淺談φ3000×38000蒸餾塔的安裝

鄭賀伍，羅海貴，李 新，鄭忠山，劉東聯(lián)

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

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淺談φ3000×38000蒸餾塔的安裝

鄭賀伍，羅海貴，李 新，鄭忠山，劉東聯(lián)

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

詳細介紹了φ3000×38000篩板蒸餾塔安裝的施工過程，通過對蒸餾塔安裝過程中施工工序及技術(shù)創(chuàng)新的論述，為今后類似設(shè)備的安裝提供經(jīng)驗。

篩板蒸餾塔；安裝；找正；吊裝；載荷；底座

我公司φ3000×38000混流式篩板蒸餾塔(簡稱蒸餾塔)是純堿生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，對生產(chǎn)能耗的高低具有決定性的影響，它的工作狀況與生產(chǎn)效率是整個生產(chǎn)系統(tǒng)良性循環(huán)的關(guān)鍵。現(xiàn)因7#蒸餾塔長周期的運行，塔體腐蝕嚴重，部分塔圈出現(xiàn)滲漏，工作狀況惡化，蒸氨效率下降明顯，給純堿生產(chǎn)造成極大的安全隱患。公司決定對其進行設(shè)備單體大修，將舊塔更換為新塔。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)及特點

新塔體材質(zhì)為鑄鐵，直徑φ3000，塔高38 655 mm，共有37節(jié)塔圈、27件塔板及一個塔蓋，全塔設(shè)備凈重183.6 t，分為上部的預熱段和下部的蒸餾段。其中蒸餾段共23節(jié)塔圈，且自4#塔圈至20#塔圈內(nèi)安裝有17件材質(zhì)為Q235A的塔板,塔板上均布有180個φ120的篩孔；預熱段共14節(jié)塔圈，且自25#塔圈至34#塔圈內(nèi)安裝有10件材質(zhì)為TA2的塔板，塔板上均布有252個φ120的篩孔。另外，還包括蒸餾段蒸汽分配器和廢液出口擋板，以及預熱段混合分配器和絲網(wǎng)除沫器等內(nèi)件。因此，該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)復雜、材質(zhì)多樣及外形尺寸大、單節(jié)塔圈重量大的特點。

2 施工工序及技術(shù)要求探討

2.1 塔圈組對

新塔體的安裝，根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境及吊車作業(yè)能力，對塔圈(含內(nèi)件)進行了1～3節(jié)為一組的分段組裝，組對順序同時也作為塔體安裝時塔圈吊裝順序。塔圈組裝質(zhì)量按以下技術(shù)要求執(zhí)行：

1)內(nèi)件安裝位置正確，螺栓對稱均勻緊固。

2)塔圈內(nèi)的塔板平面度允差為2 mm/m，且整塊塔板平面度允差為3 mm。

3)按制造廠留下的永久性預裝標記進行組對，組對時塔圈法蘭之間加好密封墊。

4)及時安裝塔圈人門蓋、封閉備用孔。

5)塔圈組對完成后，對照裝配圖按順序依次對其進行預組裝。預組裝時塔圈法蘭間不加密封墊、不緊固螺栓。相鄰塔圈間上下止口相對位置正確，上止口必須完全落在下止口內(nèi)，不得有上下止口啃咬的現(xiàn)象；相鄰塔圈密封面的間隙不得超過1 mm，且連續(xù)長度不超過周長的1/3。

2.2 新塔安裝

2.2.1 栽接地腳螺栓

由于原設(shè)備基礎(chǔ)上的地腳螺栓腐蝕嚴重，決定去掉腐蝕部分，保留高出基礎(chǔ)表面50 mm且大于原螺栓直徑90%部分，焊接一段新螺栓，我們稱之為螺栓栽接。螺栓規(guī)格為M48×250，數(shù)量36條，中心距直徑φ3440。

1)定位螺栓的栽接

選擇設(shè)備基礎(chǔ)上的0°、90°、180°、270°四個位置各栽接1條螺栓,作為定位螺栓。為保證焊接質(zhì)量，將螺栓裁接端加工出如圖1所示的單邊V型坡口。螺栓焊接后，經(jīng)測量，兩對稱螺栓中心距3 440 mm，兩相鄰螺栓中心距2 432 mm，滿足使用要求。

圖1 栽接螺栓坡口形式

2)利用底座栽接地腳螺栓

一般情況下，地腳螺栓栽接應使用鉆有定位孔的環(huán)狀鋼模板進行，以防螺栓歪斜。其基本過程是先在設(shè)備基礎(chǔ)上安裝好4～6件模板支架，并利用已栽接的4條定位螺栓，將模板放置到支架上，且將螺栓露出模板50 mm左右。最后，將其余的螺栓利用模板定位孔與基礎(chǔ)上的螺栓保留部分進行栽接，待全部螺栓焊接完成并安裝好底座后，再行拆除。該工藝具有定位準確的優(yōu)點，但材料耗用多、作業(yè)時間長。由于公司為減少停車檢修造成的經(jīng)濟損失，大幅壓縮了7#蒸餾塔檢修時間，此工藝已不適合繼續(xù)采用。故在此情況下，對其施工工藝進行了創(chuàng)新，直接利用設(shè)備底座代替模板進行地腳螺栓的安裝。即定位螺栓焊接完成后，分別在其根部放置一組200 mm×200 mm枕木，使定位螺栓高出枕木30～50 mm，找平墊實枕木。然后，將底座吊運至安裝位置，以底座為定位模板，將其余的地腳螺栓放到底座螺栓孔內(nèi)， 與原地腳對齊并進行焊接。完成后，在其兩側(cè)放置了新的墊鐵組，使用千斤頂頂起底座撤掉枕木，將底座落實在新墊鐵組上。

2.2.2 底座安裝

1)底座安裝前，打磨平整墊鐵組安裝處的水泥基礎(chǔ)表面，并在每條地腳螺栓間放置一組墊鐵，按水平度不低于2/1 000 mm找平。墊鐵組布置如圖2所示。

圖2 墊鐵組布置圖

2)調(diào)整墊鐵使底座標高在安裝要求的±5 mm之間。

3)利用水準儀測量底座上端大法蘭面四點水平度，調(diào)整墊鐵組使其水平度偏差符合設(shè)備安裝技術(shù)要求。

4)合格后把緊所有地腳螺栓，再次對上述各項指標進行檢查，確認無誤后對所有墊鐵點焊固定，完成了底座的安裝。

2.2.3 塔圈安裝

1)塔圈的安裝自底座開始，利用吊車配合，向上逐節(jié)進行。每節(jié)塔圈與下層相鄰塔圈把緊后，其上法蘭面的水平度偏差控制在≤0.3/1 000 mm；塔體的傾斜度允差為0.5 mm/m，且不得有三圈連續(xù)向一邊偏移。

2)各節(jié)塔圈安裝過程中，對塔圈間的對中及錯口、偏移和上下止口位置進行檢查，確認合格。

3)塔體安裝完畢后垂直度偏差為18 mm，符合設(shè)備安裝要求。

4)暖塔過程中對螺栓再次進行緊固，未發(fā)現(xiàn)泄漏，滿足化工生產(chǎn)的要求，塔體安裝完成。

2.3 設(shè)備的吊裝

2.3.1 鋼絲繩選用

因新塔圈中最大重量14.4 t，故選取該次吊運進行鋼絲繩吊裝載荷計算，其余從略。塔圈的吊運使用2根鋼絲繩捆綁吊裝，吊裝載荷受力分析如圖3所示，則有：F=2Tcos15°，其中F=kQ=16 940 kg。

式中：Q——設(shè)備及索具重量，其中設(shè)備重14 400 kg，吊鉤及索具重1 000 kg；k——動載系數(shù)，k=1.1。

則T=F/2cos15°=16 940/2cos15°=8 768.8 kgf=85.9 kN。

鋼絲繩取安全系數(shù)K=6，則鋼絲繩破斷拉力F0=KT=6×85.9=515.4 kN。

圖3 載荷計算圖

查GB/T20118-2006《一般用途鋼絲繩》中表20，擬選鋼絲繩規(guī)格為：φ32—6×37+FC—1770 MPa，其最小破斷拉力為534 kN，且534kN>515.4 kN，可以使用。

2.3.2 塔體吊運

因7#蒸餾塔四周的設(shè)備及管道眾多，施工環(huán)境復雜，需拆裝的塔圈重量大，造成塔圈吊運困難。故

根據(jù)施工現(xiàn)場情況及吊車性能，選用了格魯夫GMK7450型全地面起重機，吊車全臂長60 m，最大吊重450 t。塔體吊裝時，吊車使用120 t配重，作業(yè)半徑32 m，采用塔式工況，主臂出桿35.3 m，加裝過渡臂2.9 m，作業(yè)角度81°，副臂37 m，起升高度43.25 m，額定起重量29.5 t，吊裝載荷冗余大，起重作業(yè)安全系數(shù)高，可滿足作業(yè)要求。

3 結(jié) 語

通過科學合理的施工，新塔的安裝僅用了1.5天，比計劃提前了近8個小時。有力地緩解了生產(chǎn)壓力，減少了設(shè)備停車帶來的經(jīng)濟損失。特別是利用設(shè)備底座代替模板進行螺栓栽接的技術(shù)創(chuàng)新，不但為確保工期提供了可靠保障，更為今后類似設(shè)備檢修積累了經(jīng)驗。

[1] 潘鴻恩，孫錫吾.純堿生產(chǎn)設(shè)備檢修與防腐[M].沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，1991

[2] 咸志才，黃璟.起重工[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008

TQ114.15

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1005-8370(2016)06-28-03

2016-06-07

鄭賀伍，助理工程師，唐山三友化工股份有限公司純堿分公司制修車間技術(shù)組組長。