离子膜电解槽施工工法(省级).doc

. . . . .离子膜电解槽安装施工工法山西省工业设备安装公司目 录1前言12工法特点13适用范围24工艺原理25安装工艺流程及操作要点26材料与设备77 质量控制88 安全措施89 环保措施910 效益分析911 应用实例10 学习好帮手. . . . .离子膜电解槽安装施工工法山西省工业设备安装公司徐尚喜 于秀平 赵泽有1前言 近年来，我国的聚氯乙烯的生产达到了一个高峰，并且在全国各地仍然在大力投资，有部分是即将淘汰的隔膜电解生产法，但大部分是离子膜电解生产法，预计在不远的将来离子膜电解更为成熟，我公司在离子膜电解生产烧碱方面仍然处于初级阶段，对其进行深入的探讨很有必要，为此，编制如下工法。本工法是根据阳煤集团10万吨/年聚氯乙烯工程离子膜电解槽的安装而进行编制的。离子膜电解槽是烧碱装置的核心设备，本工程采用的是日本旭化成公司生产的复极式离子膜电解槽，共四台，每台总重125吨，每台有110个电解单元槽。2工法特点2.1本设备为分体到货，现场组对的设备，其中对底板安装、侧板安装、离子膜安装较为严格，安装不好，直接影响系统的运行。2.2本设备零部件较多，必须充分熟悉施工图纸和设备图纸及有关说明有，必须严格按照其要求进行组装。2.3本设备涉及的专业较多，有钳工、管道工、电工、仪表工等，各专业必须协调配合，先后顺序要分清。2.4仪表专业安装时不但要有专业经验，还必须对其它专业，如管道专业，动力学专业和气动专业有所了解。2.5离子膜电解槽的组成离子膜电解槽框架结构单元槽附属装置离子膜阳极端阴极端侧板油压站操作台阴极阳极液收集管拉紧装置仪表、电气、管道等装置压紧装置3适用范围本工法是针对化工行业中生产聚氯乙烯或橡胶厂采用离子膜电解食盐水生产烧碱的系统的，有其单一性，对其它设备安装不适用。4工艺原理本工法应运设备安装工艺原理、管道安装工艺原理、电气仪表安装工程工艺原理等，对本设备安装时执行严密的安装程序，实行三检制度，落实责任。5 安装工艺流程及操作要点基础验收设备开箱检查前后端底脚安装阴极阳极端安装侧板安装阴阳极铜母线安装液压装置安装阴极液阳极液收集管安装单元槽安装离子膜安装液压站安装附属装置安装设备安装验收离子膜处理假膜安装单元槽试压5.1安装施工具备条件5.1.1厂房结构等工程已结束，并已进行验收合格，设备基础验收合格并办理交接手续。5.1.2施工用水、照明、用电已齐全，具备施工使用条件。5.1.3安装所需要的工机具齐全，性能良好，所需检测器具已准备齐全，精度符合国家计量标准，并在检定周期的有效期内。5.1.4设备安装前，结构平台安装完，设备起重行车安装完，具备使用条件。5.1.5安装所需技术资料齐全，电解槽安装方案已按有关程序审批完毕，并已向施工班组作了安全技术交底。5.1.6清洗单元槽用的软水、临时管道，干燥单元槽用的过滤的工艺干燥空气、临时管道已接通并已具备使用条件，电解槽最后冲洗用的2%盐水、2%碱液已准备妥当。5.1.7试验用的聚乙烯片（假膜）已具备。5.1.8电解厂房室内温度应高于15，以保证离子膜的安装质量。5.2电解槽安装次序，电解槽的安装，遵照以下步骤进行安装：5.2.1电解槽安装前的准备5.2.2电解槽基础的复测定位5.2.3电解槽的外观检查5.2.4电解槽的基础底板安装5.2.5电解槽的前档板安装5.2.6电解槽的后档板安装5.2.7电解槽的侧板安装5.2.8电解槽的单元槽吊装就位5.2.9电解槽的多支管安装5.2.10电解槽的收集管安装5.2.11装配活动平台5.2.12膜的处理5.2.13膜的干燥5.2.14膜的安放5.2.15拉杆的安装和紧固5.2.16液压油管道安装5.2.17前后端引入、引出电缆安装5.3离子膜电解槽的安装5.3.1开箱前，应认真研究技术文件的相关内容，对可能发生的问题要尽可能避免。参照装箱清单开箱检验，检验电解槽必须使用专用工具，并将其放在侧梁上或支放在运输小车上，切勿置于地面或不匹配的夹具上。5.3.2用浸上稀释剂的布清洗侧梁上的导向滑轨，注意固定滑轨螺栓其表面是否有突起，要及时处理，在终端阳极钢框架橡胶部分和终端框接触处涂敷硅酯，把终端阳极安放在单元槽支撑上和终端框联接，不允许把终端阳极和其它电解槽同时吊起；5.3.3检查安装在支撑架上复极槽的阳极和阴极的方向，预留70cm的空间，其余的在单元槽支撑上及运输小车用木块间隔开23cm，注意：用提升夹具移动单元槽时，不能与运行电解槽接触，阴阳极网表面被碰很容易损伤，应特别小心，单元槽支撑大小有限，不可能预放下所有的复极槽及终端阴极，一部分复极槽及终端阴极要留在运输小车上。5.3.4用四套120mm长的螺栓连接终端阳极和终端框， 紧固好连接螺栓终端阳极和终端框；5.3.5安装所有单元槽阴极侧支臂塑料定位螺杆，不能紧固完螺杆以免损伤螺杆及单元槽支撑。5.3.6在终端阳极及终端阴极的铜端子连接处涂敷少量导电膏，将终端阳极或终端阴极连接起来，用扳手紧固所有螺栓并用扭矩扳手检查扭矩，按设备说明规定进行紧固。 5.4装配活动平台：在单元槽的两侧安装检修平台，并设上下扶梯。5.5 膜的预处理前准备5.5.1在预处理膜时戴上防护眼镜，干净的橡胶手套，安全喷淋、洗眼器必需是有效的，并且所有的工作人员在使用前要进行培训，确保正确使用。5.5.2离子交换膜的搬动和预处理的所有工作必需按照厂方提供的技术资料内的步骤和说明进行。 5.6膜的预处理5.6.1膜预处理过程是在供给的膜为干燥的状态下进行的。膜在安装过程中必须进行保护，因为其价格较为昂贵，有针孔大的眼就可能使整张膜报废，检查所有备用的工具，检查预处理槽，膜的运输夹具、铺膜台桌，台桌应无凸起或锋利的边缘，用纯水清洗盛放膜的盒及膜预处理槽的内表面，在铺膜的台桌上面铺一张塑料膜。5.6.2根据厂方提供的膜的技术资料准备好预处理溶液在预处理槽中，保持预处理溶液温度2030的范围，若有必要，把盛膜的盒子浸没于预处理槽，小心地从膜袋内将膜卷拉出，每袋内至少有一张样膜，将其在台桌上展开，预处理前测量并记录下膜的尺寸以及标明顺序号码，记录好之后，小心地抓住膜的角挪动，浸泡在膜的预处理槽中，其它的膜是直接展开放进预处理槽中，为防止膜的损坏，整张膜应置于膜盒框边以内，膜的预处理盒可容纳大约四十张膜，第一个膜盒盛满时用纯水洗好下一个膜盒，小心地浸没下一个膜盒，它的也如同第一个膜盒，整张膜置于膜盒框边以内，膜在预处理槽中浸泡期间，用手朝下轻轻地按压以消除膜下方的气泡，按照置于支架要上电解槽的方向排列膜的表面，区分开阴极面和阳极面，为使膜的安装符合要求，膜的浸泡时间应该在八小时以上，用干净的塑料膜包缠好剩余的膜，然后装入膜管中。5.6.3处理后，在预处理槽附近准备好盛膜的容器，用车间起重机吊起装有膜的预处理盒，小心地缓慢地从预处理槽溶液中取出膜盒，取出的膜盒直接放入膜容器中。5.7膜的安装5.7.1由于现场使用低浓度碱液对膜进行预处理，操作时必须正确配戴化学护目镜及橡皮手套、面罩、耐酸碱雨靴等护肤防护用具，在工作场地附近准备好新鲜水和弱硼酸溶液，以防止突发事故时在现场及时有效地中和碱腐蚀。两个操作工将膜从膜盒内膜的一边揪起，另外的操作工从膜的中间开始自上而下给阳极表面浇洒脱盐水，直至膜完全湿润，然后揪紧两边把膜按平装在阳极面上，由于膜是湿润的，用力不能太大，即使从四周拉展皱折时也不能过分绷紧，若膜部分皱折严重应从阳极上剥离下来，重新小心地安装以防产生皱折，若皱折仍存在，从阳极上取下整张膜再按照上述要求进行处理直至安装完成，若需要，阳极表面也要浇洒上脱盐水。为了避免膜周边卷曲，用塑料做的薄板按住膜的角，直至膜牢固贴紧阴极槽表面，所有单元槽膜安装操作应遵循以上步骤，记录下膜与槽相对应的连续顺序号码，有时为了防止膜干涸在膜表面喷洒上预处理溶液。5.8拉杆的安装紧固在拉杆的末端加上垫圈，绝缘垫圈涂抹足够的防卡死润滑油，检查碟形弹簧垫的准确数量及正确安装角度，按说明书在终端框和终端阴极安装足够的拉杆。在拉杆的两端加上碟形弹簧垫，依次安装上绝缘垫、垫圈、螺母，安装好拉杆后，在终端阳极侧拧紧拉杆螺母和防松螺母（固定侧），以便通过防松螺母（销紧）使拉杆延伸大至23个螺扣的长度，在终端阴极定位螺栓和侧梁之间安放上滑动衬垫，紧固拉杆弹簧（碟形）垫圈，其总长与拉杆转矩是成反比例的，在拉杆的末端安装一个标尺，标尺上有三个刻度，第一个刻度代表紧固拉杆力矩为40NM；第二个刻度代表紧固拉杆力矩60NM；第三个力矩代表紧固拉杆力矩80NM。使用扳手在阳极上（固定侧）安装上锁紧螺母，同时坚固所有拉杆。按照上面同样的方法将所有拉杆重新坚固为60NM，按照上面同样的方法逐次地重新紧固拉杆为80NM。检查所有紧固拉杆力，所有的螺杆固定好后，再次检查并确保所有螺杆的转力矩为80NM。5.9进料集合管安装首先在单元槽平台支撑上安装集合管支架，去掉进口管密封垫并清洗法兰面，检查安杯螺帽上的聚四氟乙烯做的套圈，把进料管安装在阴、阳极电解槽的进料嘴上。用专用的扳手紧固进料管螺帽，不能把杯状螺帽拧得过紧以防管子损坏。连接管子法兰和集合管接头检查安放在杯状螺帽处的特氟隆乙烯套圈，使用专用的扳手紧固进料管杯状螺帽，不能拧得过紧以防管子被损坏。5.10支管的安装安装上所有的连结管并且和集合管连结，若有必要安装薄垫片或盲法兰，在溢流集合管上安装上采样阀和清洗阀，在单元槽周围安装小阀门和压力计，安装结束之后将阀门全部关闭，检查在支管与进料管之间安装合格的过滤网。5.11油管安装 本设备油管道工作压力为12MPa，且为确保油管道内部清洁，管道全部采用手工氩弧焊，焊接前要对管道内部进行清理，管道安装完毕后进行酸洗并及时进行中和，后用相应的液压油进行油循环清洗(管道循环用油根据设备随机资料提供的参数选用)。5.12电解槽检查完成大部分工作后，按照设备随机资料内容进行各项工作的检查，并完善工作内容，确保无漏项工序。5.13由于钛材具有特殊的物理和化学特性，因而其焊接工艺与其它金属存在较大差异。焊接时必须保证：（1）焊接区金属在250以上不受活性气体N，0，H及有害杂质元素C，Fe，Mn等的污染。（2）不能形成粗晶组织。（3）不能产生较大的焊接残余应力和残余变形。所以，焊接过程须按预定的施工顺序，严格按工序质量管理标准，实行全过程的质量控制，使人、机、料、法、环等各因素均处于良好的受控状态，从而保证钛管的焊接质量。另外，在实际施工中经常会遇到全方位焊接，且管道内有强腐蚀和强污染性介质，特别有的气体是很强的有毒有害的气体，所以对焊接质量要求极为严格，由此对焊工的要求必须严格。6材料与设备6.1材料离子膜电解槽安装所涉及的材料有金属管道、非金属管道、钛管道等。其中钛的管道的施工较为特殊，其施工方法必须按内外充氩进行，并且所使用的氩气的纯度必须达到98以上，否则容易出现钛氧化的问题，使钛管道焊口焊接失败，必须重新进行。另外就是非金属管道的焊接，非金属管道主要是玻璃钢硬塑料的复合材料管道，其耐腐蚀性的特点成为化工厂管道的必然选择，但由于其硬粹性而发生气体的泄漏是其致命的弱点，且其焊接的特殊工艺操作也较难掌握和控制，特别是小口径的管道更易发生折断，影响使用。6.2使用的机械设备序号名称规格单位数量备注1吊车25T台1吊装2汽车5T台1运输3铲车2T台1运输4烘干箱300台1烘烤焊材5氩弧焊机YC-315TX3台2焊接6倒链13T台10吊装7千斤顶15T台4顶升8保温筒H=400件1焊条保温9等离子切割机LGK-63台110角向磨光机100-150台211线坠个2测量用12盘尺20m台5测量用13条式水平仪精度0.1mm台2测量用14水准仪台1测量用15钢丝0.2米2016钢板尺150、300、1000个各117经纬仪台118公斤称10公斤台17 质量控制7.1本设备的为组装设备，其安装要求执行化工；7.2本设备整体来说不太精密，除了离子膜安装要求比较严格外，其它较容易安装；7.3由于是日本进口设备，其管口与我国的标准不一致，可能造成国产阀门与配套来的法兰无法安装，定货时须加以注意；7.4仪表安装工作量大，是一个比较重要的部分，应注意；7.5非金属管道的施工也是比较棘手的工作，因为有的管径较细，易发生脆性断裂，粗的管径缝隙较大，不容易施焊，所以应从材料的选用和管道施焊过程中加以注意；7.6电解槽单元的网面应进行适当的防护，防止损伤。7.7侧板安装时要将固定轨道面的螺钉进行检查，不得有高出的情况发生；7.8酸碱液收集管的前端适当比后端低30mm50mm，保证液体和气体分离；7.9阳极和阴极电缆与电解槽连接时要涂抹导电膏，保证接触良好，导电安全；7.10管道或其它支架安装时不允许在地板上穿透地板，否则，酸性或碱性溶液可能渗入地下腐蚀电气设备或管道等；7.11管道垫片要严格按设计要求进行使用，否则可能发生腐蚀和泄漏；7.12钛材管道的焊接必须由合格的且有经验的氩弧焊工作业。8 安全措施8.1本工程由于设备比较零散，有的单件重量较大，且在车间进行，比较难于使用汽车吊等机械化作业，危险性较大，要用车间配备的行车进行安装，在使用时要注意交叉作业的安全性；8.2在拆除包装箱前，要针对工作内容，对照供货清单，业主的订货合同，并会同业主、监理、供货方进行验收，有问题进行记录，由三方签字，提出处理意见，处理要及时；8.3涉及的进口设备小件较多，容易丢失，不易另配，所以在开箱后要及时进行封闭管理，登记造册，领用要按规章制度进行领用；8.4其它安全方面按照9 环保措施9.1浸泡离子膜的溶液不得随意倾倒，要采取有效措施，比如进行中和处理后排放，防止污染环境。9.2试运行前，要进行管道系统试压，达到规范要求后进行试运行，试运行前要认真检查管道系统，防止腐蚀性气体和有毒有害气体泄漏，造成空气污染。9.3管道系统防腐保温时要对油漆和保温材料进行有效的管理，杜绝乱堆乱放。9.4液压站使用的液压油在清洗油管道时,排出的废油要及时回收,并妥善保管。9.5设备包装箱及其它包装材料要及时回收处理，不得随处。10 效益分析10.1经济效益：本工法在工程实践中得到了广泛的应用，在阳煤化工有限责任公司的工程中应用此工法取得了一定的经济效益。工艺改进：本工法施工方法明确，施工组织合理，综合考虑安装工艺，充分利用现场条件，尽量采用行之有效的施工仪器，形成一条龙工厂化施工作业方法，在保证工程施工质量的基础上，缩短了施工工期，降低了施工成本。经济收益：阳煤氯碱项目部结合项目施工的实际情况及施工特点和施工条件，精心施工，努力推进技术创新，化技术优势为