散裝冷箱結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)拼裝新技術(shù)

田玉華 液化空氣（杭州）有限公司，杭州 310012

在當(dāng)今空氣液化分離行業(yè)中，領(lǐng)先于市場(chǎng)的企業(yè)外有法國液化空氣公司、林德氣體公司、美國氣體公司，國企有杭氧氣體公司等，對(duì)比上述幾家氣體公司，從分離技術(shù)工藝及設(shè)備上來看，其核心技術(shù)是空氣液化蒸餾分離技術(shù)，根據(jù)工藝模塊劃分稱為冷端，俗稱為冷箱。

冷箱是一套整體設(shè)備，包括外部框架鋼結(jié)構(gòu)、內(nèi)部容器（精留塔、換熱器）、工藝管道、儀表等，這里講述的是冷箱設(shè)備外部框架鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù)。

從設(shè)備采購費(fèi)用節(jié)省及運(yùn)輸條件上考慮，目前大型空風(fēng)旋轉(zhuǎn)冷箱結(jié)構(gòu)多以散件形式運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)組、拼裝為主。其拼裝方式有：整體地面拼裝法、直接搭接法、單面拼裝法等，直接拼裝法是其他拼裝方法的基礎(chǔ)。整體地面拼裝法是框架結(jié)構(gòu)橫置地面上、內(nèi)組裝設(shè)備、管道，完成整體吊裝就位于基礎(chǔ)之上，其組、拼裝方法是工廠冷箱加工方法現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)制，盡管降低高空作業(yè)難度，但它對(duì)場(chǎng)地要求較為苛刻，需要有大型的吊裝機(jī)械作為前列條件。單面拼裝法僅是直接拼裝法的簡單改良，相比較來說，在進(jìn)度管理上稍有提升。而今天我們所推薦的拼裝方法，是對(duì)直接拼裝法改進(jìn)而生的較新、較值得推廣的拼裝方法——結(jié)構(gòu)分段模塊法，目前，它具有競(jìng)爭(zhēng)代表性。

結(jié)構(gòu)分段模塊法是從直接拼裝法基礎(chǔ)上發(fā)展而來。直接拼裝方法：當(dāng)冷箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)加工車間通過簡單地下料、焊接、加工處理，以散件的方法運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，從設(shè)備基礎(chǔ)頂部開始分段按圖向上，按柱→梁→附件→面板→柱→重復(fù)工序順序，由下向上拼接直至結(jié)構(gòu)最頂部。為說明問題現(xiàn)舉例，就一個(gè)生產(chǎn)能力為60000NM3/H的空分裝置來說，主氬冷箱尺寸為14300×6700×62200（主氬冷箱分離式，混合式類同），結(jié)構(gòu)以散件（柱、梁、面板、附件）的形式運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，由于公路運(yùn)輸能力限制，結(jié)構(gòu)柱通常按設(shè)計(jì)要求，以8.5～12.5米分段到達(dá)，在設(shè)備基礎(chǔ)上開始按如下拼裝順序向上拼裝：第一段結(jié)構(gòu)拼裝（施工順序：內(nèi)腳手架搭建→柱→梁→附件→結(jié)構(gòu)調(diào)整→外腳手架搭建→面板安裝），完成驗(yàn)收后，進(jìn)行第二段結(jié)構(gòu)拼裝（施工順序：跟第一段相同）對(duì)接，完成驗(yàn)收后，再進(jìn)行下一段拼裝對(duì)接……直至結(jié)構(gòu)頂部，見上圖。

此方案的優(yōu)點(diǎn)在于：1）由于內(nèi)外腳手架的搭建，作業(yè)人員上下通行便利；2）便于質(zhì)量、安全控制人員檢查工作；3）150噸～200噸內(nèi)吊車能夠獨(dú)立完成作業(yè)。

缺點(diǎn)在于：1）工期長；2）需要搭建內(nèi)、外腳手架，措施費(fèi)用高；3）高度作業(yè)量大，質(zhì)量、安全管控工作量大。

考量如上不足問題，液空公司現(xiàn)推行一種新改良的冷箱結(jié)構(gòu)拼裝法——結(jié)構(gòu)分段模塊法，該方法（參考上例尺寸）是在設(shè)備基礎(chǔ)鄰近準(zhǔn)備2塊面積約分別為200（20×10）平方米的空地，表面平整固化處理后，其中一塊空地按冷箱基礎(chǔ)施工圖位置預(yù)設(shè)8個(gè)臨時(shí)基礎(chǔ)（基礎(chǔ)大小能夠承載最大的結(jié)構(gòu)模塊重量），基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板及安裝固定卡具（可用4段角鋼），另一塊空地制作3個(gè)均勻分布的支撐鞍櫈（鞍櫈可用H200型鋼進(jìn)行加工，能夠承載最大的結(jié)構(gòu)模塊重量），鞍櫈長度約7米。當(dāng)結(jié)構(gòu)材料散件運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，按圖從主冷箱的第一段（從下至上倒序?yàn)橐?、二、三、四、五，一般設(shè)計(jì)分為5段）開始，在鞍櫈上橫向拼裝A軸單片工作，完成單面框架的拼裝、調(diào)整、檢查、面板安裝焊接后，移開置空地，之后開始完成C軸單片拼裝工作，完成拼裝、調(diào)整、檢查、面板安裝焊接（A、C、2、4、5、7等位置編號(hào)見下圖）。

主氬冷箱結(jié)構(gòu)拼裝場(chǎng)地示意圖

接下來的工序是開始在臨時(shí)基礎(chǔ)上豎向完成第一段組、拼裝工作，工序如下：豎向吊裝就位C軸單片、纜風(fēng)繩可靠固定→豎向吊裝就位A軸單片、纜風(fēng)繩可靠固定→內(nèi)腳手架搭建→2、4軸柱、梁、部件拼裝、檢查、調(diào)整→2、4外側(cè)腳手架搭建→2、4面板安裝、焊接→第一段整體尺寸檢查→第一段整體吊裝就位于冷箱設(shè)備上進(jìn)行正式安裝（保留臨時(shí)腳手架，作為下一段拼裝工作平臺(tái)）；接下來，按同樣工序、方法完成氬冷箱的第一段組、拼裝及正式吊裝就位工作，然后再回到主冷箱的第二段組、拼裝，及正式吊裝就位、對(duì)接（與第一段模塊對(duì)焊）工作，轉(zhuǎn)至氬冷箱第二段組、拼裝，正式吊裝、對(duì)接工作……如此循環(huán)，直至完成主、氬冷箱第5段的拼安裝工作。在組、拼裝以及正式吊裝就位或?qū)舆^程中，多項(xiàng)工作可同步在地面上展開，極大地推動(dòng)了工作進(jìn)程。

經(jīng)過經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)構(gòu)分段模塊拼裝法與直接拼裝法相比較，其優(yōu)勢(shì)在于：1）腳手架措施費(fèi)用節(jié)約40%以上；2）由于多項(xiàng)工作同時(shí)開展，流水作業(yè)，進(jìn)度至少加速10%；3）由于拼裝作業(yè)基本在地面完成，有利于工程質(zhì)量、安全管控。

在使用本方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意：在結(jié)構(gòu)安裝高度達(dá)到約30米高度后，第4、5段結(jié)構(gòu)的重量（當(dāng)冷箱設(shè)計(jì)尺寸越大時(shí)）一般會(huì)超過200噸吊車的起吊能力，此時(shí)當(dāng)考慮容器吊裝使用吊車提前進(jìn)場(chǎng)，輔助完成結(jié)構(gòu)最后2段的吊裝、對(duì)接作業(yè)。