搭設(shè)框架平臺(tái)及使用牽引技術(shù)更換大型換熱器

楊 光，李志方，邱定林，張德永

中國石油工程建設(shè)有限公司第一建設(shè)公司，河南洛陽 471203

1 工程概況

2019 年獨(dú)山子石化公司100 萬t/a 乙烯裝置大檢修，乙烯一聯(lián)合車間原料預(yù)熱和稀釋蒸汽發(fā)生區(qū)大型換熱器E3018 需要更換，但由于其在高框架內(nèi)，因此更換難度極大。設(shè)備外形尺寸見圖1，吊裝質(zhì)量103.5 t，換熱器底部就位高度8.1 m，其中框架高度24 m，設(shè)備中心距離框架邊緣6 m。

圖1 大型換熱器E3018 外形尺寸

2 施工方法

傳統(tǒng)的更換方法是：在拆除換熱器上部的鋼結(jié)構(gòu)、管道、電氣儀表等設(shè)備后，采用大噸位長臂起重機(jī)將舊換熱器吊離，再就位新的換熱器，還需回裝拆除下來的鋼結(jié)構(gòu)、管道、電氣儀表等設(shè)備。而采用框架外部設(shè)置支撐平臺(tái)整體牽引換熱器的施工方法相對(duì)傳統(tǒng)的方法有以下優(yōu)點(diǎn)：其一，可以減少拆除和回裝工作量，縮短工期；其二，可提前制作支撐框架和牽引平臺(tái)，提高工作效率；其三，可盡可能維持原結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，保證施工安全；其四，吊裝選用更小噸位的吊車，節(jié)約臺(tái)班費(fèi)用。綜合考慮檢修工期、安全、成本等多方面因素，最終決定采取框架外部設(shè)置支撐平臺(tái)整體牽引換熱器至框架外部，再吊裝更換該設(shè)備的施工方法。

3 施工流程

大型換熱器E3018 更換過程主要分為舊設(shè)備拆除和新設(shè)備安裝兩部分。

舊設(shè)備拆除主要施工流程為：確定吊車和索具→場地準(zhǔn)備及設(shè)備基礎(chǔ)防火層剔除→制作安裝支撐鋼架→鋪設(shè)作業(yè)平臺(tái)并安裝牽引軌道→設(shè)置換熱器鞍座及加固梁→頂升換熱器并放置在50 t地坦克上（地坦克為一種設(shè)備承重設(shè)施，下方有滾輪，可行走。） →起升牽引倒鏈，將換熱器從框架內(nèi)牽引到框架外平臺(tái)上→用300 t 汽車吊將換熱器從框架外平臺(tái)吊裝至地面。新設(shè)備安裝流程與舊設(shè)備拆除流程反向。

4 牽引及吊裝準(zhǔn)備

4.1 吊車選用

根據(jù)同類設(shè)備吊裝施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程換熱器的重量及現(xiàn)場實(shí)際情況等，決定更換吊裝采用“單機(jī)吊裝法”，主吊選擇徐工QUY300 t 汽車吊。

4.2 吊裝索具準(zhǔn)備

吊裝索具：φ60 鋼絲繩，長25 m，共計(jì)2 根（每根折2 股使用）。經(jīng)過計(jì)算主吊索具承受力大于吊裝重量的5 倍，滿足安全需求。

4.3 場地處理和設(shè)備基礎(chǔ)防火層剔除

吊車站位及場地平面見圖2，吊車站位和支撐鋼架現(xiàn)場為C30 混凝土硬化地面，經(jīng)勘察滿足安全需要。在吊裝前對(duì)路面上的雜物進(jìn)行清理，清理完畢后鋪設(shè)30 mm 厚的砂石找平層并壓實(shí)處理，使用水平儀精確控制水平度，確保場地水平[3-4]。場地找平后測量放線，吊車站位，在吊車支腿位置放置專用鋼拍子。吊裝前還要將設(shè)備基礎(chǔ)上的防火層完全剔除，保證設(shè)備能夠順利完成牽引工作。

圖2 吊車站位平面示意

4.4 制作安裝支撐鋼架

確定支撐鋼架位置，在支撐鋼架下方鋪設(shè)厚50 mm 鋼板，確保支撐鋼架受力擴(kuò)散，從而確保安全，支撐鋼架在場外預(yù)制好，運(yùn)輸至現(xiàn)場安裝到指定位置（見圖3、圖4）。

圖3 支撐鋼架實(shí)物

圖4 支撐鋼架尺寸

4.5 作業(yè)平臺(tái)和軌道準(zhǔn)備

在支撐框架上部鋪設(shè)格柵板等使其上表面與原框架梁（距離地面7.7 m 層） 上表面平齊，作為作業(yè)平臺(tái)。焊接H 型鋼作為雙軌道鋪在作業(yè)平臺(tái)上（見圖5、圖6），將4 臺(tái)50 t 地坦克擺放在雙軌道上，確保其沿直線水平行走。

4.6 鞍座和加固梁焊接

支座上焊接好頂升加固所需的鞍座（見圖7），在兩個(gè)支座之間焊接兩根 HW300 × 300 × 10 × 15型鋼進(jìn)行連接加固，使兩個(gè)支座之間形成框式結(jié)構(gòu)，確保在牽引過程中支座受力均勻。

5 牽引及吊裝

5.1 制作安裝牽引系統(tǒng)吊耳

在換熱器兩端的框架上焊接好10 t 級(jí)牽引吊耳共計(jì)4 個(gè)，用于鉤掛倒鏈和牽引鋼絲繩，吊耳見圖8。

圖5 牽引軌道示意

圖6 作業(yè)平臺(tái)及雙軌道

圖7 鞍座焊接加固

圖8 吊耳

5.2 螺栓千斤頂頂起換熱器

采用4 臺(tái)50 t 螺旋千斤頂將設(shè)備從基礎(chǔ)上整體頂升200 mm，見圖9，配合提升倒鏈平穩(wěn)地把換熱器放在地坦克上。

圖9 千斤頂設(shè)置

5.3 實(shí)施牽引、吊裝和更換

起升兩臺(tái)倒鏈進(jìn)行牽引（見圖10），保證換熱器坐在4 臺(tái)50 t 地坦克上并平穩(wěn)行走在軌道上，直至把換熱器牽引至支撐平臺(tái)上，用提前準(zhǔn)備好的300 t 吊車把換熱器吊下支撐平臺(tái)。然后把新?lián)Q熱器吊上支撐平臺(tái)，用同樣的牽引系統(tǒng)和牽引方法牽引到原位置，再安裝就位即可。

圖10 設(shè)備牽引

6 結(jié)束語

采用框架內(nèi)的大型換熱器E3018 整體被牽引至框架外部支撐平臺(tái)上進(jìn)行更換的施工方法，不破壞原結(jié)構(gòu)，吊裝距離更近，提高了施工安全性；縮短檢修工期10 d；節(jié)約機(jī)械臺(tái)班費(fèi)和材料費(fèi)約100萬元；節(jié)約人工費(fèi)10.2 萬元。

當(dāng)前大型煉油廠的大型檢修工程要求工期時(shí)間越來越短，采用此方法在縮短工期的同時(shí)還能減少施工成本，并且大大提高施工的安全性，該方法可為同類設(shè)備吊裝提供借鑒和參考。