大型空分项目冷箱安装技术

第5页共8页N大型空分设备冷箱施工（中油吉林化建国际公司）一、前言由于钢铁工业、氮肥工业、火箭技术的发展，氧、氮耗量迅速增加，促进了大型空分设备制造的发展。近几年来我国的大型成套空分设备技术已经与世界发达国家的技术同步，在中国的大型空分设备厂中，各家的成套空分流程及原理基本相同，空分设备的安装也已经模式化，在安装过程中以冷箱及冷箱内设备安装难度最大。本文以辽阳石化分公司的10000m3/h空分设备安装为例介绍冷箱及冷箱内设备的安装，本套空分冷箱及冷箱内设备由中国杭州制氧机厂提供。二、工程概况辽阳石化分公司20万吨/年乙二醇及配套工程空分装置，冷箱总高+56米，长9.7米，宽7.2米，高57.5米，冷箱共有72块冷箱板，共重172.8吨，整个冷箱共分为主冷箱，板式冷箱。冷箱内设备有上塔、下塔、主冷凝蒸发器、粗氩塔Ⅰ、粗氩塔Ⅱ、精氩塔、粗氩塔冷凝器、精氩冷凝器、精氩蒸发器、主换热器、液空液氮过冷器、膨胀空气过滤器等设备，材质为铝镁合金。冷箱内工艺管线约为2000米，材质主要为LF2和LF4，冷箱外管线材质为20#、0Cr18Ni9和部分铝镁合金。三、冷箱安装施工程序基础交接、验收及处理→钢结构及设备、材料验收→冷箱抗剪板安装找平→二次灌浆→下塔、粗氩塔Ⅱ、液空液氮过冷器底座安装找平焊牢→第一带冷箱板安装→换热器支架安装→换热器安装→氩泵小冷箱板放入大冷箱内→第二带冷箱板安装→下塔、粗氩塔Ⅱ下段、液空液氮过冷器吊装→第二带冷箱板安装→第三带冷箱板安装→第四带板安装→粗氩塔Ⅰ支架安装→氩Ⅱ塔拉架、精氩塔支架、粗氩液化器支架安装→上塔下段、粗氩塔Ⅱ上段安装→上塔上段安装→冷箱第五带板安装→粗氩塔Ⅰ拉架安装→精氩塔、粗氩液化器吊装→冷箱板进行焊接保证冷箱板有足够强度→其它冷箱板安装→冷箱内附属结构吊装就位→冷箱封顶→冷箱外梯子平台安装→液氩泵安装→冷箱内低温阀门安装→工艺内管线预制、安装→冷箱外管线、阀门安装→设备、管线、阀门气密性试验→冷箱内外管线吹扫→开车裸冷→阀门法兰冷紧→冷箱内清理→封闭人空→填充保温珠光砂→正式开车四、基础验收及处理机械、设备基础交接验收时，基础施工单位应提交质量证明书、测量记录及其它施工技术资料。基础上应有明显的标高基准线，纵横中心线，建筑物上应标有坐标轴线。基础外观不应有裂纹、蜂窝、孔洞及露筋等缺陷.基础混凝土强度应达到设计要求，周围土方应回填、夯实、整平，地脚螺栓的螺纹部分应无损坏和锈蚀。基础复测合格后，应由土建施工单位向安装施工单位办理中间交接手续；基础表面应进行修整。需二次灌浆的基础表面应铲出麻面，麻点深度一般不小于10mm，深度以每平方米内有3～5个点为宜，表面不允许有油污或疏松层；放置垫铁处的基础表面应铲平，其水平度允许偏差为2mm/m；螺拴孔内的碎石、泥土等杂物和积水必须清除干净。冷箱基础板安装为无垫铁安装，底板找平后，与临时钢筋焊接固定，交土建二次灌浆，灌浆时必须夯实，使凹处灌满。达到强度后，加上地脚螺栓垫板紧固螺栓，同时切断基础板与临时钢筋焊接点。冷箱基础板必须水平并且高度一致，水平度小于0.5mm/m；五、冷箱板及设备安装冷箱板及附属梁安装前，应对其质量进行全面严格的检查，吊装前应将上面的杂物清理干净。冷箱板安装时，需要将临时支架焊接在冷箱板上，用于临时平台的搭设。由于现场条件所限，＋24000mm标高以下冷箱板安装采用单片吊装、组对、安装。顶带冷箱板安装前，在地面组对成“┗”形，这样可以保证结构的稳定。冷箱板吊装就位后，应采用型钢或钢丝绳将板斜支（拉）固定。所有钢结构应为垂直、四方和水平安装，并且准确就位。冷箱板安装垂直度偏差≤1.5/1000，且冷箱总高度偏差不得大于20㎜。冷箱板安装与冷箱内设备安装交叉进行，待冷箱内设备吊装完毕后，再进行冷箱最后封闭。骨架间的安装螺母与螺栓应点焊牢。骨架间的型钢起内侧为间断焊，间距150㎜，焊缝长50㎜。其外侧为连续密封焊。整个冷箱外的连续焊必须保证冷箱的气密要求。、梯子、平台在地面进行组对，梯子斜支撑能在地面焊接的在地面进行焊接，冷箱板安装完后，完善支托架、梯子平台。冷箱上的安全阀、窥视镜、呼气孔等的安装能与冷箱同步安装的要同步安装，上塔上段的封板和纯氮出口管帽，粗氩塔Ⅱ冷凝器粗氩出口管帽，必须在地面上切除，清楚干净铝屑后用干净白布或塑料布包扎后才能吊装就位。在吊装铝制容器时，应该采取保护措施，以防损伤表面，如索具外套橡皮管，索具间用支撑撑开。下塔塔吊装就位后用铅垂线在踏四周检查其垂直度，若不垂直，可在其底座下面衬垫薄钢板。起尺寸与支架宽度相近。垂直找正后，垫铁应与下塔支架面焊牢以免垫铁移动。塔腰缝焊接及坡口处理形式和方法参考焊接要求。设备在安装前要确定好安装方位，确定设备方位要同时参照分馏塔总图、设备图工艺配管图。分馏塔垂直度要求≤0.5mm/1000m且总长度不超过10mm；板式换热器垂直度要求≤1.5mm/1000m且总长度不超过10mm。支架、拉架的安装要严格按照图纸施工，不允许任意改变其形式、尺寸、角度、材质等。六、冷箱阀门试压阀门必须具有出厂合格证和制造厂的铭牌,铭牌上应标明公称压力,公称通径,工作温度和工作介质等。对阀门的关闭位置进行检查，闸阀、截止阀、调节阀等阀门的关闭件应处于全关闭的位置、止回阀的阀瓣应关闭并予以固定。阀门内应无积水、锈蚀、脏污、油漆脱落和损伤等缺陷，阀门两端应有防护盖保护。阀门外露的螺纹如阀杆、接管部分应有保护措施。铸件应表面平整光滑、无缩孔、毛刺、粘砂、夹砂、鳞屑、裂纹等缺陷。锻制加工表面应无夹层、重皮、裂纹、斑疤、缺肩等缺陷。阀门的手柄或手轮操作应灵活轻便，开闭时不得有卡阻现象，阀杆的全开与全闭位置应与要求相符合。主要零件如阀杆，阀杆螺母、连接螺母的螺纹应光洁，不得有毛刺、凹疤与裂口等缺陷。输送设计压力大于1Mpa或设计压力小于等于1Mpa且设计温度小于-29℃或大于186℃非可燃流体，无毒流体管道的阀门均应逐个进行强度和严密性试验。输送设计压力小于或等于1Mpa且设计温度为-29～186℃的非可燃流体，无毒流体管道的阀门，应从每批(同制造厂、同规格、同型号)中抽出10%，至少一个进行强度和严密性试验，若有不合格者再抽出20%，如仍有不合格者，该批阀门不得使用。阀门安装前，应按设计文件中的“阀门规格书”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抽检，每批至少抽查一件。若不符合要求，该批阀门不得使用。阀门壳体试验压力不得小于公称压力的1.5倍，停压5分钟，以壳体无渗漏为合格。具有上密封结构的阀门，应逐个对上，试验压力为公称压力，试验时应关闭上密封面，并松开填料压盖，停压4分钟，以阀瓣密封面不漏为合格。阀门液体有足够的稳定性和刚性，不能随便晃动，且要考虑到管道的热胀冷缩，并按照管架图的要求进行。七、气密试验管道系统试验前应将不能参与试验的系统、设备、仪表及管道附件等加以隔离；安全阀、爆破板、流量孔板应拆卸，加盲板的部位应有明显标记和记录。升压应缓慢平稳，并无异常现象，并应逐步升压至试验压力，采用无脂肥皂液或二丁基萘硫酸钠溶液检漏，检漏后，应立即用热水将皂液擦洗干净。检漏过程中发现的漏点，须做好标记，卸压后补焊，对塔内铝镁合金管道的漏点，决不允许采用捻压和敲击的方法处理，一定进行补焊，补焊后，需重新充气检查。气密性试验应在检漏后进行，并应在试验压力稳定30min后开始记录起点压力和起点温度，并准确的准时记录终点压力和温度，其残留率应接上式或计算并符合上表要求。气密性试验合格后，应将盲板拆除后复位，并应按工作压力进行整体通气检查。如遇有分馏塔内需的换再生操作的设备（如吸附过滤器液氧循环吸附器等）应单独作气密性试验，保压4h，其进出口阀门范围内的残留率不应小于99%。试压用的压力表在周检期内，其精度不得低于1.5级，表的满刻度植应为被测压力的1.5~2倍压力表不得少于两块。待测管道与无关系统已用盲板隔开，安全阀已隔离，各压力系统应用盲板，隔开并进行气密性实验，包括所有的加温管，排放管和计器管等，实验采用清洁，干燥无油的压缩空气。气密性试验压力，保压时间和残留率：管道系统类别设计压力Mpa停压时间（小时）残留率△（%）低压系统（1）0.1012≥98液氧循环系统0.3012≥97低压系统（2）0.6012≥95增压系统0.9012≥93残留率△应按下式计算Δ=（P2*T1）/（P1*T2）*100%式中：P1—起始压力KPa（绝对压力）P2—终点压力KPa（绝对压力）T1—起始温度K（绝对温度）T2—起始温度K（绝对温度）八、系统吹扫空气吹扫应用本装置的空气压缩机。吹扫压力不得超过容器和管道的设计压力，流速不宜小于20m/s。吹扫用的空气压力：中压系统：应保持在250～400KPA低压系统：应保持在40～50KPA在系统吹扫中，若遇到未设置与大气相通的吹除阀，可视情况在适当的部位开设吹扫孔。待吹扫结束后，再予堵塞或撬开法兰。在系统吹扫时，透平膨胀机和循环液氧泵进出管应断开，其入口管道上的过滤器芯子和透平膨胀机加温气进口处的过滤器芯子均应拆下。所有的孔板计亦应拆下。检查合格的管线必须进行可靠的封闭，不得再次污染。塔外管线吹扫时，凡与冷箱内相接的阀门、法兰应关闭或断开，以免赃物吹入塔内。各系统的吹扫应反复进行多次，吹扫时间不应少于4小时。吹扫可逆式换热器时（主换热器）如带有自动阀箱，应将自动阀箱人孔打开，其低压侧自动阀孔应用盲板封堵，吹扫后即将自动阀装上，捡漏和将人孔封闭。空分装置工艺气管道吹扫时应先吹扫塔外系统，接着流程图中压，低压的两个系统分别吹扫吹扫塔内系统时，应先吹板翅式换热器及其上的计器管，后吹其他设备和管路管线吹扫的排放口要适当固定，特别是排放反作用力大的部位，更应可靠固定。排放附近要有安全措施。吹扫合格的管线要及时填写吹扫记录。吹扫彻底与否的检查，可用沾湿的白色滤纸或脱脂棉花放在吹扫出口处，经5分钟。应干净无明显的机械杂质为合格。吹除时各排气口应设警示标志，并由专人看管。在分馏塔加温吹扫时，利用出分子筛吸附器的常温干燥空气可进一步对冷箱内管道的杂质、灰尘及水等进行吹除，进冷箱内的管道必须吹除干净后方可与冷箱连接。冷箱的每一只吹除阀均需打开进行吹除，直至没有灰尘和水汽。工艺管线吹扫时，调节阀、流量表、孔板、过滤器内芯、等怕损坏的仪表一次件应拆下。不参加吹扫的管线应加盲板或用阀门切断。九、整体试车、裸冷、冷紧开车前应对分馏塔进行全面的加温和吹冷，空压机，膨胀机，水机，水泵，切换阀等仪表控制系统，电气控制系统及安全保护装置应作的转运的准备工作。由于各业主对空分装置的产品各有不同，所以说全低压流程的空分装置业主要求的不同工艺流程也不是完全一样的，多少有些差别，鉴于这种情况装置的整体开车应接着制造厂家提供的操作说明书，中规定进行，并依次将精馏塔，冷凝蒸发器等主要设备冷却到尽量低的温度，保持1~2h，然后冷却整个分馏塔，待所有的设备，管路外表面都结上白霜，再保持3~4h。设备启动后，应密切监视各项工况的变化情况，整个操作中的各个环节有无异常，并应每隔0.5h做一次有关记录（压力，温度）在冷状态下，应检查各部位有无变形，并可根据结霜的情况判断有无泄露，并将泄露的位置作好标记，待化霜后处理，处理后视情况或业主要求是否再次裸冷检查。在裸冷试验后和化霜前，应把保冷箱内的所有法兰及阀门连接螺栓再次紧固一次（进行一次冷紧）。分馏塔恢复到常温后，应以工作压力对整个系统通气检查，如发现漏点时应及时消除，整体裸冷后，如有补焊，密封面处理或局部处理改装时，必要时应再进行裸冷检查。上述几道工序进行后即可认为空分装置裸冷工作，可进行最后一步的装填绝热材料。十、装填绝热材料时的注意事项及要求首先应装填保温矿渣棉，装填矿渣棉时须填实并接图中指定的位置装填，并应使分馏塔和基础表面保持干燥。矿渣棉装填完要立即将人孔盖板和低温阀的防雨护套安装完。需站人装填珠光砂的人孔筒需要用细铁线拦挡，防止装填过程中人员不慎投入到冷箱内。绝热材料内不应混有可然物，和块状物体，防止装填过程中砸坏管道或设备。绝热材料不能受潮，并不应在雨血天装填。装填过程中不应损伤仪表，管道和电缆，安装应密实，不能有空穴。装填绝热材料时，分馏塔内各设备，管路均应充气，充气压力宜为45~50Kpa（表压）并应微开各计器管阀门通气，同时使各铂热电阻通电观察计器管和电缆有无故障，直至最后装填完毕。珠光砂填充完毕后就可以进行整体开车、调试、生产了。十一、安全技术要求施工操作必须严格按《安全技术操作规程》执行。施工人员进入施工现场必须正确佩戴好安全护具，正确戴好安全帽，来往走动应注意头上、脚下以及来往车辆，防止意外伤害。施工人员必须持证上岗，登高作业必须拴挂安全带。施工现场必须配备足够数量的合格消防器材，规格数量由安全员提出，消防水由车间指定地点。使用的各种电动工具必须配有触电保护器，并使用安全电压。厂区内动火必须办理动火手续，手续齐全方可动火，且动火过程中必须有专人看护。管线脱脂溶剂三氯乙烯为剧毒化学用品、易燃，脱脂人员应穿戴好防护用品；脱脂过程中，应注意站在上风口，防止中毒。进入施工现场安全着装，砂轮磨削时应带护目镜。、管道强度耐压试验时，不得进行处理，特别是气压试验时防止意外伤害。管线吹扫时应设安全排放区，并设警示牌。防止吹扫排放口强大气流造成安全事故。吹扫排放口不准面对马路和施工人群。吹扫排放时应事先发出通知，并设专人警戒。不许从冷箱上向下扔任何东西，需要清理东西的时候冷箱下必须有专门人员看管和指挥。设备的铝封头有的已经切开或部分切开，作业时候不允许把、扶、踩、吊装作业前，分工明确，各尽其职，专人指挥。吊装前要按方案规定逐项检查，如吊点（吊耳），对选