人員站在高空作業(yè)平臺內(nèi)并采取安全防護措施后，大鉤起繩將高空作業(yè)平臺吊裝至滑道安裝位置，就位后打開高空作業(yè)平臺的旋轉(zhuǎn)吊橋，并用封車帶將高空作業(yè)平臺與塔架進行連接固定。

（5）火炬滑道安裝：高空作業(yè)平臺固定完畢后，進行火炬滑道螺栓的安裝以及滑道的測量、調(diào)試工作，每根滑道有三處或四處需螺栓連接，每次安裝一處位置后，調(diào)整高空作業(yè)平臺的位置再安裝另一處，直至6根滑道各處都安裝完畢。

（6）索具拆除：滑道安裝結(jié)束后拉起高空作業(yè)平臺的旋轉(zhuǎn)吊橋并拆除小鉤索具，大鉤回繩將高空作業(yè)平臺落至地面完成一次滑道的安裝。

（7）重復安裝：整排滑道需吊裝12次，每次吊裝高度都相應增高11 m，重復安裝作業(yè)完成整體滑道的安裝工作。

5 實施效果

采用此工藝流程3天時間完成了火炬塔架配置的6排滑道的安裝工作，無任何安全、質(zhì)量事故發(fā)生，且施工周期短，解決了高空或超高空作業(yè)的難點，節(jié)省了腳手架搭設、施工機械作業(yè)及人工成本，同時對今后安裝此類火炬滑道有非常好的借鑒意義。

6 結(jié)束語

自卸式捆綁火炬在國內(nèi)煉油項目多次應用，其滑道安裝施工各有不同，本自卸式捆綁火炬應用的滑道安裝工藝流程其前提是利用大型吊裝設備。施工難點主要是滑道的支撐結(jié)構(gòu)和連接方式不能附屬在塔架上同步安裝。建議在以后設計中持續(xù)完善火炬滑道結(jié)構(gòu)形式，并使滑道分段與塔架分段一致，最終實現(xiàn)滑道附屬在塔架上同步安裝。