伊泰新疆能源有限公司200萬t/a煤制油項目費托反應(yīng)器吊裝

葉尚武 張利寬

中石化第十建設(shè)有限公司 山東青島 266000

1 項目簡介

伊泰新疆能源有限公司伊泰甘泉堡200萬t/ a 煤制油項目是伊泰集團繼16萬t/ a 煤制油工業(yè)化示范廠2009年3月順利產(chǎn)出我國煤間接液化工業(yè)化第一桶合格成品油之后，投資建設(shè)的第一個大型工業(yè)化煤制油項目。項目位于新疆烏魯木齊市甘泉堡工業(yè)園，項目I 期產(chǎn)能為200萬t/ a，技術(shù)路線采用煤間接液化技術(shù)合成液體燃料，產(chǎn)品包括LPG、石腦油和柴油等，II 期建成后產(chǎn)能將達到540萬t/ a。

該項目由中石化第十建設(shè)公司承建，其中費托合成反應(yīng)器是項目大型設(shè)備吊裝和短途運輸一體化工程最重直徑最大的設(shè)備，是最關(guān)鍵設(shè)備之一。本工程吊裝的費托合成反應(yīng)器共有4 臺，位號分 別 為 26111- R001、26112- R001、26113- R001、26114- R001，每臺費托合成反應(yīng)器分成2 段進行吊裝，空中立式組對。第一段吊裝完成后，安裝內(nèi)件，然后進行第二段吊裝。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

表1 費托反應(yīng)器安裝工程量及吊裝參數(shù)一覽表

2 吊裝方法概述

2.1 吊裝方案的確定

根據(jù)費托合成反應(yīng)器下段的吊裝參數(shù)、結(jié)合現(xiàn)場實際情況及國內(nèi)大型吊裝設(shè)備性能，經(jīng)過多種方案的安全性、可行性、經(jīng)濟性的比較分析，決定采用液壓提升裝置（2600t/ 71.66m）主吊、1000t 級履帶式起重機（XGC15000 型）溜尾的方法進行吊裝就位，液壓提升裝置采用“液壓同步提升技術(shù)”將設(shè)備直立、提升、就位；1000t 級履帶式起重機采用直吊、履帶行走的方法完成設(shè)備由臥態(tài)到直立的溜尾。液壓提升裝置的液壓同步提升由計算機控制，具有全自動完成同步升降、負載均衡、姿態(tài)校正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能，保證吊裝過程的安全穩(wěn)妥。

2.2 主吊機械設(shè)置

2.2.1 2600 t/ 71.66 m 液壓提升裝置

本工程選用的主吊機械為 2600 t級/ 71.66 m 的液壓提升裝置。該提升裝置由塔架（6m 標準節(jié)、底節(jié)、頂節(jié)）、液壓提升器、泵站、計算機同步控制系統(tǒng)、塔身平臺、提升大梁、桁架、導(dǎo)線架、塔身扶梯等組成；塔架底節(jié)采用法蘭盤與地面基礎(chǔ)埋件連接。

該塔架設(shè)計安裝高度為120m，設(shè)計有效工作高度117m，每付塔架設(shè)計承載能力2600t。塔架的橫截面尺寸為4.2m×4.2m，兩個塔架之間的中心距最小為16.8m，最大為21.8m (可在16.8- 21.8m 調(diào)節(jié))。

由于本次吊裝的反應(yīng)器下段高度為54.4m，因此根據(jù)現(xiàn)場實際情況和被吊設(shè)備高度確定塔架的實際安裝高度為71.66m，有效工作高度為68.63m。兩塔架分別在費托反應(yīng)器基礎(chǔ)的0°～180°站位，兩塔架中心與費托反應(yīng)器基礎(chǔ)中心在同一條直線上，兩塔架中心間距為19.8m。

2.2.2 液壓提升設(shè)備

根據(jù)吊裝要求的需要，配備YS- SJ- 400 型液壓提升器、YS- 1400 型液壓提升器、TJDV- 30 型變頻液壓泵源系統(tǒng)及YT- 2 型計算機同步控制系統(tǒng)。

主提升油缸選用的鋼絞線為高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，抗拉強度為1700Mp，直徑為18 mm，破斷拉力為35t；本工程中每臺提升油缸實際配置27根鋼絞線，費托合成反應(yīng)器整體提升重量為 2126t （含吊具等），共配置YS- SJ- 400 型液壓提升器8 臺，荷載不均勻系數(shù)取1.2，則單根鋼絞線的平均 工 作 荷 載 為 ：2126 ×1.2/ 8/ 27=11.81t。單根鋼絞線的荷載系數(shù)為：35/ 11.81=2.9＞2.5，滿足使用要求；

纜風(fēng)繩油缸選用的鋼絞線為高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，抗拉強度為1860Mp，直徑為15.24 mm，破斷拉力為26.3t；本工程中每臺纜風(fēng)油缸實際配置6 根鋼絞線，單根纜風(fēng)繩最大拉力設(shè)計值為334KN，則單根鋼絞線的平均工作荷載為：341/ 10/ 1/ 6=5.68t。單根鋼絞線的 荷 載 安 全 裕 度 系 數(shù) 為 ：26.3/ 5.68=4.7＞2.5，滿足使用要求；

2.2.3 纜風(fēng)地錨

2600 t 門式液壓提升系統(tǒng)設(shè)置6個錨點，每個錨點通過纜風(fēng)繩與塔架頂節(jié)相連接，形成纜風(fēng)系統(tǒng)，通過6 臺液壓千斤頂分別控制6 條纜風(fēng)繩來調(diào)節(jié)纜風(fēng)系統(tǒng)受力。

纜風(fēng)繩錨點采用埋置式地錨，其中F1、F2 錨點分別埋置一塊規(guī)格為4.8m(長)x2m(寬)x2m(高)的三角鐵地錨，埋置深度為3m，地錨與140t 液壓油缸下錨具之間采用兩根φ47.5mm x 18m 的鋼絲繩相連接；C1、C2、D1、D2 錨點分別埋置兩塊規(guī)格2.196m (長)x1.22m (寬)x1.2m(高) 的三角鐵地錨，埋置深度為2.5m，地錨與140t 液壓油缸下錨具之間采用兩根φ32.5mm*15m 的鋼絲繩相連接。

2.3 吊裝過程控制

2.3.1 過程控制

液壓提升裝置索具系掛設(shè)備吊耳并預(yù)緊，保證主吊機索具鉛垂；溜尾吊車行至吊裝站位處，系掛溜尾索具并預(yù)緊，保證吊車跑繩鉛垂。液壓提升裝置提升（提升速度5～6m/ h），溜尾吊車緩慢起繩，將費托反應(yīng)器下段水平抬離鞍座100mm，停止起繩，檢查吊裝系統(tǒng)包括液壓提升裝置、溜尾吊車、站位點、索具、設(shè)備等各部位受力情況。檢查合格后，液壓提升裝置提升，溜尾吊車緩慢向前走車，溜尾吊車根據(jù)實際情況不連續(xù)落（起）鉤，費托反應(yīng)器下段緩慢直立。液壓提升裝置停止提升，溜尾吊車停止走車，摘除溜尾索具。找準方位后，液壓提升裝置緩慢回落提升機構(gòu)，使設(shè)備平穩(wěn)落到基礎(chǔ)上，找正找平后把緊地腳螺栓，設(shè)備就位。

2.3.2 液壓提升控制要點

為確保費托合成反應(yīng)器及提升門架提升過程的安全，根據(jù)費托合成反應(yīng)器的特性，采用“吊點油壓均衡，結(jié)構(gòu)姿態(tài)調(diào)整，位移同步控制，分級卸載就位”的同步提升和卸載落位控制策略，具體步驟如下。

（1）同步吊點設(shè)置

共設(shè)置2個同步提升吊點。每個吊點處各設(shè)置一套位移同步傳感器。計算機控制系統(tǒng)根據(jù)這2 套傳感器的位移檢測信號及其差值，構(gòu)成“傳感器－計算機－泵源比例閥－液壓提升器－費托合成反應(yīng)器”閉環(huán)系統(tǒng)，控制整個提升過程的同步性。

（2）吊點油壓均恒

每一吊點處的液壓提升器并聯(lián)，對每個提升吊點的各液壓提升器施以均恒的油壓，這些吊點以恒定的載荷力向上提升。

（3）提升分級加載

以主體結(jié)構(gòu)理論載荷為依據(jù)，各提升吊點處的提升設(shè)備進行分級加載，依次 為 20% ，30% ，40% ，50% ，60% ，70%，80%，在確認各部分無異常的情況下，可繼續(xù)加載到90%，95%，100%，直至費托合成反應(yīng)器全部離地（胎架）；

（4）離地檢查

費托反應(yīng)器離地后，停留12～24h作全面檢查（包括吊點結(jié)構(gòu)，承重結(jié)構(gòu)體系和提升設(shè)備等），并將檢查結(jié)果以書面形式報告指揮部。

（5）姿態(tài)檢測調(diào)整

用測量儀器測出各吊點的離地距離，計算出各吊點相對高差，并與理論值進行比較，提升設(shè)備調(diào)整各吊點高度使之接近理論值。

（6）整體同步提升

以調(diào)整后的各吊點高度為新的起始位置，復(fù)位同步傳感器。在費托合成反應(yīng)器整體同步提升過程中，保持該姿態(tài)直至提升到預(yù)定高度。

（7）整體同步下降

將下降前的各吊點高度設(shè)為新的起始位置，復(fù)位同步傳感器。在費托合成反應(yīng)器整體同步下降過程中保持該姿態(tài)直至接近下部結(jié)構(gòu)。

（8）分級卸載就位

以卸載前的吊點載荷為基準，所有吊點同時下降卸載10%。在此過程中可能會出現(xiàn)載荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，即卸載速度較快的點將載荷轉(zhuǎn)移到卸載速度較慢的點上，以至個別點超載甚至可能會造成局部構(gòu)件失穩(wěn)。計算機控制系統(tǒng)監(jiān)控并阻止上述情況的發(fā)生，調(diào)整各吊點卸載速度，使快的減慢，慢的加快。萬一某些吊點載荷超過卸載前載荷的10%，則立即停止其它點卸載，而單獨卸載這些點。如此往復(fù)，直至鋼絞線徹底放松，費托合成反應(yīng)器自重載荷完全轉(zhuǎn)移到反應(yīng)器基礎(chǔ)上，液壓提升作業(yè)完畢。

（9）提升過程的微調(diào)

費托反應(yīng)器在提升及下降過程中，因為空中姿態(tài)調(diào)整需要進行高度微調(diào)。在微調(diào)開始前，將計算機同步控制系統(tǒng)由自動模式切換成手動模式。根據(jù)需要，對整個設(shè)備提升系統(tǒng)的8 臺液壓提升器進行同步微動（上升或下降），或者對單臺液壓提升器進行微動調(diào)整。微動即點動調(diào)整精度可以達到毫米級，完全可以滿足費托反應(yīng)器結(jié)構(gòu)安裝的精度需要。

3 塔架的組裝和拆除

3.1 塔架安裝

塔架安裝完成后，應(yīng)進行檢驗試驗，同時宜通知當?shù)丶夹g(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門參加檢查監(jiān)督。

3.2 塔架組裝、拆除和移位

油品合成裝置有 4 臺設(shè)備需要吊裝。塔架第一次在第一臺費托反應(yīng)器（26114- R001）基礎(chǔ)南北兩側(cè)用 1000t履帶吊組裝塔架，利用塔架液壓提升裝置及1000t 履帶吊吊裝第一臺費托反應(yīng)器（26113- R001）完畢后；利用1000t 履帶吊（48m 臂桿變?yōu)?6m）將塔架拆除移 位 至 第 二 臺 費 托 反 應(yīng) 器（26114- R001）基礎(chǔ)兩側(cè)。

塔架第二次在第二臺費托反應(yīng)器（26114- R001）基礎(chǔ)兩側(cè)用1000t 履帶吊組裝完塔架，吊車工況變?yōu)?8m，利用塔架液壓提升裝置及1000t 履帶吊吊裝第二臺費托反應(yīng)器（26114- R001）。

待 第 一 臺 費 托 反 應(yīng) 器（26113- R001） 吊裝完成以后，利用1000t 履帶吊先將塔架頂部的提升系統(tǒng)和吊具拆除至地面，然后將塔架分成八大件吊裝至第二臺設(shè)備基礎(chǔ)上，將塔架組裝達到預(yù)定高度，調(diào)試完后，開始第二臺費托反應(yīng)器（26114- R001）的吊裝工作。

4 實施過程

依照以上方案，4 臺費托反應(yīng)器下段（Φ9860×54400mm，重1960t）吊裝自2014年10月16日開始，2014年11月20日結(jié)束，歷時35 天。第一臺費托反應(yīng)器（26113- R001）2014年10月15日運輸?shù)轿唬?0月16日吊裝就位；第二臺費托反應(yīng)器（26114- R001）2014年10月28日運輸?shù)轿唬?0月29日吊裝就位；第三臺費托反應(yīng)器（26111- R001）2014年11月11日運輸?shù)轿唬?1月12日吊裝就位；第四臺費托反應(yīng)器（26112- R001）2014年11月19日運輸?shù)轿唬?1月20日吊裝就位。此外還完成了2600t 級液壓提升裝置三次拆/ 組工作。目前，4 臺費托反應(yīng)器的吊裝被業(yè)主評為樣板工程。