煤气化气化炉组件吊装施工技术

石油工程建设2007年8月煤气化气化炉组件吊装施工技术卡方K分水方冰方水方长分水分长方规分长方X方水分长方水分长方水分水2K分水万水方K分K》长刀长方长长方水》*分*分*K分*)长》*》*》K》)长》K分K分K》华江坚平(中国石化集团宁波工程有限公司，浙江宁波315207)摘要:煤气化关键设备--- 气化炉组件，其整体形状呈倒“y”字形，不仅结构复杂，重量大，吊装位置高，而且要安装在煤气化框架钢结构内部，吊装难度大。文章结合湖南岳阳、湖北枝江和安徽安庆三套煤气化项目的吊装实践，介绍了采用1250t大型履带式起重机作为吊装主机具，采用250t履带式起重机作为溜尾吊车，将气化炉组件分为三大吊装单元，分别吊装就位的施工方法。实践证明，该方法与利用传统的门架吊装相比，工期短，更方便，更快捷，安全性更高。关键词:煤气化;气化炉组件;吊装;施工技术中图分类号: TQ545文献标识码: B文章编号: 1001-2206 (2007) 04-0036-051工程概况装标高)，质量为540t。作为中国石化集团公司“十五”期间重大工程(3)气体返向室:内直径为D3 400 mm，长的湖南岳阳、湖北枝江、安徽安庆三套煤气化项9 700 mm，安装基础标高为74.5m (即合成气冷却目，是中国石化调整能源结构、实现化肥企业扭亏器就位后上口标高)，质量为250t。其两道口分别为盈的重要战略举措，是中国石化化肥企业的希望与合成气冷却器、传导段上口对接。工程。由我公司实行EPC总承包，于2003年开工(4)传导段:内直径为D3 020 mm,安装基础.建设，目前正处在建设收尾、试车阶段。标高为65.9 m (即气化炉就位后上口标高)，质量该项目主要设备都集中在气化框架与磨煤框架为98t。其两道口分别与气化炉上口、气体返向室这两大煤气化框架内。气化框架总高度为97 m,对接。其中35m标高以下为钢筋混凝土结构，35m标高气化炉组件在气化框架上的分布位置见图1和以上为钢结构，本项目气化炉这一-关键设备就位于图2。气化框架内。磨煤框架总高度为82m,其中35 m2总体吊装方 案选择标高以下也为钢筋混凝土结构，35 m标高以上为2.1传统的门架吊装方法存在的问题钢结构。在国外已经建成的所有煤气化装置中，气化炉在以上三套煤气化项目中，各有1台关键设组件的吊装都是利用传统的门架采用液压提升吊装备一 气化炉组件。该组件由气化炉、合成气冷却工艺吊装就位的。即在气化框架顶部设置两根钢立器、气体返向室和传导段4部分组成，其结构形状柱桅杆，气化框架边的地面上再树立两根钢立柱桅呈倒“y”字形，整体质量为1 398t。各件设备的杆，在桅杆顶部架设4根大箱形梁作为提升承重基本吊装参数如下:梁，在门架承重梁上设立提升机具进行设备的提(1)气化炉:内直径为D3020/D4630mm,升。长30900mm，安装在气化框架35m标高层的钢第一，由于门架立柱高度高(根据气化框架的筋混凝土基础上，质量为510t。总体高度，门架高度至少应在100m以上)，要提(2)合成气冷却器:内直径为D3 400mm，长升的设备重量大，考虑到立柱的压杆稳定性，应设40500mm，安装基础标高为55m(弹簧吊架的安计出庞大的桅杆结构才能满足安全承载要求。另第33卷第4期江坚平:煤气化气化炉组件吊装施工技术37又97000作业无法进行。第四，由于门架提升箱梁安装高度V94000高，质量较重(每件质量约80t)，仍需要500t级左右的大型吊车才能满足门架顶部大型提升箱梁的架设安装要求，机械费用较高。+84200高温高压过湖器5782000受气化炉组件重量、外形结构和尺寸、运输道现场地面上. V1501路、吊装机具等诸多条件的限制，无法在设备制造组焊口包置飞天收集峰.75.000厂内完成整台气化炉的制造成型工作，必须分成4部分，也就是气化炉、合成气冷却器、气体返向。1102高空组焊中位置室、传导段在制造厂制造后，分件运输到安装现高空组焊口尊置合成气帝却幕765000场，在安装现场进行焊接。2.2利用大型履带式起重机吊 装的方案基于门架吊装气化炉组件有以上缺点，根据气55000化炉组件在气化框架上的安装位置和分布特点、吊装重量、安装高度、结构尺寸等因素，结合我公司V49 000大型吊装装备、技术条件和现场特点，经过对工弹簧吊架743000期、施工费用、安全各方面的综合权衡，决定采用我公司从德国引进的DEMAGCC8800型1250t大735 000型履带式起重机作为气化炉组件的吊装主机具，以250t履带式起重机作为溜尾吊车，分三大吊装单34.000元分别吊装气化炉组件，即气化炉、合成气冷却器1000 10000 1000 510000以及气体返向室与传导段组合件的吊装就位，在气256化框架上焊接两道黄金焊缝拼装成型。其中气化圈1气化炉组件在煤气化框架上的分布位置立面炉、合成气冷却器分别从气化框架的侧向吊装进入框架，为此，必须在框架上预留部分钢结构梁作为设备吊装的入口。气体返向室与传导段组合件则直接从框架顶部吊装穿下。吊装顺序的选择:因气化炉是安装在35 m标高混凝土基础上的，而合成气冷却器则是通过弹簧吊架安装在55 m的框架钢梁上，为此，从钢结构@|中50005000的整体稳定性考虑，必须先吊装气化炉，待气化炉就位并连接气化炉跨的部分钢结构梁后，才能接着吊装合成气冷却器，最后吊装气体返向室与传导段V-1301V-1302 V-1501组合件。下面分别介绍三大吊装单元的详细吊装操子L10000中-母10000 10000作方法。3自3气化炉的吊装图2气化炉组件在煤气化框架上的分布位置平面气化炉是气化炉组件三大吊装单元中吊装难度外，在设备提升过程中，由于气化框架将承受-半最小的，吊装工艺的关键是选择合适的主吊点位设备的重量，必须对气化框架进行加固才能满足吊置，以尽可能降低溜尾吊车的吨位级别。根据气化装强度要求，这样一来势必会造成钢材的大量耗炉的整体组合重心位置，主吊点选择在离上端口为费。第二，采用门架吊装安装效率低，施工周期13m处的两个对称布置的管轴式吊耳处。溜尾吊长。第三，由于门架相对框架固定，灵活性差，对点选择在设备裙座基础环处的两个板孔式吊耳处。周围其他的施工会产生较大影响，使得附近的一- 些气化炉壳体上周边布满接管，而且伸出长度都较38石油工程建设2007年8月长，为了避免吊装直立过程中接管对主吊装绳索产一定的角度，方可进入框架，否则有可能使吊装受生影响，采用了大直径的管轴吊耳，通过这种方式阻。合成气冷却器吊装就位后应调整垂直度，并测可以提高吊耳的抗弯截面模量等参数，同时也增加量和调整与气化炉之间的中心距离，为气体返向室了设备壳体上的受力面积，从而将各部分应力控制与传导段组合件的吊装对口作准备。在钢材的许用应力范围之内，确保吊装安全。5气体返向室 与传导段组合件的吊装由于气化炉的安装位置位于钢结构内部，其四5.1 吊装方案分析及选择周有钢结构立柱以及平台，为了使气化炉能绕过钢结气体返向室与传导段组合件结构形状特殊，吊构立柱进人框架，气化炉在地面上以1250t履带吊车装重量重，吊装高度高，吊装就位后与气化炉、合主吊抬头，250t履带吊车配合溜尾，设备吊装直立成气冷 却器之间的两道黄金焊缝焊接和热处理要求后，撤去溜尾吊车，然后仰起1 250t吊车臂杆至合适也较高，加上传导段与气化炉之间、气体返向室与半径，再将气化炉提升到略超出35 m高度，朝框架合成气冷却器之间内件相互穿插，而且间隙非常小基础方向转动1250t吊车臂杆，等转到框架预留开口(只有22 mm)，整个吊装过程操作难度非常大。位置时趴杆将气化炉吊装就位。在趴杆的过程中，随气体返向室与传导段组合后总质量为348t,两着吊车工作半径的增大逐渐往吊车尾部增加超级提升道 口的安装标高分别为65.9 m和74.5 m (也就是气化配重，直到气化炉吊装就位。炉、合成气冷却器安装就位后的上口标高)。气体返4合成气冷却器的吊装向室、传导段有3种可能的吊装方式:第-一种是气体合成气冷却器在框架上分布在气化炉的右侧，返向室、传导段分开吊装，在框架上对3道焊缝;第通过弹簧吊架固定在气化框架55m标高层的钢结二种是气体返向室与传导段在地面上立态组装在一构箱型梁上。其裙座形式为设置在合成气冷却器中起，然后吊装就位;第三种是气体返向室与传导段在部的锥体结构，设备从框架预留开口处吊装进入，地面 上卧态组装在一起后再吊装就位。待弹簧吊架全部与合成气冷却器连接好后，1250t气体返向室与传导段分开吊装，因为在高空要吊车方可回钩，而24根弹簧吊架中有一部分是安同时对3道口(2 道水平口和1道斜口)，因为内装在预留的箱形梁上的，为此，弹簧吊架悬挂层箱件间隙特别小，加上框架本身安装尺寸有误差，对梁的设计结构和预留形式会在一定程度上决定着口操作难度和风险太大，故不采用。1250t吊车的空中悬吊时间，为了尽可能缩短吊在三套煤气化项目中，气体返向室与传导段组车悬吊合成气冷却器的时间，经过多次讨论，最后合件采用过两种组装形式。一种是立装，岳阳采用确定了比较合理优化的框架钢结构设计节点和预留的是立装形式;另- .种是卧装，枝江和安庆采用的形式。是卧装形式。通过对两种组装方式的实际吊装操作进行优化设计后，可以事先安装3根箱梁，有进行对比，采用卧装形式比较好。卧装时气体返向17个弹簧吊架可以在合成气冷却器吊装前安装到室与传导段之间的中心距离比较容易测量和控制,位，只预留了7个弹簧吊架。因弹簧吊架的自然悬有利于高空的对口和就位，但卧装时起重吊装的操垂状态会挡住合成气冷却器的锥体裙座，为此应用作难度稍大一点。立装时气体返向室与传导段之间倒链将各已经安装在箱梁上的弹簧吊架往外拉20°的中心距离不容易测量和控制，不利于高空的对口左右。和就位，但起重吊装操作难度较小。合成气冷却器就位后补齐预留的箱梁和弹簧吊5.2卧态组装后的 吊装过程架。通过此设计方案，1250t吊车空中的悬吊时气体返向室与传导段卧态在地面上组装后的吊间可大大缩短。其吊装工艺与气化炉类似，在此不装过程主要分以下几个步骤:将气体返向室与传导再叙述。值得一提的是，合成气冷却器主吊耳的方组合件由组装位置抬吊到沙坑翻转位置-→将气体返位角设计比较讲究，因为合成气冷却器进框架时部向室与传导段组合件在沙坑内翻转90°至传导段位分接管位于箱梁之间，必须对合成气冷却器进行方于正上方-→将气体返向室与传导段组合件再翻转位的适当旋转并控制方可平移进框架，这时就应保90°使两道口呈水平布置状态- +在地面上连接找正证主吊装平衡梁不能与框架侧面平行，而是应该有索具进行找正-→将气体返向室与传导段组合件吊装第33卷第4期江坚平:煤气化气化炉组件吊装施工技术39到高空就位对口一+安装液压顶(提)升机构一进行两道口水平为止，然后用两个10t倒链进行封固。两道口黄金焊缝的焊接与热处理。5.2.5气体返向室 与传导段组合件吊装就位5.2.1将气体返向室与传 导段组合件由组装位置抬找正好后，利用1 250t吊车将组合件吊装就吊到沙坑翻转位置位，与气化炉、合成气冷却器上口进行对接。传导此过程用1250t与250t两台吊车配合抬吊进.段与气化炉之间、气体返向室与合成气冷却器之间行。根据气体返向室与传导段组合件的重心位置，的内件相互穿插，而且间隙非常小，为了防止气体1 250t吊车吊气体返向室向上，250t 吊车吊传导返向室与传导段组合件吊装就位过程中因内件相互段向上。采用绳扣捆兜方式。刮挤碰撞而造成破坏或产生吊装危险，需在气化炉5.2.2 将气体返向室与传导段组合件在沙坑内翻转的上端口沿圆周均布各焊4块吊装组对临时用限位90°至传导段位于正上方导向板，在合成气冷却器上端口焊两块限位导向由于组合件整体结构不规则，若在鞍座等刚体板，来控制气体返向室与传导段组合件下降的方向内翻转，容易引起翻转过程中设备跑离鞍座坠落到和摆动。地面的现象，酿成吊装事故。为此本次采用将气体5.2.6高空 两道黄金焊缝焊接过程中液压顶升机构返向室放人松软的黄沙坑内进行翻转，在翻转过程的使用中气体返向室始终在地面上，翻转重心低，翻转平按照设计要求，在气化框架上进行气化炉组件稳，设备接管不会受硬物挤伤，比较安全稳妥。由两道黄金焊缝的焊接和热处理期间(时 间约半个. 1 250t吊车单独提升传导段进行翻转。1 250t吊月)必须对气体返向室与传导段组合件施加恒定的车兜在传导段端部挡板以内位置。因为传导段壳体向上提升力，使得黄金焊缝在焊接和热处理过程中直径大，不利于翻转中的绳子滑动，为满足组合件不受压缩，保证黄金焊缝的焊接质量，减少焊接变翻转过程的需要，需在1 250t吊车的吊装索具上形和焊接应力。设置一个平衡轮，使索具能绕平衡轮自由回转。根据此要求，为了缩短1250t吊车的吊装时250t吊车连接传导段靠端部的两个板式吊耳，在间，专门设计了与设备重量和现场条件相匹配的翻转中不受力，只起到保护作用。等翻转至传导段300t级液压顶升机构，利用液压顶升法来代替位于正上方时，250t 吊车开始受力，并加载到规1250t吊车完成就位后组焊焊缝期间的高空恒力定的载荷(此载荷即为下一个翻转过程时的计算溜静吊装任务,辅助两道黄金焊缝的高空焊接。尾力)，1250t吊车回钩松绳。液压顶升机构的基本原理是利用液乐顶升机构5.2.3将气体返向室与传导段组合件再 翻转90°使的两台千斤顶作为施力源，通过顶升机构的上承重两道口呈水平布置状态梁将原先由1250t吊车承担的设备重量传递给两此过程与常规的立式设备吊装过程一样，以台千斤顶，千斤顶又将该载荷通过其下的两根承重1 250t吊车吊气体返向室上的两个管式吊耳，250t梁传递到气化框架钢结构梁上，使1250t吊车在履带吊车配合溜尾吊传导段上的两个板式吊耳将黄金焊缝焊接之前就可以顺利、安全地摘钩。其吊装直立。液压顶升机构的具体操作方法是:将气体返向5.2.4地面上直 立后连接找正索具进行找正室与传导段组合件吊到气化框架上分别与气化炉、此过程为气体返向室与传导段组合件正式吊合成气冷却器的上端口进行对接后，用其他辅助吊装就位前的最后一个地面操作过程，其目的是通车配合将液压顶升机构和辅助提升找平索具(由于过连接找正索具进行找正，将组合件整体重量转移组合件整体重量偏心较严重，需同时在传导段上设到一台1 250t吊车上，以便于能单独使用1 250t置辅助提升找平索具将传导段上提，以保持气体返吊车将组合件吊装就位。向室与传导段组合件的平衡，该辅助提升找平索具找正索具采用两组80t级6轮滑轮组，下连上连接有拉力计，也可显示提升载荷。)吊到气化接点为传导段上的两个板孔式吊耳，上连接点为框架上安装到位，分别与气体返向室和传导段进行1 250t吊车吊钩，通过现场两台50t吊车抽取跑连接，连接好后在液压顶升机构- -侧通过操作液压绳，直至组合件重心位于1 250t吊车吊钩正下方泵站将千斤顶顶柱伸出，逐渐对气体返向室施加向石油工程建设2007年8月大型尾气烟囱吊装施工刘乐意，张友星，董正军(四)石油天然气建设工程有限责任公司,四川成都610213)摘要:罗家寨天然气净化厂尾气烟囱设计通径大，吨位重，采用常规的吊装工艺难以满足吊装施工要求，经分析论证，最终确定尾气烟囱的吊装采用倒装法，主要吊装受力机具为2台150t履带吊车，逐段吊装，空中组对焊接。文章介绍了150t履带吊车的组装、分段吊装的步骤及方‘法、吊点及吊耳的选择。实践证明，该吊装工艺既有效地避免了简体变形，又大大节约了吊装成本。关键词:天然气净化厂;尾气烟囱;吊装工艺中图分类号: TU996.74文 献标识码: B文章编号: 1001-2206 (2007) 04- 0040-041工程概况表1罗家寨天然气净化厂尾气烟囱分段罗家寨天然气净化厂工程是我国第-座高酸性单元段第1段第2段第3段第4段第5段第6段合计气田的试点开发工程，大型设备多，吊装难度大，长度/m 18.016.516.5| 16.516.516.0100.0其中尾气烟囱的吊装难度尤显突出。衬里前尾气烟囱高100m，直径2600 mm，衬里后总质量/14.013.1 13.1 13.5| 15.423.3| 92.4质量211.4t，烟囱吊装前，根据吊装组对施工需衬里后31.8 29.9 29.9| 30.3| 32.856.7 211.4要，采用Q235B钢板在地面上分成6段进行预制，其中前5段在地面上完成筑炉衬里，第6段待吊装行分段。注:以上1~6段是依照就位后的烟囪由顶部向底部的顺序进就位后在烟囱内部进行衬里，具体分段情况见表1。2吊装工艺确定工要求。本次尾气烟囱的设计通径大、吨位重，通过论(1)完全利用塔架本体作为主要吊装受力杆件证，若采用以下常用的吊装工艺，难以满足吊装施进行倒装。经校核证明，塔架本体强度难以满足吊上顶升力，在辅助提升找平索具一- 侧则通过调节倒先采用操作方便、运转灵活、起重能力大的链将滑轮组上的跑绳收紧并逐步加力，直到1 250tDEMAG CC8800型1 250t大型履带式起重机，成吊车所承受的负荷为零时，拆去1 250 t吊车吊钩。功地吊装了三套煤气化项目气化炉组件。通过与利在黄金焊縫焊接和热处理过程中，可根据现场用门架吊装气化炉组件进行比较，采用移动式起重的实际情况，操作液压顶升机构的控制手柄和调整机吊装气化炉组件，吊装工期短、更方便、更快辅助提升找平索具，以满足现场对口、组焊和热处捷、安全性更高，对施工现场以及气化框架钢结构理期间的高度、水平度和载荷要求。的影响也更小。6结束语相同的装置、相同的设备，采用不同的机具和作者简介:江坚平(1971-)， 男，浙江衢州人，工程师，吊装工艺方法，在吊装工期、成本、安全性、质1997年毕业于浙江大学，从事起重吊装技术工作，现任中量、吊装操作难度等方面会有很大的不同。在全球国石化集团宁波工程有限公司机械化施工公司副总工程师。的煤气化气化炉关键设备的吊装工程中，我公司率收稿日期: 2006-10-23 .