柴油加氢施工技术

1、柴油加氢装置施工技术1、 概述1.1柴油加氢装置属于甲类生产装置，一般由反应部分、分馏部分和脱硫部分组成，；主要火灾危险介质为甲B类可燃液体和甲类可燃气体。1.2装置的生产过程原料油经泵抽入装置后，依次经过自动反冲洗过滤器、原料油分水罐滤去固体杂质并切出游离水后，进入原料油罐，再经原料油泵升压；新氢进入新氢压缩机升压后，先与来自循环氢压缩机的循环氢混合，再和升压后的原料油混合，换热后进入反应加热炉升温，再进加氢精制反应器。在反应器中进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃饱和芳烃开环饱和等反应。反应产物换热后，在高压分离器中经过气、油、水三相分离后，气相经脱硫后再由循环氢压缩机升压后，返回反应系统。生成

2、油先与产品换热，再与分馏塔进料换热后，经H2S汽提塔后进产品分馏塔。分馏塔顶油气经冷凝冷却后，进分馏塔顶回流罐进行气、油、水三相分离。气相即分馏塔顶低压含硫气体送至装置外的火炬系统焚烧处理；水相至含硫污水汽提装置处理；油相即粗汽油由粗汽油泵抽出，将其大部分为回流，少部分作为产品送出装置。塔底出来的精制柴油经换热后作为产品出装置。1.3炼油厂柴油加氢装置流程简图2、 工程特点 柴油加氢装置施工一般有以下四个特点：（1） 大型设备较多，大型吊装为设备安装的重点难点；吊车进出场及经济合理的计划安排尤为重要；（2） 大型塔器设备多为分段到货,现场组对焊接,虽然技术成熟,但施工时也存在一定难度;（3）

3、高压厚壁管道多，SHA级管道占装置全部管道安装量的10%左右；合金钢管道较多；装置管道组成件的检验检测工作量较大，焊后热处理工作量较大；高压管道的安装焊接为管道工程的控制重点。（4） 反应器一般为整体供货，加热炉、空冷一般为模块式供货，压缩机组一般以散件供货现场安装；以上设备加工周期较长，其供货周期对施工进度影响较大。3、 主要工程量 以260万吨/年柴油加氢为例，其主要施工工程量见下表3-1：u 设备及钢结构安装基本工程量序号规格名称数量备注1反应器1台390t左右2塔器4台最大重量近100t3加热炉2台1台为方型、1台为圆筒型4容器33台最大重量为150t左右5换热器16台最大重量约为90

4、t左右6空冷器28台A101和A202重量分别为121t和54t。7机泵27台8过滤器5台9压缩机3台往复式10其他设备20台桥式起重机和电动葫芦各1台11钢结构1600吨主要以炉反框架、分馏框架、脱硫框架、管廊等组成合计139台设备、1600吨钢结构u 工艺管道安装基本工程量序号规格名称数量备注1不锈钢管道2600米2碳钢无缝管道36000米3碳钢焊接钢管300米4碳钢镀锌管道450米5阀门3600件6弹簧支吊架10吨合计39350米工艺管道，DB量约130000u 电气安装基本工程量序号规格名称数量备注1高低压柜64台2变压器4台3防爆操作柱110台4UPS不间断电源1台5电缆桥架3000

5、米由现场电缆引入距离确定6电气电缆43000米7灯具600套8静电接地线3000米9监控系统1套10火灾报警系统1套11通信呼叫系统1套u 仪表安装基本工程量序号规格名称数量备注1温度仪表150台2压力仪表230台3压力流量仪表98台4液位仪表145台5调节阀77台6仪表箱172台7其它仪表124台8DCS/EDS1套9仪表配管17Km10仪表电缆75Km11仪表槽板0.4K4、 施工技术措施针对柴油加氢装置的工程特点，并结合燕华公司的施工能力及技术水平，我公司提出以大型设备吊装，钢结构和管道的工厂化预制，高压管道安装，压缩机组安装为本次施工的四个重点：4.1大型设备吊装技术措施4.1.1反应

6、器吊装措施 由于柴油加氢装置的反应器规格重量较大,一般可采用两种方法进行吊装作业：（1）以大型吊车为主吊，依靠专用的旋转胎具或滑移胎具进行溜尾，其优点是可以节约溜尾大型吊机费用，缺点是专用胎具的制作安装及锚固坑的设置需耗费较多的时间、工序繁杂、对场地要求较高。（2）以两台大型吊车配合作业，一台主吊，一台溜尾进行作业。下图为2006年燕化柴油加氢装置380t反应器采用500吨履带吊车作为主吊车，385吨液压吊车作为溜尾吊车进行的抬吊作业。目前以燕华公司的吊装设备及吊装能力完全可以做到双车抬吊进行反应器吊装的工作。 （3）在反应器吊装作业前应根据装置平面布置图、设备图、起重规范、吊车性能表等制定详

7、细科学的吊装作业方案。4.1.1其它大型设备吊装措施 其它大型设备拟选用燕华公司600吨汽车吊，385吨汽车吊，120吨，70吨汽车吊进行配合作业。熟悉吊装设备的形式参数，了解设备到货时间，制定详细的进场出场计划及吊装方案。42钢结构，工艺管道工厂化预制 石油化工装置规模日益增大，装置施工工期一般都较短。随着土建施工和设备安装的进展，工艺管道的焊接安装在整个装置的建设中便起到了承上启下的作用，而工艺管道的预制安装进度便成为制约整个装置施工进度的关键因素。 近几年为了适应建筑安装市场的需求，燕华公司先后组织技术人员学习和掌握了钢结构二次设计软件XSTEEL，管道二次设计软件PDSOFT。并在天津

8、炼化一体化项目中成功进行了应用，较大程度促进了施工进度，保证了安装质量，取得了较大的经济效益。 4.2.1 钢结构工厂化预制 (1)钢结构工厂化预制流程一次图纸设计 drawing design二次转化设计 transform design材料采购放线、下料、加工检验打磨、组对、焊接检验除锈、涂漆出厂包装 运输现场服务合格 yes 不合格合格 yes 不合格装箱单、质量证明文件尺寸、切割质量焊接质量、外观、尺寸除锈质量检查图纸会审钢 结 构 工 厂 化 预 制 流 程材料的验收和复验预制场、工机具、人员准备(2)钢结构二次设计采用的是国际上知名的TEKLA Xteel 钢结构设计软件,应用该软

9、件可以对大型复杂的钢结构图纸进行深化设计,生成可以直接用来切割加工的细部图纸，并对钢结构材料可以做出较为准确的统计。 该软件生成的钢结构模型可以对整个框架结构有较为直观的了解，对框架的安装和设备的吊装都有较大的指导意义。其最大程度的对施工班组进行了解放，施工班组可以节省大量读图、审图、计算的繁琐过程，直接可以根据细部图纸和生成的构件清单进行下料预制，对钢结构施工带来了革命性的变化。 图4.1 节点详细设计示例一 图4.2 节点详细设计示例二 图4.3 成型的框架模型图 图4.4 生成的细部节点图图4.5 生成的零件规格数量清单图4.6 生成的螺栓规格数量清单4.2.2 工艺管道二次设计利用中科

10、辅龙软件公司的PDSOFT工厂设计系统，在设计部门提供的管道平竖面图或原始单线图的基础上进行二次设计，生成适合管道工厂预制需要的管段图和适合现场安装需要的单线图。由于PDSOFT是国内最先进的管道工厂设计系统软件，生成的单线图（管段图）质量极高。对于设计部门采用进口管道工厂设计系统软件如INTERGRAPH进行管道图纸设计，且设计部门能够提供单线图的IDF中间文件的情况下，则利用PDSOFT的IDF接口模块，转换生成适合管道工厂预制需要的单线图和管段图。（1）其工作流程主要为：Ø 建立管道等级库：向设计部门索取预制项目的管道等级表，在PDSOFT管道工厂设计系统软件中建立管道等级数据

11、库；Ø 建立管道模型：利用管道等级数据库和其内置的基础数据库，依据设计部门提供的管道平竖面图或原始单线图，在PDSOFT中建立管道模型；Ø 确定现场焊口位置：在管道模型上设置现场焊口位置；Ø 生成单线图和管段图：利用PDSOFT软件自动生成单线图和管段图。（2）管段图和单线图中除包括一般管道信息外，至少还包括有以下信息：Ø 焊缝编号Ø 管段编号Ø 直管段下料尺寸Ø 预制技术要求：施工规范、管道级别、热处理要求、底漆材料、焊接方法、焊接材料、拍片比例、合格级别Ø 材料表（3）利用管道加工图技术生成单线图具有以下特点：

12、Ø 图面质量与JGC应用的成形软件可以相媲美Ø 增加了焊工技术表栏Ø 材料表可以根据需要生成中文或英文Ø 功能完全满足施工需要以上特点充份说明了管道加工图的先进性，并且与国内管道施工的要求及特点很好地接合。（4）管道二次设计的特点Ø 对管道轴侧图的转化生成带有直管净尺寸长度、焊缝号、管段号、管支架号、管线技术特性等信息的单线图及管段图。Ø 把预制整个过程合理地分解成几个工序，保证每个工序程序化的施工模式以降低施工的复杂程度，并很大提高效率。Ø 把各个工序固定于厂房内合理的位置上，并且物料输送采用流水线及地轨小车的形式输送（摒

13、弃传统的行车输送的办法）。保证物流的通畅，提高效率。（5）合理而先进的设备配置Ø 高速坡口机的应用Ø 相贯线切割机的应用Ø 管道自动焊机的应用Ø 各种工装设备的应用（6） 电脑化全过程管理Ø 工作量查询及报表：任意时间段分材质、分焊工、分班组（工段）的工作量及完成量统计等Ø 管段状态查询及报表：管段是否预制，是否探伤合格、是否运送至现场等Ø 无损检测查询及报表：焊缝拍片信息、焊工焊接质量信息、焊缝缺陷情况分布等（7） 适用范围适用于管道的预制与安装分离，在工厂内把管道预制成管段，并以产品的形式提供给现场；本工法还适用于单线图

14、及管段图的详图设计、管道的自动焊接。 （8）管道工厂化预制流程单线图及管段图的生成单线图、管段图信息输入数据库管理系统根据数据库生成材料表，进行管材及配件的配备领用管子、管件材料预处理管子下料及管子、管件的坡口打磨管子及管件材料的配送管段简单焊缝组焊管段复杂焊缝组焊管段送探伤室进行无损检验管段酸洗钝化管段成品的包装与储存管段产品出厂管道详图设计（二次设计） 图4.7 PDSOFT 管道二次设计软件图4.8 PDSOFT 管道二次设计出的单线图图4.9 燕华公司管道GDCAD单线图绘图软件（8） 工厂化预制场地及设备优势北京燕华建筑安装工程有限责任公司位于燕化岗北路2号，距离燕化东西化工区很近，

15、且具备宽阔的预制场地及较为全面的预制设备。对于人力组织及施工运输具有得天独厚的优势条件。 图4.10 管道预制厂流水作业 图4.11坡口机加工 图4.12 自动焊作业 燕华建筑安装公司一分公司、二分公司、检维修分公司均具备大型的工厂化预制场地，其中以二分公司预制厂条件最好，对于新建柴油加氢装置的钢结构、工艺管道的工厂化预制完全可以满足施工需求。燕华二分公司有一个长*宽为88m*12m的预制厂房，依次从南至北安装了钻床、车床、坡口机、切割机，可进行零部件加工及管道下料坡口预制等基本工作；厂房北侧依次安装了4个预制平台，可以进行管道组对、氩弧打底、自动焊填充盖面的流水线作业。厂房外侧北边有一个独立

16、的供气站，氧气、氮气、氩气、乙炔由专用的供气管道引入厂房进行供气，气瓶与动火点进行了有效的隔离，对安全生产起到了重要的作用。管道预制厂房内安装了5吨的行吊与一个有轨小车，可以对成品半成品预制件进行倒运、外运。厂房外侧有两个92m*12m的钢结构预制场地，每个场地配备一台20吨的龙门吊配合作业，钢结构预制场分为梁柱、节点板预制区，组片组框预制区，可以进行从零部件、梁柱、框架的预制安装。二分公司预制场紧邻无损检测中心、喷砂防腐车间、阀门试验班、二分公司技术服务中心，对整个二次设计、预制、防腐、检测、技术指导等资源利用率较高。各部门之间配合紧密，工序衔接合理，预制质量可靠。二分公司预制场内有较大的材

17、料堆场，运输周转通道，可以便捷地将预制件及时运到现场进行安装。二分公司预制厂效果图及布置图见图4.13，4.14： 图4.13 燕华二分公司预制工厂效果示意图 图4.14燕华二分公司预制工厂平面布置图4.2.3高压管道施工技术(1) 高压管道管道组成件与支承件的检验Ø 管材、管件、法兰、阀门依据相应标准进行验收，同时质保书必须齐全并合格。无质量证明文件的产品严禁使用。Ø 管道组成件与支承件的材质、规格、型号、数量应符合设计文件的规定，外观检查应符合要求：无裂纹、缩孔、夹渣、折叠、重皮等缺陷;锈蚀、凹陷及其它机械损伤的深度不应超过产品相应标准允许的壁厚负偏差;螺纹、密封面、坡

18、口的加工精度及粗糙度应达到设计要求或制造标准;产品标识齐全。Ø 管材、管件外表面清除锈迹和油污后，按下列方法进行5%无损检测，且不得少于1件，并不得有线性缺陷：导磁性钢管（石油裂化用20#）采用磁粉检测（MT）；非导磁性钢管（0Cr18Ni10Ti）采用渗透检测（PT）。Ø 管材、管件经磁粉或渗透检测发现的表面缺陷允许修磨，但修磨后的实际壁厚不应小于管子公称壁厚的90%。Ø 螺栓、螺母的螺纹应完整、无划痕、毛刺等缺陷，螺栓螺母应配合良好，无松动卡涩现象。高压管道用的合金钢螺栓、螺母应先进性材质标记确认，无误后进行10%光谱分析，且不少于2套，且每批应抽两套进行硬度

19、分析。测点应位于螺栓端部、螺帽外表面。如发现有一件不合格（硬度检测），则必须按原规定数量加倍抽检，若仍有不合格，则该批管件不得使用，并应作好标记和进行隔离。高压管道用的合金钢螺栓、螺母，应做好特殊标识。Ø 法兰密封面、八角垫、缠绕垫不得有径向划痕、松散、翘曲等缺陷。特别是金属八角垫应仔细检查其密封面，不得有麻点和划痕，尤其是纵向贯穿性划痕。安装前应使用面筋处理密封面，用灰粉压出密封线查看是否中断。(2)阀门检验Ø 阀门安装前，对阀门的阀体和密封面，以及有特殊要求的垫片和填料的材质进行检验，每批至少抽检1件，若不符合要求，该批阀门不得使用。Ø 阀门的外观质量应符合产

20、品标准的要求，不得有裂纹、氧化皮、粘砂、疏松等影响强度的缺陷。Ø 所有高压管道阀门应100%进行壳体压力试验和密封试验，不合格者作退库处理。(3).管道预制Ø 预制前仔细核对单线图与平面图，核对基础、设备、钢结构、预埋件预留孔是否正确，最后封闭的管段应考虑现场调整余量并易于安装和焊接。Ø 单线图领料后，材料应妥善保管，专料专用，禁止管线之间材料混用。Ø 施工人员应在熟悉单线图和平面图的基础上进行每条管线的现场实测，确定管线的预制深度、预制范围、分段原则、封闭段预留位置等，以保证高压管道的顺利安装。Ø 管道预制应按单线图规定的数量、规格、材质选配

21、管道组成件，预制过程中的每一道工序均应核对管子的标记，并做好标记的移植，做到用料正确、尺寸准确。(4)管道的下料Ø 高压管线下料及坡口加工应采用机加工，采用机加工有困难时可采用等离子切割或自动切割，切割后必须除去影响焊接质量的表面层锈蚀及氧化层，保证尺寸正确和表面平整,管内清洁无污物。不锈钢管在用砂轮切割或修磨时，应使用专用砂轮片，切口表面应平整、无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等，切口端面倾斜偏角不大于管子外径的1%且不超过3mm。Ø 管道加强焊接头的开孔，应采用机械方法，开孔时应确定好位置和方向，孔径应等于所接加强管接头的内径；加强焊接头开孔完成后，经共检合格，方可进行焊接。Ø 进口阀门应实测其尺寸后，再下直管段料。(5)坡口加工型式Ø 坡口加工型式依据SH3501-2002附录B的要求，采用V型、YV型坡口。坡口加工使用机械方法进行。坡口形式见下图。 17 =650 b=2 p=2 17 =80 =650 b=3 p=2 h=/3（可做适当调整）图4.15 厚壁管道坡口形式图 (6)管道焊接Ø 焊接前应根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡，焊工应按指定的焊接工艺施焊。焊工应在合格的焊