大连千吨级加氢裂化反应器吊装工艺.pdf

25欢迎访问 中国化工建设网 www cccenr org 1 工程简介 根据中国石油天然气股份有限公司的总体战略规 划 大连石化分公司将在 十一五 期间建成2 0 0 0 万 t a 原油加工量的大型炼油基地 1 0 0 0 万t 加工俄罗斯 含硫原油改扩建工程中3 6 0 万t a 加氢裂化装置即为该 战略规划的一个重要组成部分 3 6 0 万t a 加氢裂化装置的规模目前在全国乃至全 亚洲都是最大的 装置位于大连石化分公司新区东部 北临重整装置 南面为制氢装置 东临卸货码头 西面 为系统管架 装置中核心容器是两台加氢反应器 设备 单台设计重量为1 3 4 8 t 其中壳体重量1 2 1 4 t 中国石 油天然气第一建设公司负责施工 上海惠生化工公司 以P M C 项目管理模式参与管理 为确保顺利完成该工 程核心设备的吊装任务 通过多方调研和权衡对比 最 终选择了技术先进 安全适用 经济合理的双机抬吊滑 移法 于2 0 0 7 年3 月2 6 日和4 月9 日先后完成两台反 应器吊装任务 为我国在炼化板块建设中树立了新的 丰碑 同时也对双机联合吊装注入新的内涵和时代意 义 2 项目前期吊装方案调研 2 1 可供选择的吊装方案 根据设备的结构参数 结合以前国内的大型设备 吊装经验 反应器的吊装通常可以采用以下方案 方案1 采用2 5 0 0 t 液压提升门式桅杆主吊 该设 备属中国石化第四建设公司 其在南京扬子巴斯夫工 程中曾经成功应用 成功吊装乙烯装置高9 2 m 重7 0 0 t 的丙烯塔 方案2 采用中国石油天然气第一建设公司自行研 发制造的2 4 0 0 t 4 桅杆门式起重机主吊 方案3 采用荷兰玛姆特公司的M S G 5 0 3 6 0 0 t 环 轨式起重机主吊 近年来 随着国内建设市场的对外开 放和国际合作需求 玛姆特这样先进的专业化管理公 司陆续在中国市场赢得良好声誉和辉煌业绩 在大型 煤化工行业和大型运输招投标中都多次参与 方案 4 采用中国石油天然气第一建设公司的 1 3 5 0 t 与7 5 0 t 履带吊双机抬吊 2 2 方案的可行性比较 采用门式桅杆吊装方案1 2 时 设备的吊装能力 可以满足吊装需要 但是 采用桅杆吊装 需要设置拖 拉绳 拖拉绳的水平距离在1 0 0 左右 根据现场情况 拖拉绳的设置不仅影响邻近的连续重整装置 制氢装 置的主要部位施工作业 而且 拖拉绳要经过装置东侧 的厂区内铁路 影响通行和生产 因此 这两种方案在 实际上很难实施 采用方案3 采用荷兰玛姆特公司的M S G 5 0 3 6 0 0 t 环轨式起重机主吊 在理论和实际上可以完成此次吊 装 但是环形起重机对场地要求高 占地面积大 作业 面影响区域大 在设备满足合同要求到货的前提下 预 计两台设备的吊装费用在2 4 0 0 万元 价格不菲 采用方案4 采用施工单位自己的吊装设备进行吊 装作业 在理论及实际操作上均可行 而且 其设备可 以进行随时调配并提高设备利用率 吊装费用预计在 1 4 0 0 万元 3 吊装工艺原理 根据现场实际情况 设备的结构形式 到货状态及 目前所拥有的吊装机具 确定采用型号为L R 1 1 3 5 0 的 大连千吨级加氢裂化反应器吊装工艺 李海杰 王元春 上海惠生化工工程有限公司 上海 2 0 1 2 0 3 摘 要随着石油化工工艺的发展和装置规模的增大 主要设备日趋大型化且布置紧密 施工过程中对设备 安装提出更高要求 特别是大型设备安装时对超大型吊装机具的需求越来越大 本文全面介绍了国 内首例双机抬吊1 3 0 0 t 加氢裂化反应器工艺和作业方法 对炼化设备吊装具有推广意义 关键词双机抬吊 反应器 力矩平衡机构 转向机构 转轴 溜尾底排 中图分类号 T 1 9 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 9 3 2 3 2 0 0 8 0 5 0 0 2 5 0 5 第3 0卷第5期 2 0 0 8 年1 0 月 石油化工建设 Petroleum and Chemical Construction Vol 30 No 5 Oct 2008 26欢迎访问 中国化工建设网 www cccenr org 1 3 5 0 t 履带吊与型号为L R 1 7 5 0 的7 5 0 t 履带吊双机抬吊 滑移尾排溜尾的吊装施工方法 由于单台设备吊装能力不足 需要通过力矩平衡 机构 合理分配工作负荷 解决两台吊车能力不等的问 题 通过转向机构 使两吊车的平面力系和设备纵向溜 尾成9 0 实施过程中操控方便 安全合理 4 吊装安全评估 采用双机抬吊如此重型的设备在国内尚无前例 安全评估工作非常重要 为此先后对吊装设备的安全 报警系统进行评估 吊装工装部件 尾排 吊具 系统 进行评估 地面加固情况进行评估 安全质保体系进行 评估 为安全吊装做好系统的分析工作 车辆的技术先进性提供了良好的安全报警功能 电子模块安全控制功能为操作人员提供全面的操作信 息和安全保护平台 为此次吊装提供数字信息便于及 时调整操作过程中的微小误差和面对溜尾系统产生的 瞬时冲击载荷 在全过程中车辆起升滑车组的控制度 可以达到以t 来计 远小于以往初步计算中的1 1 或者 1 0 5 系数的不确定性和较大误差值 实际上由于不平 衡和溜尾造成的综合影响值基本上在1 0 5 以内 而两 台车辆提升不同步才是造成可能过载的主要原因 吊装工装部件 主要的力矩平衡机构 尾排 吊具 尾部转轴等 采用有限元分析 可以提供工作负荷下各 危险部位的极限应力状态 从而确保相应关联部件的 可靠性和合理性 图1 工况1 应力分布 位移放大1 0 0 倍 地面加固依据是车辆工作状态下的最大地压力值 可由车辆模拟软件提供 并经过可靠的钢排分散传递 给基础 使地基加固工作不盲目浪费 地基处理后 经 地耐力检测合格为准 5 工艺流程与技术要点 5 1 工艺流程 见图2 图2 工艺流程图 5 2 主要工序 5 2 1 设备卸车上排 设备卸车后 采用1 3 5 0 t 履带吊辅助装排 在尾排 的4 条滑板与轨道之间分别铺设一层 5 8 0 0 0 2 0 0 0 3 0 m m 钢板 钢板可拼接 5 2 2 吊车站位 在设置牵引滑车组前 两吊车按照吊装要求站位 两吊车旋转中心连线通过基础中心并且与设备摆放时 的中心线垂直 两吊车行车方向朝向基础位置 吊车作业工况 1 L R 1 1 3 5 0 吊车臂杆长度6 6 m 作业半径1 4 m D B 4 0 0 3 0 m 2 L R 1 7 5 0 吊车臂杆长度6 3 m 作业半径1 2 m D B 3 0 0 t 2 0 m 5 2 3 设置牵引索具 吊车到达吊装位置后 设置牵引滑车系统 牵引滑 车采用两组8 0 t 6 6 滑车组 分别牵引在两侧尾 排前面的牵引吊耳上 为保证两侧尾排移动速度相同 滑车组采用通绳穿法 同时 两台牵引卷扬机要求型号 P C C Petroleum and Chemical Construction 石油化工建设 2 0 0 8年第3 0卷第5期 27欢迎访问 中国化工建设网 www cccenr org 相同 频率相同 起升速度相同 而且 在开始牵引时 要求两卷扬机所缠绕的钢丝绳圈数相同 两卷扬机电 源集中控制 图3 设备装排及牵引滑车组拴挂图 5 2 4 设备吊装 5 2 4 1 吊装工艺概述 两吊车通过力矩平衡机构 转向机构 吊盖与设备 连接 为保证吊装时吊钩与限位块之间有足够的距离 吊钩与力矩平衡机构采用铰接 连接方式如下图 连接 结束后 经过联合检查 然后进行试吊 当设备头部抬 起2 0 0 m m 后 暂停起升 观察5 m i n 若封头无错动 无噪音 连接机构无异常现象 则试吊成功 开始正式 吊装 图 4 吊钩 力矩平衡机构 转向机构 吊盖连接方式图 5 2 4 2 吊装过程 1 起始阶段 经过安全检查后 两吊车缓慢起钩 吊车逐渐受力 同时拉紧牵引滑车组 使设备逐渐前 行 2 中间阶段 两吊车同时缓慢起升 将设备头部 抬起 同时 继续拉紧牵引滑车组 使设备缓慢前移 注意通过调整卷扬机的速度使尾排直线前移 3 就位阶段 随着吊车起升和滑车组的牵引 设 备逐渐起升和前移 当溜尾底排通过设备基础 且设备 及两吊车吊钩处于自然直立垂直状态时 设备重心与 基础中心在同一直线上 牵引滑车组不再牵引 吊钩继 续起升 当设备下部转轴的下缘高度超过尾排上转动 支撑结构的最高点1 0 0 m m 时 吊车不再起钩 拖走尾 排 然后吊钩回落 将设备就位 5 3 技术要点 5 3 1 设备吊装时摆放位置及要求 由于加氢裂化反应器为特重设备 装置紧密 二次 移动困难 所以必须严格按照吊装要求卸车和摆放 提 出设备运输方位及要求 反应器在装船时 必须按照指 定的方位和朝向装船 设备吊装前的位置 方位要求方面 由于两台吊车 加载超起配重吊装 在整个吊装过程中 未到达负荷前 吊车无法旋转 为保证设备顺利就位 对设备摆放位置 方位提出以下要求 装排后 反应器吊盖板孔中心在设 备基础中心 吊盖板平面与基础平面垂直 5 3 2 吊耳及连接系统 反应器吊装时 主吊耳采用吊盖形式 通过转向机 构与力矩平衡机构连接 设备装排时采用设置在裙座 上的一板轴式吊耳 设备吊装时 尾部沿设置在裙座上 的两转轴转动 反应器筒体上的转轴放置在溜尾底排 上并能顺利通过底排下方 图5 转轴位置图 5 3 4 吊装加固 为了防止反应器尾部在装排及吊装时时受力变形 影响设备就位 因此 在设备出厂前对反应器尾部进行 加固 设备加固形式如图6 所示 图6 反应器尾部吊装加固图 5 3 5 尾排及轨道设置 李海杰 王元春 大连千吨级加氢裂化反应器吊装工艺 28欢迎访问 中国化工建设网 www cccenr org 反应器吊装时 采用尾排溜尾的吊装工艺 因此 必须设置尾排及尾排滑移轨道 尾排采用两个2 0 0 0 2 0 0 0 8 3 0 0 m m的箱型结构 两箱型结构中心距离 7 9 0 0 m m 上面分别设置支撑转动机构 后面通过连接 结构钢性连接 为方便尾排可拆卸运输 连接机构采用 螺栓连接 每侧尾排底部对称焊接设置两8 3 0 0 2 0 0 3 4 m m的滑板 同侧滑道板中心距离 1 6 6 6 m m 在 尾排的前面设置牵引 导向机构 尾排后面设置导向机 构 轨道采用混凝土结构 轨道沿基础两侧对称布置 轨道单侧宽度2 2 m 轨道总宽1 0 3 m 长度为6 0 m 轨道的方向与设备卸车后的中心平行 为保证轨道按 照吊装要求沿既定方向行进 在两侧轨道中心分别设 置限位 导向滑道 通过设置在尾排前后的导向轴承调 节运动轨迹 为了减小轨道与底排之间的滑动摩擦 降低牵引 力 在设备装排前 在尾排下部与轨道接触处铺设 3 0 m m 2 0 0 0 m m 宽的钢板 并且涂抹一层钙基脂作 为润滑剂 5 3 6 地锚设置 设备吊装时 设置牵引地锚 牵引地锚采用两个活 动地锚 活动地锚使用3 0 0 0 2 5 0 0 3 7 7 m m 的钢 排 每个钢排上压1 2 0 t 钢锭 两地锚沿尾排运行方向 基础两侧对称布置 地锚距离设备基础中心2 4 m 两地 锚中心间距7 9 m 牵引滑车组分别与同侧的尾排牵引 系统相连接 卷扬机距离最近地锚2 2 m 两台卷扬机集 中布置 6 安全质量标准与措施 6 1 标准规范 6 2 质量 安全 标准 1 地耐力 吊车工作区域和尾排区域达3 0 t m 2 2 负荷率 7 5 0 t 吊车负载率 T 总 T 总 T 8 0 3 1 3 5 0 t 吊车负载率 F 总 F 总 F 8 2 4 平衡梁许可水平倾斜度 5 5 吊盖螺栓预紧力矩 9 9 6 7 N M 分三次拧紧 6 反应器卸车后吊装方位偏差 3 7 安全技术措施 1 自行设计 制作的吊装机具必须严格工艺纪律 和做好相应检测工作 实验合格经确认后方可投用 2 吊装前 进行安全技术交底 填报检查表和吊 装令 3 两台牵引卷扬机要求型号相同 频率相同 起 升速度相同 而且 在开始牵引时 要求两卷扬机所缠 绕的钢丝绳圈数相同 两卷扬机电源集中控制 4 两台吊车工况良好 维护保养及时有效 安全 检测系统精确有效 5 力矩平衡机构检测人员要和指挥采用对讲机 沟通 6 指挥人员 主吊司机 卷扬机操作人员及配合 相关人员要演练 配合默契 7 吊装全过程必须在吊装安全质保体系有效监 控下 8 本次吊装的技术革新与创新 1 使用力矩平衡机构成功实现了两台性能差别 较大的两台吊车联合作业 充分发挥每台吊车的吊装 能力 成功实现了两台吊车的最佳配合 2 采用带自润滑装置的防滑移吊装盖 保证了反 应器从抬头到吊装全过程的平稳 3 采用自行设计的转动尾排机构 从而避免了设 备在直立和脱排时产生的冲击载荷和水平载荷 保证 吊车受力平稳 4 对重要的受力部件及部位进行有限元分析 对 吊装机构设计进行优化 确保吊装安全 5 采用可拆卸的尾排系统 移动装拆方便 可以 重复利用 成本降低 6 吊车与力矩平衡机构之间采用销轴连接 在不 增加臂杆长度和减小吊车吊装能力的前提下保证吊装 所必须的安全距离 9 工程实例与效益分析 9 1 工程实例 3 6 0 万t a 加氢裂化装置中核心设备两台加氢反应 器 设备单台设计重量为1 5 9 6 t 其中金属重量1 3 4 8 t 设备规格 4 4 0 0 4 6 0 0 0 2 4 0 M I N 6 5 设备 壳体重量 1 2 1 4 t 整体到货 经海运后滚装卸船运至 现场 于2 0 0 7 年3 月2 6 日和4 月8 日先后用该方案完 成两台反应器吊装任务 吊装过程持续1 0 8 m i n 中央 电视台在黄金时段播出并给与较高评价 影响广泛 9 2 效益分析 与采用龙门桅杆吊装相比 基本不对周边两个装 置的进度造成影响 全部吊装控制在该装置区域和公 共道路部分区域 和第二方案对比 制作2 4 0 0 t 双龙门 桅杆费用约1 0 0 0 万元 造成资本重置 浪费资源 和 第三方案对比 不仅节约上千万元资金 还可以积累大 型设备吊装经验 拓宽国内大型设备吊装市场 在国际 上树立良好的信誉 该吊装方法的实施 使大型吊装技 下转第3 8 页 P C C Petroleum and Chemical Construction 石油化工建设 2 0 0 8年第3 0卷第5期 38欢迎访问 中国化工建设网 www cccenr org 法缩短工期 便需投入更多的人力和施工机械 需采用 新型材料和技术措施 因而人工费 机械费 材料费就 会增加 加大建筑安装工程费用 2 4 3 正确处理质量与造价的关系 工程质量是指竣工的工程应当达到设计图纸的技 术要求 符合国家规范和标准要求的特性 工程质量标 准是从工程的性能 寿命 可靠性 安全性和经济性五 个方面综合考虑制定的 在工程建设中 只有质量合乎 要求的工程才能投入生产和交付使用 才能发挥投资 效果 控制工程造价必须贯彻技术与经济相结合的原 则 既要保证工程质量 又要把降低工程造价的观念渗 透到整个建设过程的每项工作中去 1 深入分析工程的功能 合理确定质量标准 2 择优选用施工方案 3 降低质量成本 2 4 4 强化工程项目的组织协调 保证按计划运行 充分利用网络计划等工程管理工具 将工程施工 物资采购等各种资源纳入到网络中进行管理 保证部 分按计划进行 在项目运行过程中 加强未完工项目的 监督检查 保证完成质量 完成进度 对于确实不能按 计划完成的项目或着预见到不能按期完成的项目 要 及时提出修改计划 减少对整个项目运行 资源使用的 冲击 防止人员 机械的窝工 减少因此造成的索赔 2 5 强化工程变更 现场签证的管理 在工程项目实施过程中提出的变更 现场签证 建 立严格的审批程序 经过工程 技术人员 造价管理人 员的充分论证 对于合理化变更 签证 要积极执行 对于不合理的变更 要坚决制止 严格保证设计变更 率 对于因设计原因造成的变更 要积极向设计单位提 出交涉 甚至索赔 2 6 做好市场材料及设备的询价 建立询价体系 建设工程的材料及设备费一般要占工程总成本的 5 0 以上 显然控制材料成本是控制施工阶段造价的一 个重要方面 首先 企业应系统关注机构公布的价格 与社会咨询机构保持联系 建立起企业自身的价格信 息网络 保持信息渠道的通畅 及时准确的把握不同地 区及不同规格的材料 半成品的价格信息 保证工作人 员可随时随地地调用及监督 做到资源共享 要进一步 建立与商家及厂家的经济往来关系 寻找物美价廉的 产品 其次 要控制材料的采购单价 还应在系统价格 的基础上 定期绘制主要材料的时间 价格曲线图 分析材料的周期变化规律 结合技术曲线的分析及市 场经济的运行状况 委托人的通货膨胀及通货收缩状 态 研究判断不同地区 不同材料的短期及中期走向 在参照价格信息的基础上 增加理性分析的因素 把握 材料的走向趋势 将其分析成果应用在开发生产中 3 从长期看应完善