氣化爐液壓提升吊裝技術(shù)研究與實(shí)踐

閆云東

（新能能源有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

新能能源年產(chǎn)20 萬(wàn)噸穩(wěn)定輕烴項(xiàng)目，其核心是新奧自主研發(fā)的催化氣化裝置和加氫氣化裝置。其中催化裝置反應(yīng)器采用的催化氣化爐，學(xué)名流化床反應(yīng)器，是新奧集團(tuán)自主研發(fā)的目前我國(guó)最大的流化床氣化爐，因此催化氣化爐的吊裝是本工程中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，所以對(duì)該設(shè)備的吊裝，應(yīng)合理選擇吊裝方法，在保證安全、質(zhì)量和進(jìn)度的前提下盡量的節(jié)約成本。本文旨在通過(guò)研究液壓吊裝催化氣化爐的方法，為以后框架上大型設(shè)備的吊裝提供一個(gè)新的技術(shù)方法。

1 氣化爐液壓提升吊裝技術(shù)的研究及實(shí)踐

1.1 設(shè)備技術(shù)參數(shù)

催化氣化爐（學(xué)名流化床反應(yīng)器）坐落在催化氣化框架九層上，設(shè)備中心在框架B～C 軸、②～③軸的交叉中心點(diǎn)，安裝技術(shù)參數(shù)：

設(shè)備名稱流化床反應(yīng)器 位號(hào)：F-606001安裝標(biāo)高：EL+43.800 mm

設(shè)備最寬外徑：Φ6690 mm 設(shè)備長(zhǎng)度：38250 mm 單重：424.81t

1.2 氣化爐吊裝的方法選擇

鋼結(jié)構(gòu)框架上大型設(shè)備的吊裝，傳統(tǒng)的方法有重型履帶吊吊裝和雙抱桿抬吊法。采用重型履帶吊吊裝這種方法，單重425 T 的設(shè)備須至少1250 t 履帶吊，吊車進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用高，需設(shè)備在鋼結(jié)構(gòu)框架施工完成前就必須到場(chǎng)，而大型履帶吊則須在該層鋼結(jié)構(gòu)施工完且設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后才能進(jìn)場(chǎng)，否則將產(chǎn)生大額的臺(tái)班費(fèi)用，設(shè)備吊裝完后才能進(jìn)行下一層鋼框架施工，對(duì)時(shí)間要求較高，工期難以保證。雙抱桿抬吊這種吊裝方法占用空間大，所需機(jī)具較多，準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，是這種方法的弊端[1]。而且針對(duì)本裝置特點(diǎn)，自主研發(fā)技術(shù)存在很多不確定性，鋼結(jié)構(gòu)制作進(jìn)廠晚，地區(qū)沙塵、大風(fēng)頻繁，氣化爐尺寸超差須在現(xiàn)場(chǎng)制作、周期長(zhǎng)等因素，比較以上吊裝方法，采用液壓提升器吊裝方法具有操作簡(jiǎn)單、施工進(jìn)度快、不制約鋼結(jié)構(gòu)安裝、懸停時(shí)間長(zhǎng)、吊裝安全性高、節(jié)約工程成本等優(yōu)點(diǎn)。

1.3 液壓提升吊裝工藝簡(jiǎn)述

根據(jù)氣化爐設(shè)備平面布置圖位置和爐體尺寸，將地面平整硬化，滑移底排通長(zhǎng)鋪設(shè)至設(shè)備就位位置，前后按支點(diǎn)位置布置兩個(gè)滑移底座，采用兩臺(tái)起重機(jī)將催化氣化爐抬吊放置于滑移底座上，利用液壓爬行器水平推動(dòng)滑移底座，最終將設(shè)備滑移到設(shè)備起吊位置，將主吊具與設(shè)備吊耳連接，具備條件后開始進(jìn)行吊裝作業(yè)。吊裝過(guò)程中，頂部安裝的兩臺(tái)液壓提升器對(duì)設(shè)備進(jìn)行提升工作，底部?jī)膳_(tái)液壓爬行器推動(dòng)滑移底座進(jìn)行設(shè)備溜尾作業(yè)，設(shè)備處于豎直狀態(tài)以后撤掉爬行器，使用液壓提升器繼續(xù)提升設(shè)備直至到達(dá)安裝位置。

由于設(shè)備吊裝由下而上，底部需要預(yù)留的橫梁較多，該方案已提前跟賽鼎工程設(shè)計(jì)院進(jìn)行了溝通，設(shè)計(jì)院根據(jù)我方提供的荷載設(shè)計(jì)核算框架，所以框架的穩(wěn)定性能滿足吊裝要求[2-3]。

框架預(yù)留情況：①軸（B-C 軸線）預(yù)留1、2層；②軸（B-C 軸線）預(yù)留1～4 層；③軸（B-C軸線）全部預(yù)留；④軸（B-C 軸線）預(yù)留1～4層。

2 液壓提升吊裝過(guò)程

2.1 液壓提升器吊裝氣化爐主要施工工藝

提升梁吊裝放置——液壓提升器吊裝放置——液壓泵站設(shè)置——底排鋪設(shè)——吊車站位——設(shè)備擺放——液壓爬行器推動(dòng)設(shè)備滑移——液壓提升器提升設(shè)備——設(shè)備起吊到比就位高度高500 mm——設(shè)備下方梁、支撐安裝——設(shè)備安裝就位

2.2 催化氣化爐的吊裝與就位

2.2.1 設(shè)備的擺放

將底排沿設(shè)備滑移方向通長(zhǎng)布置，布置方法為：以催化氣化爐設(shè)備就位后的中垂線為基準(zhǔn)，向南北兩側(cè)布置，北側(cè)布置1 個(gè)底排（6 m×3 m)，南側(cè)布置18 個(gè)（6 m×3 m×18 個(gè)）底排，底排長(zhǎng)度共57 m。其中框架內(nèi)鋪設(shè)17 m，框架外40 m。

根據(jù)設(shè)備制造圖對(duì)設(shè)備進(jìn)行分析，經(jīng)計(jì)算設(shè)備重心距離設(shè)備底部法蘭口距離為20620 mm，主吊耳與設(shè)備重心距離為9800mm，溜尾位置距離設(shè)備重心距離為19800 mm。

經(jīng)計(jì)算得到F1=140.6t F2=284.2t

P2=K1K2×（F2+q2）=1.1×1.1×（284.2+19+3）=370.5t

P1=K1K2×（F1+q2）=1.1×1.1×（140.6+4.5+3）=179.2t

設(shè)備主吊選用SCC6500 履帶吊HDB 工況（主臂36 m，超起半徑15 m，超起配重200 t，后配重190 t，中央配重80 t,作業(yè)半徑15 m），尾部抬吊選用SCC3600 履帶吊HDB 工況（后配重+中央配重：135 t+41 t，超起配重0～200 t，超起半徑15 m，作業(yè)半徑18 m）

底排上后部鞍座設(shè)在離設(shè)備尾部2.25 m，設(shè)備全長(zhǎng)38.25 m，即設(shè)備只需有36 m 放到底排上即可，框架外底排長(zhǎng)40 m，所以只需讓設(shè)備頂部管口到框架4 m 即可讓設(shè)備在底排上滑移；設(shè)備試完壓頂部管口距框架24 m，所以只需將設(shè)備向北側(cè)抬20 m。

底排布置好后，在底排上安放2 個(gè)專用底座（頭部一個(gè)，尾部一個(gè)），頭部前置底座與尾部后置底座分別安裝兩個(gè)用于推動(dòng)設(shè)備滑行的液壓爬行器[4]。

2.2.2 尾部滑移裝置布置及連接方式

本次設(shè)備溜尾采用滑移推送，首先將滑移底排鋪設(shè)在處理后的地面上，然后在其上方放置鋼制滑移底座，滑移底座依賴于液壓爬行器在滑移底排軌道上的前進(jìn)與后退動(dòng)作。在滑移底座上平鋪道木，溜尾連接器通過(guò)螺栓與設(shè)備尾部管口法蘭連接，將溜尾連接器放置在道木上，即可進(jìn)行溜尾作業(yè)。詳見(jiàn)下圖：

2.2.3 設(shè)備掛鉤

利用連接在底座上的爬行器將流化床反應(yīng)器向設(shè)備就位中心線方向推移，一直推移到流化床反應(yīng)器主吊耳中心線和設(shè)備安裝中心線重合，此時(shí)提升器通過(guò)下降和起升動(dòng)作調(diào)節(jié)鋼絲繩位置，使鋼絲繩圈進(jìn)入流化床反應(yīng)器主吊耳環(huán)內(nèi)緊密連接。準(zhǔn)備妥當(dāng)后進(jìn)行試吊：液壓提升器開始進(jìn)行提升動(dòng)作，直至設(shè)備前部離開鞍座500 mm，停止提升器動(dòng)作，靜置2 小時(shí)觀察各部位情況，無(wú)問(wèn)題后再進(jìn)行正式提升作業(yè)。

2.2.4 設(shè)備提升

試吊完畢后，流化床反應(yīng)器設(shè)備開始正式吊裝，兩臺(tái)主提升器以8 m/h 的速度開始同步提升設(shè)備主吊耳，而設(shè)備尾部利用爬行器將設(shè)備以相應(yīng)的速度向前推送，當(dāng)流化床反應(yīng)器頭部抬起到距地面8 m 左右時(shí)，暫停吊裝。將流化床反應(yīng)器頭部的滑移底座拆除，再繼續(xù)進(jìn)行設(shè)備吊裝作業(yè)，直至設(shè)備吊裝到垂直狀態(tài)。拆除設(shè)備溜尾裝置，然后豎直提升設(shè)備直至設(shè)備安裝支座高度超過(guò)安裝標(biāo)高500 mm 處，設(shè)備安裝組將設(shè)備支撐梁安裝完成后，提升器做下降動(dòng)作，將設(shè)備置于支撐梁面。

在設(shè)備提升的過(guò)程中，保證溜尾和提升同步的措施為：采用一臺(tái)全站儀在框架東側(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主提升鋼絞線的偏移量，偏移量要求不能超過(guò)3°。主提升器和溜尾爬行器為完全分開的兩套控制系統(tǒng)，如果監(jiān)測(cè)到偏移量將近達(dá)到3°時(shí)，確定偏移方向，如果偏向吊耳中心線左側(cè)，則主吊提升器停止動(dòng)作，溜尾爬行器推送，直至到達(dá)3°以內(nèi)的安全角度；如果偏向吊耳中心線右側(cè)，則溜尾爬行器停止動(dòng)作，主提升器繼續(xù)提升，同樣達(dá)到3°的安全角度。依上述方法作業(yè)，直至設(shè)備脫排，達(dá)到豎直狀態(tài)[5]。

2.2.5 設(shè)備的安裝就位

①提升設(shè)備直至設(shè)備安裝支座高度，繼續(xù)提升超過(guò)安裝標(biāo)高500 mm，設(shè)備安裝組進(jìn)行設(shè)備支撐梁的安裝。此時(shí)液壓提升機(jī)構(gòu)鎖死，設(shè)備處于懸停狀態(tài)。②安裝催化氣化框架43.63 m 平面的預(yù)留箱梁和八角梁。③安裝環(huán)形支撐，將環(huán)形支撐在43.63 m 平面鋼梁找平找正，進(jìn)行點(diǎn)固焊接。④將設(shè)備緩緩降到環(huán)形支撐上，將液壓提升器繩索從設(shè)備吊耳上摘除。

3 結(jié)論

本工程中采用液壓提升器吊裝催化氣化爐，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）操作系統(tǒng)安全性能好，吊裝過(guò)程的安全性有充分的保障。（2）采用液壓提升吊裝，避免了大型吊車的進(jìn)場(chǎng)使用，占地面積小拆裝靈活，能夠與主框架等進(jìn)行交叉作業(yè)互不影響，加之液壓整體提升作業(yè)施工周期較短，安全可靠，能夠有效保證流化床反應(yīng)器的安裝工期。（3）液壓提升能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間懸停的設(shè)備安裝需求，在設(shè)備提升到位以后施工單位組裝設(shè)備承載梁時(shí)液壓提升能夠滿足設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間高空懸停的要求[6]。懸停過(guò)程中液壓機(jī)構(gòu)鎖死，整個(gè)懸停過(guò)程安全可靠。

總之，鋼結(jié)構(gòu)框架上大型設(shè)備的吊裝，采用液壓提升器吊裝技術(shù)，不僅安全可靠，而且能縮短工期，降低成本，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化。