催化裝置旋風(fēng)分離器至煙機(jī)入口煙道和膨脹節(jié)更換施工技術(shù)

王延波

(洛陽隆惠石化工程有限公司 , 河南 洛陽 471012)

催化裝置旋風(fēng)分離器出口至煙機(jī)入口煙道及膨脹節(jié)的施工需要充分考慮煙道正常運(yùn)行時(shí)的熱膨脹量,煙道冷態(tài)施工時(shí)需要增加預(yù)拉量,以抵消煙道受熱膨脹所帶來的熱應(yīng)力,確保煙道正常運(yùn)行時(shí)所受的熱應(yīng)力最小化。現(xiàn)以洛陽石化二催化裝置為例淺談煙道的具體施工過程。煙氣管道特性:管道編號,FL1104;介質(zhì),催化煙氣;公稱直徑DN,1 200/1 600;操作溫度680 ℃,操作壓力0.25 MPa;設(shè)計(jì)溫度690 ℃,設(shè)計(jì)壓力0.43 MPa;檢驗(yàn)級別100%,Ⅱ級;試壓;管道級別,GC2。

1 管道預(yù)制

①管線預(yù)制分三段進(jìn)行:第1段(L1):三旋出口大小頭焊口A至立管預(yù)拉口46 mm焊口B處;第2段(L2):立管預(yù)拉口46 mm焊口B處至立管預(yù)拉口160 mm焊口C處;第3段(L3):立管預(yù)拉口160 mm焊口C處至水平段大小頭件38焊口G8處;其中大小頭(件38)需現(xiàn)場復(fù)核尺寸。直管段下料預(yù)制嚴(yán)格按排版圖進(jìn)行,預(yù)制成段后的每段總長度嚴(yán)格按圖紙尺寸。直管段預(yù)制管口需做臨時(shí)十字支撐,確保管口圓度。其中直管段件14下口下料長度預(yù)留100 mm長毛料,以便現(xiàn)場調(diào)整預(yù)拉口尺寸,預(yù)拉口調(diào)整好后現(xiàn)場進(jìn)行切割; ②不銹鋼板下料采用等離子切割,切割后用打磨方法消除熔渣飛濺和氧化皮確保管線內(nèi)壁潔凈;坡口采用機(jī)械加工,保證鋼板焊接質(zhì)量;③膨脹節(jié)焊接前應(yīng)確認(rèn)膨脹節(jié)的方向,必須確保內(nèi)桶焊接端迎著介質(zhì)流向;④與主管線連接所有接管必須在管線預(yù)制期間一并完成焊接(包括排凝、人孔、直管段保溫支撐圈等);⑤所有與主管連接的接管焊接完成后必須對內(nèi)部焊縫進(jìn)行打磨清理確保主管內(nèi)部潔凈;⑥所有焊縫及焊縫兩側(cè)必須打磨干凈露出金屬光澤(打磨掉氧化層,焊縫兩側(cè)100 mm);⑦所有主管道上的開孔補(bǔ)強(qiáng)圈必須設(shè)置透氣孔;⑧焊接嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝卡進(jìn)行;⑨對所有預(yù)制期間完成焊縫進(jìn)行100%射線檢測(對焊縫)和100%滲透檢測(角焊縫)。⑩所有膨脹節(jié)非鉸鏈位置需焊接臨時(shí)型鋼進(jìn)行加固,防止吊裝過程中膨脹節(jié)發(fā)生角變形。

圖1 更換煙管分段圖

2 現(xiàn)場施工

2.1 現(xiàn)場拆除

2.1.1拆除范圍

三旋出口三通后(件2開始)至標(biāo)高7 900 mm水平煙管高溫閘閥前(件38)止,期間的管線、彎頭(3個(gè))、大小頭(2個(gè))、膨脹節(jié)(6個(gè))、舊盒子、臨時(shí)承重支架等。

2.1.2拆除前準(zhǔn)備工作

搭設(shè)必要的腳手架(三旋頂部大小頭處,預(yù)拉口46 mm處,固定支架處,預(yù)拉口160 mm處,水平段大小頭處,每個(gè)膨脹節(jié)處);拆除各腳手架處的煙管保溫;裝置停車過程中,開始拆卸煙機(jī)出入口管道前,煙機(jī)殼體安裝百分表,煙機(jī)入口兩側(cè)至少各一處,每處測量三個(gè)方向位移變化(上下、東西、南北)。嚴(yán)格監(jiān)控各處百分表并做好記錄。另外測量好煙道冷熱狀態(tài)下擺動支架、滑動支撐位置,做好標(biāo)記。

將煙機(jī)入口彈簧吊架用定位銷固定;對應(yīng)煙道下方設(shè)置臨時(shí)支撐撐住煙道;煙道閘閥位置東西兩側(cè)做臨時(shí)支撐,防止閘閥傾倒。煙道冷卻后煙道應(yīng)處于預(yù)拉后冷態(tài)狀態(tài)。煙道冷卻后拆除水平管160 mm預(yù)拉口法蘭螺栓;恢復(fù)立管和水平管至預(yù)拉前冷態(tài)狀態(tài),此時(shí)立管應(yīng)處于垂直狀態(tài),并且水平預(yù)拉口恢復(fù)至160 mm,水平管南端應(yīng)向上抬起160 mm立管預(yù)拉口的距離(如恢復(fù)不到此狀態(tài),待割開立管160 mm預(yù)拉口后調(diào)整水平管,使水平預(yù)拉口恢復(fù)至160 mm間隙);動火割開立管160 mm預(yù)拉口,利用水平預(yù)拉口法蘭螺栓將水平預(yù)拉口調(diào)整至160 mm位置,此時(shí)煙道處于冷態(tài)預(yù)拉前狀態(tài);固定好不更換的這段煙道,為后續(xù)回裝做好準(zhǔn)備;此狀態(tài)下測量滑動支架位移量和2個(gè)擺動支架偏移位置,做好現(xiàn)場標(biāo)記,記錄數(shù)據(jù),并與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對比(設(shè)計(jì)2個(gè)擺動支架偏移位置,見圖2)。

圖2 2個(gè)擺動支架偏移位置

在最南端彎頭處東西兩側(cè)分別設(shè)2臺倒鏈牽引,防止立管預(yù)拉口割開后水平管發(fā)生傾倒。

2.1.3拆除方法

拆除分四段進(jìn)行(300 t吊車、50 t吊車和35 t貨車配合)。第1段:從三旋出口三通(件2開始)后至膨脹節(jié)4-2上焊道處;第2段:從膨脹節(jié)(4-2)上焊道至支架2上方;第3段:從支架2上方至立管160 mm預(yù)拉口焊道;第4段:立管160 mm預(yù)拉口至水平段大小頭出口焊道。

2.1.4拆除步驟

①首先用等離子切割立管預(yù)拉口160 mm處焊道,釋放立管預(yù)拉應(yīng)力,切割過程中注意水平管道會向下掉落,應(yīng)提前掛好倒鏈配合;待焊道割開后將倒鏈緩慢下落,使水平段下落至水平狀態(tài);②此時(shí)萬向節(jié)才處于原始狀態(tài),裝上裝運(yùn)螺栓,限制萬向節(jié)的轉(zhuǎn)動;③用等離子切割支架2上方焊道、4-2膨脹節(jié)上方焊道,焊道直接割斷,切割過程中注意支架的受力變化;然后切割三旋出口大小頭的焊道和水平段大小頭焊道,此兩個(gè)焊道先不能完全切斷,保留一段待吊車到位后再隔斷;④50 t吊車配合,動火割除支架1、支架2、支架3最北側(cè)橫梁,吊至地面;⑤300 t吊車配合吊著第1段,吊車帶約3 t的力(利舊原有吊耳,吊前對吊耳焊道做滲透檢測);⑥用等離子將三旋出口焊道割斷,切割過程中隨時(shí)觀察吊車的吊裝狀態(tài);⑦拆除第1段周圍的腳手架;⑧然后300 t吊車配合將第1段吊至西邊空地,用50 t配合溜尾,將煙道放至地面,裝車運(yùn)至指定地點(diǎn);⑨然后300 t吊車配合吊住第2段(利舊支架1處的軸式支耳,吊前對軸式支耳焊道做滲透檢測);⑩拆除第2段周圍的腳手架;將第2段吊至地面,裝車運(yùn)至指定地點(diǎn);然后300 t吊車配合吊住第3段(利舊支架2處的軸式支耳,吊前對軸式支耳焊道做滲透檢測);拆除第3段北側(cè)部分腳手架橫桿,第3段吊起20 m后從北側(cè)平移出去;將第3段吊至地面,裝車運(yùn)至指定地點(diǎn);最后300 t吊車配合吊著第4段,等離子將水平大小頭焊口割斷,然后吊車配合將第4段吊至地面(第4段南北兩頭需焊接2個(gè)板式吊耳),裝車運(yùn)至指定地點(diǎn)。第4段吊裝時(shí)需拆除腳手架北側(cè)部分橫桿,使第4段能從腳手架中間出來;拆除南側(cè)彎頭下部的臨時(shí)支撐框架。自此煙道拆除完成。

拆除完后對剩余水平段煙道軸線進(jìn)行調(diào)整,確保煙機(jī)出口水平軸線與三旋設(shè)備垂直軸線位于同一平面內(nèi),調(diào)整好后對此段進(jìn)行臨時(shí)固定,待煙機(jī)回裝完成后,根據(jù)煙機(jī)再對此段煙道進(jìn)行精確調(diào)整。

2.2 現(xiàn)場安裝

300 t吊車、50 t吊車和35 t貨車配合現(xiàn)場安裝。開始安裝前,依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的水平段預(yù)拉口尺寸,將利舊水平段預(yù)拉口調(diào)整到位,之后水平段煙道禁止任何方向發(fā)生位移(利用滾動支架處對煙道進(jìn)行臨時(shí)固定)。另外要提前安裝好煙道支架,拆除原有舊支架。新支架安裝方法:提前在三旋設(shè)備上焊接支架墊板,割除舊支架斜撐,將新支架吊裝至安裝位置,參照舊支架方位進(jìn)行新支架組對焊接,新支架焊接完成后,割除舊支架。

①用300 t吊車配合先安裝L2段,調(diào)整好L2段中心位置(三旋出口中心至煙道中心尺寸)和垂直度、標(biāo)高后,將L2段固定在支架上,并且將L2段上方與三旋平臺連接固定,下方與三旋框架連接固定;在立管東側(cè)地面架設(shè)全站儀,利用全站儀進(jìn)行煙道的位置及垂直度檢測。②L2段安裝就位后要保證立管的垂直度,另外需要保證三旋出口中心至煙道中心的距離;L2段就位后,測量水平段煙道尺寸,在預(yù)制場下料預(yù)制最后的水平短節(jié),并將L3段預(yù)制成整體,短節(jié)的焊口F再預(yù)制場焊接完成(并射線檢測完成),另外一道焊口E點(diǎn)焊固定并加固牢靠,暫不焊接,完成后運(yùn)至現(xiàn)場。③再用300 t吊車配合安裝L3段;組對焊口D,焊道暫時(shí)點(diǎn)焊固定,暫不焊接,焊口C(160 mm預(yù)拉口)用加減絲進(jìn)行臨時(shí)連接固定,組對焊口C時(shí)如果發(fā)現(xiàn)與L2立管有東西向錯邊,則調(diào)整L2東西向位置進(jìn)行調(diào)整。④再用300 t吊車配合安裝L1段;組對焊口A,焊道暫時(shí)點(diǎn)焊固定,暫不焊接;焊口B(46 mm預(yù)拉口)進(jìn)行臨時(shí)連接固定;⑤至此整個(gè)煙道連接成整體,開始焊接焊口A、焊口D;焊完后松開4-1、4-2和5-1共3個(gè)膨脹節(jié)的固定螺栓,割除焊口B(46 mm預(yù)拉口)臨時(shí)連接型鋼,用加減絲組對焊口B,并進(jìn)行焊接。⑥測量立管預(yù)拉口160 mm,將件14多余的毛料進(jìn)行切割;松開剩余3個(gè)5-2、5-3、件11和萬向節(jié)的固定螺栓,以同樣的方法組對、焊接焊口C(160 mm預(yù)拉口);至此剩余工作待煙機(jī)就位后方能施工。⑦煙機(jī)就位后對水平管再進(jìn)行精確的找正,如果水平管相對于煙機(jī)需要調(diào)整,則割開水平短節(jié)未焊接的焊口進(jìn)行微調(diào),直至水平煙道軸線與煙機(jī)軸線調(diào)整到位后,重新組對短節(jié)焊口并進(jìn)行組對焊接。⑧至此管道已全部施工完成,對現(xiàn)場固定焊口A、B、C、D、E做100%射線檢測(根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況可能需要變更檢測方法),合格級別Ⅱ級;焊口A、B內(nèi)部清理,人員從頂部人孔進(jìn)入進(jìn)行清理;焊口C、D、E從人孔4進(jìn)入清理管道內(nèi)部廢屑(用面粘),清理干凈后封人孔。⑨松開滾動支架處的臨時(shí)固定,松開閘閥處臨時(shí)支撐,萬向節(jié)裝運(yùn)螺栓,用倒鏈配合將水平段160 mm預(yù)拉口法蘭拉緊把好螺栓;拆除彈簧吊架定位銷,拆除下方臨時(shí)支架;松開倒鏈,再次拆開預(yù)拉口法蘭螺栓,測量預(yù)拉口法蘭與煙機(jī)法蘭同心度及平行度;檢查符合要求后再用倒鏈將預(yù)拉口拉緊把好螺栓;安裝煙氣旁路管道,至此煙道安裝全部完成,此時(shí)煙道應(yīng)處于預(yù)拉后冷態(tài)圖狀態(tài)。

3 結(jié)束語

此煙道的運(yùn)行溫度高,煙道膨脹量大,所以極易發(fā)生焊道斷裂的風(fēng)險(xiǎn),這就對煙道的施工過程及施工步驟提出了很高的要求,因此必須從施工過程嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,達(dá)到煙道長期平穩(wěn)運(yùn)行的要求。