重型石油化工液压吊装技术.doc

重型石油化工设备液压吊装技术1重型石油化工设备在工程中的配备1.1 装置规模的发展随着我国炼油和石油化工工业的迅猛发展，其装置规模生产能力趋向特大型化。其炼油装置从原有单套250104/a发展到800104/a，特别是正在筹建的独山子1000104/a炼油装置和上海壳牌（SSPS）1200104/a炼油装置；乙烯装置也由30104/a发展到60104/a至90104/a，在建或已基本建成的有中德合资扬巴60104/a乙烯、上海赛科（SECCO）90104/a乙烯、上海壳牌（CSPS）80104/a乙烯。而福建、天津、兰州、辽宁、独山子等大型乙烯也正在筹建之中。这些特大型装置的关键设备正在向特重、特大型方向发展，因此，对大型设备的吊装技术要求也越来越高。1.2 重型石化设备在工程中的配置石油化工装置大型设备应用情况见附表12 重型化工设备吊装技术现状2.1 重型石油化工设备的吊装方法主要有以下几种1）桅杆吊装2）大型吊车如800t、1250t以上吊车吊装3）门式液压提升系统吊装2.2 桅杆吊装我国现有较大起重能力的桅杆为北京燕山石化安装公司的2500t一套，中化总公司九化建2400t一套，中油一公司2500t一套。这些桅杆虽然也吊装过一些大型设备，但由于其吊装能力和吊装高度有限，此吊装方法已很难满足日益发展的特大型化工设备安装的需要。2.3 吊车吊装2.3.1 我国大型吊车已在工程中多次使用，如中石化三公司1250t和750t履带吊、上海金山石化的800t履带吊，而600t以下的吊车很容易租赁到。同时现已有跨国工程公司来国内承揽业务的状况，如荷兰玛姆特（MAMHOET）就有1440t环轨式吊车和800t履带吊。2.3.2 使用大型吊车是石油化工装置建设的首选吊装机械，它以高效率和吊装工艺简单而被普遍采用，从国内现有大型化工设备吊装需要看，受其性能的影响，其最大吊装设备参数为80m/700t50m/1000t。因此其吊装能力受到一定的影响，因数量只有一台，长距离调遣其费用很高，如1000km的迁移费可达400万元。虽然如此，建设单位还是比较接受此种吊装方法。如内蒙古神华煤化工工程2000t的反应器，拟采用3000t世界上最大起重能力的吊车吊装。2.3.2 采用特大型吊车不适合分散吊装的要求，这样使用费用将很高。所以要求建设单位将所需吊装的特大型设备安排在同一周期到货。2.4 门式液压提升系统2.4.1 门式液压提升系统实际上是利用门式钢架的高度和液压提升系统的提升能力相组合的一种吊装系统。门式钢架顶部还需采用缆风绳以起稳定作用，提升系统因采用了液压提升器，所以吊装平稳。2.4.2 门式液压提升系统的吊装能力，取决于钢架的强度、稳定性及液压提升器的提升能力。2.4.3 在国内使用的门式提升系统如下：1）中石化四公司（天津）门式桅杆总高116.3m，最大有效起吊高度102.1m，最大有效起吊重量2500t，横梁跨度在12.2m至25.2m之间变动，吊装系统按6牵索或4牵索布置，吊装系统主千斤顶配置4台，每台提升能力650t。2）中油六公司门式桅杆高度160m/800t，每根桅杆配一台400t千斤顶；120m/1600t每根桅杆配2台400t千斤顶；84m/2400t每根桅杆配3台400t千斤顶。四桅杆时最大吊装能力4800t。双桅杆时需设置6根缆风绳，四桅杆时不需要设缆风绳。3）ALE公司在中海壳牌使用的门式液压系统，其性能不详，该系统门架采用的单个门柱是管式人字结构，无自提升系统。3 门式液压系统在国内外的应用3.1 门式液压系统吊装设备的情况见表1，表2。3.2 由表所见，液压提升系统使用范围：3.2.1 凡高度大于80m，重量大于700t的设备，1250t吊车已超过其吊装能力；3.2.2 高度大于50m重量大于1000t的设备；3.2.3 设备供货不集中，安装周期较长的工程。4 门式液压提升系统介绍4.1 门式液压提升系统的分类4.1.1按其门架形式可分为：双桅杆门架和四桅杆门架；4.1.2 按门架横梁形式可分为：直梁和弓形梁；4.1.3按提升系统千斤顶形式可分为：顶升式液压千斤顶、爬升式液压千斤顶和提升式液压千斤顶。4.2 门式液压提升系统的各部功能4.2.1 门柱门柱接受顶梁传递来的重力，它要满足吊装高度和重量的需要，具有足够的强度和稳定性。由于它的断面尺寸较大，为便于运输，设计成分段可拆式结构。4.2.2 底座底座用于门柱与基础之间的连接，并适合于安装使用自提升系统和门架的地面滑移。滑移主要用于下一个设备吊装或门架拆除（用自提升系统时），地面滑移采用滑移基础及轨道，移动采用液压爬行器推进。4.2.3 门架顶梁顶梁用于安装液压提升千斤顶，设备重力直接作用于顶梁上。顶梁的工作跨度（即门柱距离）根据设备尺寸及吊装要求可调整。顶梁上的液压千斤顶可移动，以满足设备吊起后水平移动的需要，如高基础设备吊装，移动时采用液压爬行器推进。4.2.4 旋转平衡梁此梁用于设备与千斤顶钢索之间的连接，上平衡梁与千斤顶钢索连接，下平衡与塔体吊索连接，下平衡梁应满足不同直径设备吊装的要求。上下平衡梁之间有转轴，以满足设备吊起后旋转方向的要求，这有利于门架在现场位置的选择和吊耳在设备上的方位选择。4.2.5 门架缆风绳系统门架一般应按设计规定布置缆风绳，采用六根，主要用于抵抗风载及调正门架的垂直度。缆绳用锚点的承载能力应与缆绳受力相匹配。5 我公司110m/1250t液压门式提升系统介绍5.1 我公司门式液压系统吊装能力的定位5.1.1我公司提升系统的能力见表35.1.2 我公司提升系统的定位即其能力在1250t吊车不能胜任，而国内已有液压提升系统吊装此类设备又不太经济这一范围内。而吊装95m/1250t的塔器和60m/1600t的反应器，已能满足国内近期特大型设备吊装的需要。 表3门架高度最大吊装能力门架跨度12m门架跨度16m门架跨度20m110m1250t1250t1000t80m1600t1250t1000t5.2 110m/1250t液压提升系统的产生煤化工工程气化炉总重1300t，分件吊装，最大件500t吊装高度80m，气化炉吊装需一套吊装架，该吊装架四根立柱设在设备框架85m层，而另二个门柱设在地面，因此需要用110m门柱和承重大梁及一套液压提升系统和爬行推行系统。因气化炉和特大型设备吊装都是短周期的，为了提高其系统的经济性和效益，我们在设计吊装架时，就考虑到既能吊装气化炉，又能组合成一套门式液压提升系统。这也就决定了门式液压提升系统起重能力的限制。5.3 110m/1250t门式液压提升系统的配置5.3.1 提升门架一套最大高度110m，吊装能力1250t，门架高度80m时吊装能力1600t，其主要部件有门柱、横梁及底座。5.3.2 自提升系统二套 本次门架提升采用下加节方式，塔架每节高度3m。自提升架固定在底座上，并可起到提升时无缆风绳。每个自提升架设置2套100t液压千斤顶。5.3.3 液压提升系统：提升千斤顶采用510t级，当使用2台时吊装能力800t。目前仅配置二台，最大可配置四台。每台液压提升器配一套液压泵站，为液压提升器提供动力，两台液压提升器配一套控制系统。液压提升器设在门架顶梁上，提升器可沿着顶梁作水平位移，水平移动采用2台100t级液压爬行器工作。每台液压爬行器设一个液压泵站，一个控制器可控制四台爬行器。提升系统应设有旋转平衡梁一套，以满足设备吊起后旋转方位的要求。5.3.4 门架滑移系统门架滑移系统由基础轨道和滑移千斤顶组成，滑移千斤顶采用2台100t级爬行器进行推进动作。5.3.5 门架缆风系统门架缆风系统由6级缆风绳及地锚及液压千斤顶组成，缆风绳最大受力为60t，由于液压千斤顶价格较贵，所以本次未能配置，暂考虑使用滑车组代替。6 特大型设备吊装和门架式液压提升系统使用注意事项6.1 特大型设备现主要分为二类，塔器和反应器。塔器一般高度较大，塔壁厚度相对较厚，反应器一般高度较小，塔壁厚度较大。所以目前塔器高度在70m以上（具体应进行计算），往往将吊耳设置在设备的2/3高度处，反应器的吊耳往往利用其顶部人孔。所以在吊耳的设计上，我国尚无特大型吊耳的标准。特别是吊耳外局部应力的计算更应予以重视。所以应引起设计人员的注意。6.2 反应器顶部的盖板式吊耳系厚板制造，应由反应器制造厂商提供，比较合理。6.3 特大型塔器的管式吊耳，目前我国标准中，因考虑采用多级钢丝绳，所以吊耳长度较大，这样对塔壁的局部应力相应较大。如采用目前国内生产的无接头钢索，因其直径大，所以可使用较小的吊耳长度。但由于钢索编绕制成，所以使用中直径方向尺寸将增加很多，使用时应予考虑。6.4 特大型设备应考虑使用辅助吊车吊装，为此应设计辅助吊耳，但这方面国内尚无标准。同时应考虑设备裙座的加强。6.5 液压提升系统需要较大的设备底座，如场地地耐力较差时，还需桩基，所以有条件时，设备基础设计与吊装系统基础设计统一考虑。6.6 设备吊耳方位形式，高度与吊装工艺及索具的配置有关，施工单位应与设计单位进行沟通。6.7 塔器高度较大，液压提升器的提升速度应在1015米/小时范围小，以便于当天将设备吊装在基础上。6.8 门式液压提升系统，可利用其自身其组合高度变化的特点，不但可吊装大型化工设备，还可应用于厂房内其它机电设备的吊装。6.9 采用门式液压提升系统吊装时，设备基础地脚螺栓宜设计成锚式埋入结构，这样，便于大型拖车可进入基础之上。6.10 门式掖压提升系统使用时其方案与吊车相比相对复案，准备工作时间长，与设计的联络过程比较长，方案的灵活性差，这是其吊装技术的缺点。表1 重型设备应用一览表序号装置名称规格设备名称直径m高度m重量t建设日期吊装方法1北京燕山石化30104t/a乙烯丙烯腈馏塔4.5875101975年双抱杆2洛阳石化250104t/a炼油催化再生器9.2/12.334.396061980年双抱杆3镇海石化80104t/a加氢裂化加氢反应器3.63634.45601991年门式抱杆4大庆石化48104t/a乙烯丙烯精馏塔4.192.34531998年500t分段5齐鲁石化加氢裂化反应器（6.0）（42）10001999年四抱杆6上海高桥石化140104t/a加氢裂化加氢精制反应器4.228.675992002年1250t吊车7上海高桥石化加氢裂化反应器4.228.676372002年1250t吊车8镇海石化120104t/a蜡油加氢分离塔4.229.55202002年2台500t9南京扬巴60104t/a乙烯分离器6.094.53642003年1250t履带吊副吊车250t10上海赛科50104t/a苯乙烯丙烯精馏塔7.680.86682003年副吊车250t 门式液压提升1250t吊车11南京扬巴60104t/a乙烯丙烯精馏塔5.8/8.592.1/95685/8452003年4月12中海壳牌80104t/a乙烯气？反应器6.99412402004年8月门式？提升800t吊车13中海壳牌聚乙烯苯酚塔7.6/5.032.73602004年门式提升系统205t吊车14中海壳牌80104t/a乙烯SMPO5.3553901250t吊车500t表2 ZALCON公司设计所配套的门式液压提升系统吊装的设备一览表序号位号设备名称数量直径m高度m重量