外取熱器管束更換中的高科技綜合技術(shù)應(yīng)用

張東玲

（大慶石化建設(shè)有限公司，黑龍江 大慶 163714）

廣西石化催化裂化裝置以往進(jìn)行外取熱管束采用的是卷揚(yáng)機(jī)配合滑輪組作業(yè)，一是危險(xiǎn)系數(shù)較大，而且對(duì)下落的催化劑沒有采取收集措施，污染環(huán)境，同時(shí)，施工時(shí)間過長，以往在催化裝置因外取管束泄露非計(jì)劃停車情況下，24 小時(shí)不間斷施工需要15 天才能完成管束更換任務(wù)，廣西石化此次檢修工期30 天就是根據(jù)外取熱器管束更換以往需要時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)籌安排，因此，外取管束更換是此次廣西石化檢修的主線。管束能否按期完成更換是決定裝置能否如期開工的關(guān)鍵。

外取熱器E101A/B 管束（含松動(dòng)風(fēng)管）利用4 臺(tái)液壓提升器,采用倒裝方法進(jìn)行抽出和回裝，利用2 臺(tái)5t 卷揚(yáng)機(jī)配合提升器將管束放倒、牽引、溜尾至框架外，使用450t汽車吊裝卸車，150t 拖車運(yùn)輸管束。

1 施工技術(shù)應(yīng)用

施工方法步驟：（1）液壓提升設(shè)備安裝；（2）旋轉(zhuǎn)尾排制作安裝；（3）管束吊裝抱箍制作安裝；（4）強(qiáng)度校核；（5）管束下落等部分組成。具體方法如下。

1.1 液壓提升設(shè)備安裝

主吊選用4 臺(tái)型號(hào)為TS100-250 液壓提升器，外形參數(shù)為φ360×1679mm，單臺(tái)公稱吊重115 噸。設(shè)置在標(biāo)高EL25850 處四個(gè)彈簧支架上方設(shè)備支座上，每臺(tái)液壓提升器配10 根φ15.2mm×30m 鋼絞線，鋼絞線與鋼絲繩通過專用吊具連接進(jìn)行吊裝，每根鋼絞線公稱吊重10 噸，4.6 倍安全系數(shù)，單臺(tái)設(shè)備吊重100 噸，4 臺(tái)同時(shí)使用吊重400 噸。液壓提升器采用傳感監(jiān)測和計(jì)算機(jī)集中控制可全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報(bào)警等多種功能，對(duì)系統(tǒng)中每個(gè)液壓提升器的獨(dú)立實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，從而使得液壓同步提升或下放過程的同步控制精度更高，更加及時(shí)、可控和安全，操作人員可在控制臺(tái)人機(jī)界面進(jìn)行液壓提升過程及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察和（或）控制指令的發(fā)布。

通過計(jì)算機(jī)人機(jī)界面的操作，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、順控（單行程動(dòng)作）、手動(dòng)控制以及單臺(tái)提升器的點(diǎn)動(dòng)操作，從而達(dá)到所需要的同步提升、下放、空中姿態(tài)調(diào)整、單點(diǎn)毫米級(jí)微調(diào)等特殊要求。

1.2 旋轉(zhuǎn)尾排制作安裝

外取管束在液壓提升器吊裝過程中，管束整體由直立狀態(tài)到水平狀態(tài)和由水平狀態(tài)到直立狀態(tài)過程中底端受立位置容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)，非常容易發(fā)生吊裝事故，為了解決這一問題，本次吊裝采用旋轉(zhuǎn)尾排配合吊裝作業(yè)，讓外取管束下端管箱法蘭口與尾排受力槽緊密貼合，在2 臺(tái)5 噸卷揚(yáng)機(jī)的配合下，使管束平穩(wěn)的由由直立狀態(tài)到水平狀態(tài)或由水平狀態(tài)到直立狀態(tài)。

1.3 管束吊裝抱箍制作安裝

為防止管束在下落和提升吊裝時(shí)重心偏下造成管束上部向一側(cè)傾斜發(fā)生吊裝事故，需在管束上設(shè)置管束吊裝用抱箍，并在抱箍上焊接2 個(gè)吊裝用管式吊耳，為了方便安裝，抱箍采用分瓣形式。

1.4 吊裝關(guān)鍵部件強(qiáng)度校核

為了確保整個(gè)吊裝過程全程受控，保證外取管束更換的整體安全性和可操作性，特對(duì)支座液壓提升器支座地腳、抱箍及吊耳、拉桿、管式吊耳、法蘭管口、吊具、旋轉(zhuǎn)尾排等吊裝系統(tǒng)關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。

通過對(duì)管束吊裝系統(tǒng)關(guān)鍵部件的強(qiáng)度校核，得到以下結(jié)論和認(rèn)識(shí)：

（1）支座地腳1 最大應(yīng)力為188.6MPa，支座地腳2 的最大應(yīng)力為70MPa，滿足強(qiáng)度要求。

（2）當(dāng)放到0 度、15 度、45 度、75 度和90 度時(shí)，抱箍及吊耳的最大應(yīng)力分別為65.7MPa、135.0MPa、133.6MPa，146.9MPa 和150.5MPa，應(yīng)力均小于屈服強(qiáng)度，有一定的強(qiáng)度余量，滿足強(qiáng)度要求。

（3）拉桿自身的應(yīng)力為133.7MPa，連接板的應(yīng)力為153.1MPa，拉板的應(yīng)力為177.4MPa，拉桿部件滿足強(qiáng)度要求。

（4）管式吊耳的最大應(yīng)力為175.8MPa，位置在十字內(nèi)筋板處。應(yīng)力云圖中不包含十字內(nèi)筋板時(shí)，最大應(yīng)力為69.5MPa。管式吊耳滿足強(qiáng)度要求。

（5）法蘭管口的最大應(yīng)力為80.2MPa，滿足強(qiáng)度要求。（6）吊具的最大應(yīng)力為139.9MPa，滿足強(qiáng)度要求。

（7）放到0 度、15 度、45 度、75 度和90 度時(shí)，尾排的最大應(yīng)力分別為53.1MPa、23.7MPa、40.2MPa、51.5MPa和64.9MPa，滿足強(qiáng)度要求。

（8）通過對(duì)支座地腳、抱箍及吊耳、拉桿、管式吊耳、法蘭管口、吊具、旋轉(zhuǎn)尾排等關(guān)鍵部件的置，方便抱箍安裝，抱箍用25 噸吊車提前吊到此層平臺(tái)，安裝抱箍使用的4 臺(tái)2t 倒鏈提前系掛在25.85 米平臺(tái)梁下方吊耳上，拆下南北兩側(cè)主吊索具，進(jìn)行抱箍安裝，抱箍安裝在管束支架圈板位置。抱箍與管束安裝時(shí)用規(guī)格為600×10000×2mm 橡膠墊進(jìn)行隔離，保證兩個(gè)吊耳分別處于南、北兩側(cè)（ e 和 e 方位）。用拉桿將抱箍和管束連接固定，拉桿從管束法蘭面螺栓孔穿過，利用螺栓把緊，每個(gè)拉桿備3 個(gè)螺帽，法蘭上方1 個(gè)，下方2 個(gè)。

抱箍和拉桿安裝完畢后，將南北兩側(cè)主吊繩扣系掛在抱箍吊耳上，預(yù)緊后，4 臺(tái)液壓提升器同步下降100mm，停止操作并進(jìn)行吊裝系統(tǒng)檢查，主要對(duì)抱箍、拉桿等進(jìn)行檢查，確認(rèn)無異常后，繼續(xù)下放，同時(shí)，利用牽引系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)尾排移至管束正下方，使外取熱器管束垂直投影的中心線與旋轉(zhuǎn)尾排軸線重合，以保證下封頭法蘭管口與旋轉(zhuǎn)尾排槽準(zhǔn)確咬合。下封頭與旋轉(zhuǎn)尾排槽咬合后，同時(shí)，啟動(dòng)兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽引尾排下方底排，使旋轉(zhuǎn)尾排向西側(cè)移動(dòng)，主吊系統(tǒng)配合慢慢下放，通過2 臺(tái)液壓提升器升降及受力情況，控制管束垂直投影的中心線與旋轉(zhuǎn)尾排軸線時(shí)刻重合，防止側(cè)向受力產(chǎn)生失穩(wěn)，東側(cè)卷揚(yáng)機(jī)牽引底排控制其行走速度與管束下放速度同步，防止過快。使管束從直立狀態(tài)變?yōu)樗綘顟B(tài)，最終放置在底排鞍座上，鞍座放置管束中間支架正下方。

應(yīng)力分析，所有部件均滿足強(qiáng)度要求。

1.5 管束下落

先吊裝外取熱器E-101A，吊裝前確認(rèn)所有障礙拆除完畢，在管板圓周搭設(shè)腳手架作業(yè)平臺(tái)，管箱4 個(gè)對(duì)角方向預(yù)留，8 條螺栓不拆，其余用液壓扳手提前拆掉。4 臺(tái)液壓提升器逐漸加載，加載到每臺(tái)承重30 噸后，將預(yù)留螺栓拆下。采用傳感監(jiān)測和計(jì)算機(jī)集中控制可全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報(bào)警等多種功能，對(duì)系統(tǒng)中每個(gè)液壓提升器的獨(dú)立實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，從而使得液壓同步提升或下放過程的同步控制精度更高，更加及時(shí)、可控和安全，操作人員可以在控制臺(tái)人機(jī)界面進(jìn)行液壓提升過程及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察和（或）控制指令的發(fā)布。

使管束下落500mm，停止下降，清理催化劑，提前在殼體上系掛一個(gè)φ4000×20000mm 的催化劑收集器，遮擋催化劑亂飛，便于集中卸到地面，減少環(huán)境污染。對(duì)整個(gè)吊裝系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無誤后，繼續(xù)下降，操作人員在控制臺(tái)界面進(jìn)行液壓提升過程及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察和控制指令的發(fā)布，在7.25 米、14.3 米、18.5 米、25.85 米每層平臺(tái)安排4 人配合，如果發(fā)生刮碰，通過單臺(tái)提升器升降進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)管束下落5 米時(shí)，停止下落，此時(shí)，管束中部支架正好在標(biāo)高18.5m 平臺(tái)位。

2 結(jié)語

作業(yè)人員從白天到晚上連夜倒班施工，技術(shù)人員利用高科技有限元模型合理的計(jì)算、準(zhǔn)確合理的吊裝技術(shù)組合，液壓提升+旋轉(zhuǎn)尾排+催化劑收集器，高科技流程化的安裝順序，在大型設(shè)備施工項(xiàng)目中也是首次采用，史無前例。通過科學(xué)籌劃，技術(shù)攻關(guān)與實(shí)踐應(yīng)用，圓滿地完成外取熱器E-101AB 管束更換施工任務(wù)，并比計(jì)劃30 天工期提前12 天，2 臺(tái)外取熱器管束只用了18 天就完成了管束更換任務(wù)，比以往施工節(jié)省一倍的時(shí)間和人工、機(jī)械。