大型煤气化装置主要设备安装设计

E &C Technolgy工程技术大型煤气化装置主要设备安装设计甄崇汀胡雅芹中石化宁波工程有限公司浙江宁波315103摘要结合两段式干煤粉气化装置设备安装,分析总结高层框架主要设备的安装设计。关键词设备安装地脚螺栓管口方位中图分类号TQ082文献标识码B文章编号1672-9323 (2015)04- -051-04装置设备布置既要有利于生产和工人的操作，又要节省投资,少占地,便于施工，它是整个工程设计中重要的一-环。在装置设备布置中,不可忽视设备安装设计的重要性。设备安装设计包88m_括就位方案,吊装,施工,检修等内容。本文结合两段式干煤粉气化装置工程安装实例，对气化装置高层框架主要设备的安装设计进行分析总结。21_1气化装置布置概述. 1.1 布置特点两段式干煤粉气化装置主要有粉煤加压给料、煤气化、除渣、干/湿法除灰及合成气洗涤等单元，设备集中布置在高约516790m的框架内。其布置特点如下:23.5h特点一:主框架高,采用型钢混凝士一型钢的特殊混合框架结构。气化炉基础38m以下框架采用型钢混凝土结构,38m以29个上为钢框架结构,以增强框架的稳定性和有效刚度。特点二:大型设备多且安装位置高。框架上设备多达170台6/ 14 /13/左右，设备高度在20m以上的有7台,简径(宽度)在4m以上的1-气化炉2-台成气4却器 3-中压德环策有10台。其中气化炉和合成气冷却器均高约40m,分别安装在7-水力城试品8-楼查机9-播环东大路招品15-事故冷却水果16-热水如地基17-循环过烤暮18-氧气预地器19-高温高压过时幕20-欧料醒过鸿昌+38.0m和+57.0m,总净重达1390t。21-飞灰放料罐22-气提耀过对县 23- 飞灰邮科4长理24-储理过域器 25-中间储理26-飞灰克气仓27- 高压氧气便冲峰28-排污闪基罐 29- 高压氮气过述县30-循环气压耀机特点三:设备多同心竖向布置。本气化工艺中煤粉加压给图1主要设备布置图料、除渣及干法除灰等单元均采用锁斗系统输料,因此对设备布粉煤加压给料单元,3个系列的设备主要布置在主框架东跨置同心度要求高"。的0m~82m高度范围内。气化炉及合成气冷却器布置在主框架西跨的30.5m~82m2设备布置说明之间，气化炉支撑于38m层，合成气冷却器用恒力弹簧吊于主框架高约88m,共13层,占地约长x宽(40mx20m),在57m层。除渣中国煤化工下方空间。整个气化框架内按照煤气化工艺流程自上而下布置主要的工艺设备安装YHCNMHG设计、设备地脚螺栓设备，见图1。及管口方位设计。石油化工建设2015.04| 51.E&C Technology工程技术进场，摆放在气化框架与西侧公路间预留的56mx35m的空地位置;待气化炉吊装完成后，合成气冷却器再进场。此区域布置的渣仓及环形公路,待气化炉整体吊装完成后再行施工。4结构设计根据设备吊装方案，在提交土建一次条件时应充分周密设计安装开孔、结构梁型式。4.1安装开孔根据前述吊装方案,安装在混凝土框架内的设备,吊装时要穿过多层楼板。因此在混凝土结构设计时要预留安装开孔,安装孔的大小(即粱间净距)必须能通过设备外缘最大凸起部件。安400t履带吊车(溜尾吊车)装孔一般为方形,按设备的直径(包括保温厚度)及耳座大小、管|1600t履带吊车口最大伸出长度取最大值，并考虑距结构梁边100 ~ 150mm净(主吊车)距确定其开孔尺寸。当设备在两层楼板之间因层高限制无法垂直吊人,需要借助滑轮组由水平旋转到竖直状态的过程中,安装开孔的确定还应避免吊装过程设备不与楼板触碰。例如气化炉图4组合件周向翻转90°下方渣收集罐和渣放料罐的吊装。提土建条件、考虑梁间净距及吊装方案时，设备有可能转45°角度,将四个支耳的位置转至楼板开孔的四个角处(增大净距)。设备吊起,支耳通过开孔角处通过楼板,再转回45°角度将支耳在梁上就位,楼板开孔四周均应做围堰，-般为50mm高度,以防地面上物料或流体流至下一层"。4.2结构梁设计根据前述吊装方案,安装在钢框架内的设备,对于长径比很找正索具系统(两组)大的设备可以从建、构筑物的侧面进入就位,此时必须设活动梁(钢梁)。设备吊人时取下活动粱，设备进人后再安上活动梁,活动梁宜使用螺栓连接。气化炉.合成气冷却器分别从气化框架的V-3302西侧平移吊装进入框架。如气化炉吊装要求1-B至1-C轴西侧43m至82m层预留活动钢梁。钢结构及混凝土预留的活动梁必须在土建蓝图中明确标出图5组合件经向翻转90°活动梁的位置,并且要在设计文件中交代对施工程序的要求,设转90°使两道口呈水平布置状态(图5),在地面上连接找正索计应协助施工单位做好施工组织工作。具进行找正，将传导段与气体返向室组合件吊装到高空就位对对于安装在混凝土框架内的设备，当下方设备简径大于上口,进行两道黄金焊缝的焊接与热处理"。方的设备安装孔时，上方设备基础的结构梁宜设计为钢梁。例如3.2中小型容器设备吊装除渣系统设备渣收集罐V-3402和渣放料罐V3403。V-3403中小型容器设备可以用汽车吊装工具从建、构筑物的- -端布置(EL.16500)在 V-3402(EL.23500)下方,即V-3403需通吊放在所在楼板(上铺枕木、钢管).上,然后用卷扬机或者手动葫过EL.23500吊装孔，落座在EL.16500层基础上，故V-3402芦拖至安装孔旁(楼面应提出设备有关荷载),再利用手动起吊的基础需考虑采用钢结构做支撑,待V-3403吊装完毕后,安装工具将容器立起放入安装孔,支承在梁上。如渣水换热器等设V-3402基础,再吊装V-3402。备3.3场地预留5地脚螺栓设计场地预留需在设备布置时进行合理计划和安排，预留不当5.1地脚螺栓安装方式将会影响后序作业的施工和吊装。5.1.1框架中国煤化工传导段与气体返向室先行进场，在气化框架与南侧公路间建、构筑HCNMHG或裙座--般采用预留预留35mx30m的空地进行组焊;气化炉从气化框架西侧公路螺栓孔安装设计。石油化工建设2015.0453& c Technoloy工程技术建、构筑物为混凝土结构时,容器设备支耳或裙座--般采用5.3.2安装在钢梁上的设备,螺栓长度预埋地脚螺栓安装设计。(贯穿型安装) L=设备底座或支座、支腿底板厚度+型钢5.1.2地面上地脚螺栓安装高度及上下翼缘厚度+5x重型螺母厚度(mm)塔类、较高的容器.换热器、球罐和振动较小的机械设备,采(穿上翼缘型安装) L=设备底座或支座、支腿底板厚度+用预埋地脚螺栓安装设计。上翼缘厚度+5x重型螺母厚度(mm)振动大的机泵及压缩机，采用预留地脚螺栓孔安装设计。5.4地脚螺栓方位要求5.2螺栓孔安装设计要求布置在地面上的设备,地脚螺栓宜跨中均布。因为设备的大5.2.1预留地脚螺栓孔多管口方位与北向都是呈0° ,90° ,180° ,270° 夹角，如果地预留孔的尺寸AxA最小为100 100 (mm)。设备安装要脚螺栓居中均布,与管口投影在同- -水平位置,管口泄露时,容求规定螺栓距孔壁的净空e不得小于15mm即螺栓钩距孔壁尺易造成地脚螺栓腐蚀;布置在框架上的设备,地脚螺栓宜居中均寸e宜>20mm;孔壁距基础边的尺寸b≥100mm,当b不能满布,便于安装定位。如带四个支耳的设备,地脚螺栓跨中均布,支足100mm时,可采用预埋方式或对基础配筋加固。螺栓钩距孔耳就无法坐落在主梁上，需另设八卦梁,不便于安装。底尺寸B取80mm,L2根据埋入深度和基础灌浆层(50mm) 确定。孔深(C)=地脚螺栓埋入深度(L2)+B(mm)。6设备管口方位设计框架内布置的设备,其管口方位除了要满足配管要求外,还应考虑设备安装过程中避开结构梁,标高相近(距离小于结构梁高)的管口方位尽量相隔90°或180°分布。同时,吊耳的正上方不应布置管口。吊装过程中可以利用方形开孔的四角空间穿过楼板,而无需放大安装孔尺寸。7结束语随着气化装置规模大型化,配套的设备随之变大，设备安装设计中设备吊装成了制约装置建设周期的关键因素，特别是不规则、偏心的设备吊装难度较大。所以如果忽视了设备安装设计,会造成施工不便甚至不必要的返工,给生产操作,装置维修，甚至安全生产带来后果。设备安装设计是蕴含在设计过程中的，本文仅就气化装置框架内设备安装设计的进行了简单梳理，在具体设备安装时还应具体分析。图6预留孔尺寸图参考文献5.2.2贯穿钢梁的螺栓孔1吴银成李建良朱鸿滨.壳牌工艺煤气化装置主要设备的吊装技术钢梁.上预留螺栓孔尺寸比地脚螺栓规格大- -等级即可。安[]石油化工建设,2010,(2):71-75.装在钢梁上的设备,其地脚螺栓应贯穿型钢上下翼缘。当钢梁较2江坚平.煤气化气化炉组件吊装施工技术[]石油工程建设,2007,第大,设备较小时,也可只固定在型钢的上翼缘上。33卷第4期:36-40.5.3螺栓尺寸设计3潘文江.煤气化偏心组合体的优化吊装[J石油工程建设，2007,第33根据地脚螺栓的拧紧要求,计入螺纹力矩的影响，确定地脚卷第3期:41-43.螺栓的计算载荷值,再根据计算载荷值确定地脚螺栓的直径。4陶炯心。化工工艺设计中的设备安装设计问题[]江苏化工, 1996,(1):28-30.5.3.1预埋地脚螺栓露头长度(收稿日期:2015-03-05)L=设备支座或底座、支腿底板厚度+ 2.5x重型螺母厚度(mm)中国煤化工YHCNMH G54 | 石油化工建设2015.04.