70万吨乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目施工技术总结

1、中油吉林化建工程股份有限公司吉化乙烯项目部 1.工程概况吉化30万吨/年乙烯装置于1996年9月建成后，于2001年又增加了一台乙烯裂解炉，使乙烯生产能力增加到38万吨/年。2004年4月2005年10月对现有1#6#裂解炉进行改造，单台生产能力从6万吨/年提高到8.4万吨/年。2005年再次采用LINDE公司的工艺技术，增加两台12吨/年裂解炉，并对分离系统进行改造，于2006年4月使乙烯装置的生产规模达到70万吨/年。本项目仅增加一台备用裂解炉。工程特点建设规模本项目增加备用裂解炉的规模为12万吨/年。裂解炉为石脑油炉。1.1.2建设地点本次增加备用裂解炉（F1001）位于吉林石化公司聚乙

2、烯厂乙烯装置裂解炉区8#炉南侧预留地。1.1.3工程占地面积新建裂解炉占地面积1148平方米，场地内无需拆除建、构筑物。1.1.4总投资及建安工作量本项目总投资9344.8万元，建安工作量2434万元。1.1.5主要工程量序号施工内容单位数量备注1土建钢筋吨160其中炉前管廊40t砼m31100其中炉前管廊280m32工艺裂解炉本体m180014000当量炉前管廊m200010000当量3设备台114电气动力电缆m11000电气设备台125仪表仪表设备台223电缆敷设m300006保温岩棉及硅酸铝镁m3885其中炉前管廊267m3镀锌铁皮m2100001.1.6合同总工期本项目合同工期为200

3、6年8月25日2007年10月31日，总日历天数433天。1.1.7生产流程来自脱砷和原料预热单元的石脑油（73C）在裂解炉对流段原料预热器预热至187191C后，与在对流段过热至327341C的稀释蒸汽混合，使裂解原料全部气化，混合物的温度为183200C，然后经高温对流段I和II进一步加热到574607C，再通过模跨管，进入辐射室进行裂解，裂解温度为860876C。从辐射段出来的裂解气（860876C）首先用一组线性急冷锅炉（E1001AH）冷却，使温度降为387481C，再用喷注急冷油的方法使裂解气温度进一步降低到211C，然后进入裂解气总管送到新的汽油分馏系统。从脱盐水站来的锅炉给水（

4、117C）在对流段锅炉给水省煤器内加热到221-238C后时入汽包（D1001），汽包内的锅炉给水靠自然循环进入线性急冷锅炉（E1001A-H）冷却裂解气，同时产生高压蒸气（328C、11.49MpaG返回汽包，汽包内的高压蒸气过热段I和II进一步加热到520C后进入高压蒸汽管网，供裂解气压缩机透平使用。1.1.8工艺设备特点1.1.8.1裂解炉本项目中主要设备为裂解炉。裂解炉为裂解单元的重要设备，能力为12万吨/年乙烯，炉型为Pyrocrack1-1SR。裂解原料首先进入对流段的原料预热段I,与稀释蒸汽混合后，进入原料预热段II,然后根据温度要求依次进入高温对流段I及高温对流段II,经横跨管

5、送入辐射室进行裂解。裂解气出辐射室后，进入线性急冷锅炉快速冷却，以防二次反应的发生，最后，裂解气被送入裂解气管网。对流段中还设置了锅炉给水预热段、稀释蒸汽过热段及高压蒸汽过热段II。裂解炉的辐射室设置了底部燃烧器和侧壁燃烧器，以保证辐射室内温度分布的均匀性，裂解炉燃料为装置副产的燃料气。高温烟气经过对流段冷却后，由裂解炉顶部的引风机送如烟囱，最后排入大气。裂解炉急冷系统由汽包、急冷锅炉、上升管及下降管组成。锅炉给水在裂解炉对流段预热后进入汽包，汽包内的饱和水由下降管进入急冷锅炉，产生的汽水混合物经上升管进入汽包，并在汽包内完成汽水分离，产生的蒸汽在对流段过热后送入高压蒸汽管网。1.1.8.2设

6、备特点裂解炉根据管内的炉膛的设计温度、设计压力、工艺物料特性等条件，主要材料如下：主体钢结构、承重部件、炉壳钢板及其它焊接结构用材料为Q235-B。辐射段炉管及对流段管束材质为Gr35Ni45、Cr25Ni35、A312TP321H、A335Gr.P91、A335Gr.P11、A335Gr.P22、A106Gr.B。辐射室衬里材料分两部分，4m以下采用轻质高铝砖+陶瓷纤维毯被衬，4m以上及炉顶采用陶瓷纤维模块结构，炉底采用耐火浇注料。对流段根据不同的温度选用不同的轻质耐火浇注料。汽包工作介质为高压蒸汽，设计压力14MPa,设计温度340C，主要材料采用13MnNiMoNiR。1.1.8.3工艺

7、管线材质裂解炉炉管及工艺管线材质及焊材选用名细表如下：母材材质施焊部位焊条选用焊丝选用API5L-B、A106-B工艺管线J507H08Mn2SiP11裂解气R307H13CrMoAP22高压蒸气管线E9015-B3E90S-B3P91高压蒸气管线E9015-B9E90S-B9TP304L蒸汽伴热A102ER30835.45辐射段炉管出口管KHR45A25.35+321H辐射段炉管入口管ERNiCr332.20+35.45连接管与辐射段出口KHR45A32.20连接管与TLE21.33Mn321H文丘里/猪尾管、横跨管ERNiCr320MnMoNbR汽包接口ER80S-Ni11.1.9裂解炉技

8、术特点本次新增12万吨/年PyroCrack1-1SR型裂解炉，采用德国LINDE公司专利技术。裂解炉F1001拥有2个辐射段、1个对流段和8组线性急冷换热器（LQE）E1001A-H。得到主要产品乙烯和丙烯的裂解反应在辐射段进行，对流段用于加热原料、稀释蒸汽、锅炉给水和高压蒸汽。急冷换热器用于结束裂解反应并避免二次反应引起的产品损失，同时回收裂解气中的热量用于产生饱和高压蒸汽收集在汽包D1001收集。裂解炉结构示意图见附图1。裂解炉外形尺寸：11800 x14500 x41100（最上层平台高）。CljpCljpClJI3CljpcripdPclpHHQnQQDQCID0IDdID0ID0I

9、DClIDCID（丨II图1裂解炉F1001结构示意图辐射段辐射段由80组PyroCrack1-1型炉管组成，以1组LQE模块为例的炉管的排布见附图2。PyroCrack1-1SR型炉管为“顶进一顶出”型炉管。炉管排布简单。管道间距和线性炉管排布保证炉管周围热量分布均衡。辐射室宽度、烧嘴数量和位置的设计，避免了出现损害炉管或加快结焦的热斑。适当的热量流量延长了裂解炉的运行周期，也提高了裂解炉的收率。每根辐射段炉管的入口设有文丘里管,用以保证每根炉管内的流量相等。共用的横跨管保证了每根炉管入口的温度和压力相同。10根入口管10根入口管10根出口管ILQE模块中心线急冷锅炉裂解炉每根辐射段炉管均与

10、一个双管式线性急冷换热器(LQE)相连。一个炉管系统的10根PyroCrack1-1SR型炉管与一组由10个双管换热器组成的LQE模块相连，即有8组模块(设备位号E1001A-H)安装在辐射段顶部。裂解气离开辐射段后在LQE内快速冷却，同时产生高压蒸汽。裂解炉的大部分余热在LQE内回收，用于产生高压蒸汽。为保证高选择性和最佳收率，快速冷却是必需的。LQE依据最新的技术进行设计，重点考虑了压力降、管道直径和运行周期。对流段排布来自辐射段的热烟气进入对流段，用以预热不同管束中的原料和锅炉给水、过热稀释中油吉林化建工程股份有限公司吉化乙烯项目部 吉林石化公司70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项

11、目一一施工技术总结蒸汽、高压蒸汽及原料与蒸汽的混合物。（d）裂解炉技术特点两个辐射室内垂直布置辐射段炉管，炉管的进出口在辐射室顶部,使裂解炉结构紧凑。PyroCrack1-1型炉管对石脑油原料选择性高，可得到最大的烯烃收率。线性炉管布置使热量和温度分布均匀，减少了炉管所受应力，增加了炉管使用寿命。根据以往的经验和最新的技术，选择炉管出口段材质为Cr35Ni45,最高使用温度可达到1120OC,入口段材质为Cr35Ni45，最高使用温度可达1102C。进料控制与现有PyroCrack1-1型裂解炉相同，采用文丘里管，每个辐射室内每10组炉管/1个LQE系统设置1个温度控制器，控制炉管出口温度（多

12、重燃烧控制）。LQE的设计与PyroCrack6型裂解炉（F0701）相同，同时与PyroCrack1-1型裂解炉相似，不需要二级TLE。最佳的几何结构、流速和压力降保证LQE运行周期长，同时允许在线清焦。对流段回收热量，产生最大数量的高压蒸汽，其热效率大于94%。底部和恻壁联合烧嘴使炉管受热均匀，保证了炉管的使用寿命和运行周期。烧嘴使用气体燃料，适用范围宽。通过监控烟道气中氧含量控制过剩空气量，以减少燃烧消耗。在停车、生产准备和清焦时，由变频风机控制底部烧嘴的空气流量。裂解炉和线性急冷换热器均可在线清焦，自动化程度高。工程所在地区特征装置位置及交通运输吉林石化公司聚乙烯厂乙烯装置位于厂区中部

13、，其东侧为聚乙烯装置，南侧为循环水装置，西侧为油品车间罐区，北侧隔乙烯路为仓库区。周围设有环形道路，交通运输方便。自然条件1.2.2.1地形、地貌场地均以整平，地面标高为237.50米。工程地质乙烯生产主装置区及周围场地平整前为山前波状沟谷斜坡地貌，整平后，场地地层由素填土、粉质黏土及二迭系变质砾岩、砂岩及板岩组成。水文地质厂区地下水类型主要为基岩裂隙水及上层潜水，基岩裂隙水赋存于构造破碎带及节理吉林石化公司70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目一一施工技术总结中油吉林化建工程股份有限公司吉化乙烯项目部 密集带，埋藏较深（大于20米），水量较少。在素填土层中赋存上层潜水，初见4.54.8

14、米。地下水的补给主要来自大气降水，其径流方向为自南向北，与地表水径流方向一致。1.2.2.4自然、气象条件大气压力（Pa）TOC o 1-5 h z夏季平均气压9845210012冬季平均气压5年平均温度（OC）4.5最热月（7月）平均温度22.9最冷月（1月）平均温度17最热月（7月）平均最高温度27.9最冷月（1月）平均最低温度28.9湿度（）80最热月（7月）月平均相对湿度7214%全年主风向频率西南最大风速（m/s）20夏季地表温度（0C）23.9冬季地表温度（0C）15.711冻结日期22日3解冻日期31日1900最大冻土深度最冷月（1月）月平均相对湿度mm1.2.3施工条件70万吨

15、/年乙烯装置增加备用裂解炉布置在乙烯装置区的西侧预留地内，位于8#炉南侧。本裂解炉（10#）南侧为空地，可做为预制场地和材料、设备摆放场地；10#炉西、南侧为大型吊车站位主要场地，比较宽阔。预制场地设环形道路，运输方便。2.施工遵循的标准、规定和原则招投标文件施工合同项目的设计文件（图纸、资料、说明）吉林石化公司项目管理的有关规定和要求中华人民共和国建筑法中华人民共和国合同法建设工程质量管理条例压力管道安全管理与监察规定压力容器安全技术监察规程建设工程安全生产管理条例建筑桩基技术规程JGJ9494建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002混凝土结构工程施工质量验收规范GB5020

16、4-2002钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001建筑地面工程施工及验收规范GB50209-2002建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002钢制压力容器焊接工艺评定JB4708-2000钢制压力容器焊接规程JB/T4709-2000现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程SH/T3523-1999石油化工异种钢焊接规程SH3526-2004石油化工筑炉工程施工及验收规范SH3534-2001乙烯装置裂解炉施工技术规程SH/T3511-2000石油化工设备和管道隔

17、热技术规范SH30102000工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GBJ12689石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH3501-2002机械设备安装工程施工及验收规范GB50231-98压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范GB50275-98石油化工给排水管道工程施工及验收规范SH3533-2003电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168-2006电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-2006电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范GB50170-2006电气装置安装工程、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171-92电气装置安装工程蓄电池施工及验收

18、规范GB50172-92电气装置安装工程施工及验收规范GB50254-50257-96电气装置安装工程母线装置及验收规范GBJ149-90工业自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002工业自动化仪表盘、柜、台、箱GB/T7353-1999石油化工仪表工程施工技术规程SH3521-1999建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001石油建设工程质量检验评定标准自动化仪表安装工程SY4031-93工业金属管道工程质量检验评定标准GB50184-93工业安装工程质量检验评定标准GB50252-94石油建设工程质量检验评定标准电气工程电气装置安装工程SY4030.2-93石油化工设备

19、安装工程质量检验评定标准SH351420013.施工方案优化方案优化本项目增加的F1001裂解炉与F0801、F0901裂解炉完全相同，因此施工方法优化上充分借鉴以往的施工，钢结构安装采用单根立柱法。单根立柱法施工简单。吊装便捷，易于控制柱子的垂直度，保证安装质量。本次施工吸取F0801、F0901裂解炉施工的经验、教训，除严格控制柱子的垂直度外，还要控制柱子的间距，同时，从施工方法上，优化了梁的安装的顺序，即先进行底部、顶部梁的焊接,柱垂直度和柱间距在规范允许范围内后，再焊按其它的梁（底部和顶部之间），并且采取间隔焊的方法。这种施工方法，以上两个数据达到了非常好的效果。3.2管理方法优化本项

20、目使用了已经非常成熟的“焊接管理软件”。对焊接的各项信息能够有效控制和快速查询。除此之外我们把项目文件资料管理作为重点，由项目技术经理亲自主抓，并充分利用互联网、公司OA建立信息平台，资源共享，将公司内部文件和外部文件进行分类，并严格管理，使文件管理和信息管理成为项目管理的有力助手。做到了管理的秩序化、文件化。4.主要机具土建（基础及筑炉）施工机具序号机具名称规格单位数量1液压步履试振动成孔机JZB45台12翻斗车台33装载机3.4m3ZL50台14强力搅拌机台15振动器插入式台56电锯台17电刨台18钢筋切割机06-040GJ40台19钢筋弯曲机06-040GW40台110钢筋调直机台111

21、电焊机直流台212木工圆锯台113磅秤100kg台114磨砖机台1安装（工艺和钢结构设备）施工机具序号机具名称机具规格单位数量1吊车550t台12吊车250tTC1100德德马克台13吊车160t台14吊车90t台15吊车50t台16拖车60t台17挂车10t台38挂车15t台29板车5t台410板车6t台311板车9t台212板车10t台213板车15t台214交流电焊机台2015直流电焊机台1016氩弧焊机台2017气焊工具套8018棒砂轮台5019手砂轮屮100屮180台2020无齿锯台221卷扬机2t台1122高压清洗车100.0MPa台123电动试压泵台124化学清洗泵站个125手压

22、泵台226Y探伤机(Se75)CN-40台327经纬仪台228水准仪台2吉林石化公司70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目一一施工技术总结5.施工条件技术文件资料本次增加备用裂解炉其技术和工艺和F0801、F0901一模一样，设计给出的施工蓝图与前炉类似。因此，施工时参考了60万吨/年乙烯装置改扩建项目的技术要求和文件资料，以及我公司编写的施工技术方案，并结合本项目内容和特点，作为70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目的文件参考。现场情况新增F1001备用裂解炉位于裂解炉区南恻预留场地。此场地为原厂区绿化带，比较宽敞，场地面积能够满足及管廊钢结构预制组对及吊装要求。按照吉林石化公司

23、要求，此绿化带于2007年4月1日挪走，场地铺垫山皮石后才投入使用。因此预制钢结构全部进行了二次倒运。6.施工程序及方法施工程序裂解炉施工程序吉林石化公司70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目一一施工技术总结中油吉林化建工程股份有限公司吉化乙烯项目部 各主要工序的施工方法本次新增裂解炉，采用林德公司专得技术，其结构型式与现运行裂解炉相似。从施工的角度讲，裂解炉施工分为：基础、辐射段钢结构、对流段模块、辐射段上部结构、设备安装以及辐射段衬里和工艺管线安装等几个部分。（a）裂解炉基础裂解炉基础为长臂螺旋沉管灌注桩，桩上部为钢筋砼承台。承台为大体积砼施工，做为特殊过程进行控制，从人员配合、机具

24、配量、措施用料、砼防裂纹的方法以及环境条件等进行反复的研究，做好充分准备，使砼内实外光。（b）裂解炉钢结构本次新增裂解炉采用了单根立柱法。柱、梁找正后，安装炉墙板。在炉体钢结构施工中，主要的质量控制点是柱间距、柱垂直度，以及炉墙板焊接时，由于焊接应力引起结构尺寸的变化，否则，对下道工序衬里带来很大困难。（c）对流段模块对流段模块整体到货，现场无需解体，整体吊装。（d）裂解炉衬里裂解炉衬里主要包括辐射段炉底浇注料、炉墙、炉顶和过渡段炉墙衬里分两种。4m以下为耐火砖，4m以上为陶纤模块。结合工程总体进度要求及炉管到货时间，炉西侧预留一部分炉墙板，炉顶、炉墙和过渡段衬里后，炉管安装，封闭炉西侧，最后

25、浇筑炉底。炉衬里过程中最重要的是全过程、全方位防雨措施的实施和看护，以免已经施工完的衬里受雨、受潮，影响其使用寿命。而且衬里施工要与燃烧器、看火门同步安装，以确保施工质量。7.劳动组织划分施工项目及施工内容结合70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目工程内容，以及我公司各专业特点，本着发挥优势，锻炼队伍的原则，本项目施工任务分配如下：序号施工单位施工任务1建筑安装公司裂解炉衬里2安装五公司裂解炉钢结构安装、工艺管线安装、设备安装3安装十公司新增管廊工艺管线安装4电气安装公司电气设备安装、调试、照明系统、接地系统5仪表安装公司仪表设备安装、配线、调试、控制室DCS系统6空调防腐保温公司设备和

26、工艺管线保温、配电室通风工程7机电公司化学清洗8亚新检测公司各种检验和试验、热处理7.2管理人员岗位吉化乙烯项目部根据项目内容、特点，确定了管理模式，明确了组织机构，并配备了相应的管理人员，形成了以项目部为中心，各参建单位进行配合的管理体系。管理人员及岗位分工如下：吉林石化公司70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目一一施工技术总结中油吉林化建工程股份有限公司吉化乙烯项目部 7.3各工种劳动力用量本项目劳动力投入分为两个明显的阶段，急冷锅炉到货前，施工进度较为平缓，交叉作业少，劳动力安装工作全面展开，各专业也逐渐具备施工条件，劳动力投入陡然增加。各工种劳动力用量如下：-序号工种名称高峰人数

27、2006年2007年910111212345671测量工2222222放线工2112223木工104104钢筋工8885砼工4246瓦工127管工548钳工69铆工341414142929342810电焊47221010102828302(11气焊1511444666612油工108881(13起重工60448882124274914保温3515通风工5016电工2622222333317仪表工3518力工40101019合计38443838389910310812人数劳动力负荷直方图吉林石化公司70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目一一施工技术总结中油吉林化建工程股份有限公司吉化乙烯项

28、目部 8.施工中遇到的问题和处理方法8.1侧壁燃烧器到货较晚，无法保证与衬里同步。原F0801、F0901衬里施工时。由于燃烧器到货较晚，经甲方同意，采用预留燃烧器衬里位置，越过此部位继续施工的方法。但运行效果不好。本次吸取以往经验，用理论和事实说服业主，防雨措施落实到位，做好充分准备工作，待燃烧器安装完成后，安装烧嘴砖，然后继续施工，很好地保证了安装质量。为减少在装置区内施工的时间，减少危险因素，管廊钢结构采用成片组对吊装。由于场地限制，160吨吊车吊装能力接近极限，为满足吊装能力，提高效率，本次吊装首次采用内置式吊耳，满足了工程需要。外置吊耳与内置吊耳吊装对起重机械的能力要求序号吊耳设置方

29、式所用吊装机械台班1内置吊耳160吨吊车50吨配重1.62外置吊耳250吨吊车3.6仅针对以上钢结构构件吊装的成本进行核算，发现内置吊耳吊装方法与施工中常用的外置吊耳方法相比，不但节省了吊装施工的近万元成本，而且吊装就位时也非常顺利，大大提高了吊装效率。实现了自摘钩。大大降低了吊装的安全风险。足以发现内置吊耳在某些特定的场合下具有相当的优越性。9.经验和教训本项目工艺配管的弹簧支吊架很多，在弹簧支吊架的调试过程中，费了很多周折，业主和监理公司片面要求调到中间位置，有些根本达不到。最后按照厂家指导，重新调整。所以，对于整体到货的弹簧支吊架，应明确整体到货的弹簧支吊架的加工参数是设计单位根据设计文

30、件中管线的应力载荷确定的。也就是说，弹簧支吊架的出厂形式是根据设计文件要求，将固定销固定在设计载荷要求的位置（厂家根据设计文件中管道的应力方向已经将吊架的工作载荷位置用固定销进行固定）。所以弹簧支吊架安装后的载荷位置应为管线试压后，通过对弹簧支吊架的可调整位置进行调整后，能够保证将弹簧支吊架的定位销钉自由拔出的情况下的位置即为设计要求的应力载荷。无需在对弹簧吊架进行其他载荷调整。虽然本项目已经总结了F0801、0901裂解炉施工的经验，但还可以再进一步加以改进，如对流段模块安装完成后，可以进行上部钢结构安装，预留出急冷锅炉的位置，直至顶部汽包层钢结构，之后，可以集中大型吊装，这样能够减少急冷锅炉临时加固的时间和手段用料。高压蒸汽管线组件AP60的施工，由于参建单位的工程技术人员未引起足够的重视，使焊后的凸台钻孔难度很大，费时、费力（管线材质为P91）。最好的做法是：在地面将AP60组件施工完，在钻床上钻孔，这样既保证质量又加快了施工速度。10.工程建设成果展示吉林石化公司70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目一一施工技术总结中油吉林化建工程股份有限公司吉化乙烯项目部 2006年8月28日，灌注桩开始施工2006年9月17日，裂解炉承台砼施工200吉林石化公司70万吨/年乙烯装置增加备用裂解炉及配套项目一一施工技