再生器內(nèi)部旋風(fēng)分離器更換吊裝施工方法

任旭鵬，馮慶輝

中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東青島 266300

再生器內(nèi)部旋風(fēng)分離器更換吊裝施工方法

任旭鵬，馮慶輝

中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東青島 266300

再生器內(nèi)部的旋風(fēng)分離器在運行過程中，不斷受催化劑顆粒的強(qiáng)烈沖刷而容易老化，因此旋風(fēng)分離器需要進(jìn)行更換，而旋風(fēng)分離器均布在再生器筒體內(nèi)部，作業(yè)空間狹小，且施工環(huán)境粉塵較多，給施工帶來較大困難。為提高再生器旋風(fēng)分離器更換施工的工作效率，減少有限空間作業(yè)工時，保證施工作業(yè)的安全性，在大慶煉化公司100萬t/a重油催化裂化裝置檢修項目中，在再生器筒體內(nèi)部布置滑車組和倒鏈，同時在再生器筒壁上開一側(cè)門，利用滑車組和倒鏈將每臺旋風(fēng)分離器吊移至側(cè)門處，再利用外部的吊車進(jìn)行奪吊，將旋風(fēng)分離器吊裝至地面上。此工法流程簡單，不僅節(jié)約了勞動力，同時提前完成施工計劃，值得推廣。

再生器；旋風(fēng)分離器；側(cè)門；卷揚(yáng)機(jī)；滑車

1 概述

重油催化裂化裝置中直徑最大最具標(biāo)志性的設(shè)備是再生器，再生器內(nèi)部均布著旋風(fēng)分離器。旋風(fēng)分離器分為一級和二級旋風(fēng)分離器，一級旋風(fēng)分離器質(zhì)量一般在10 t左右，長度10 m，直徑最大處約1.5 m；二級旋風(fēng)分離器質(zhì)量一般在8 t左右，長度和最大直徑比一級略小。近年來再生器旋風(fēng)分離器的更換施工較為頻繁，由于旋風(fēng)分離器位于再生器內(nèi)部，四周是封閉狀態(tài)，施工人員需在狹小的有限空間內(nèi)作業(yè)，且施工環(huán)境粉塵較多，因此給施工帶來較大困難。

傳統(tǒng)的拆除方法主要分為兩種，一種是拆除再生器封頭，再將旋風(fēng)分離器用吊車直接提升出來；第二種是旋風(fēng)分離器分段或整體從裝卸孔拆卸出來。但如果遇到同軸式兩器（再生器和沉降器在同一條軸線上），沉降器位于再生器上方，則不可能先將沉降器全部拆除后再拆除再生器的旋風(fēng)分離器，這樣做工程量相當(dāng)巨大，方案不可行；而對于第二種方法，裝卸孔一般僅比旋風(fēng)分離器直徑稍大，旋風(fēng)分離器長度較長，不易向外移出，因而施工進(jìn)度緩慢。

本文介紹一種在再生器筒壁上開側(cè)門的旋風(fēng)分離器拆除施工方法，該方法施工過程較傳統(tǒng)方法簡單，效率也顯著提高。以大慶煉化公司100萬t/a重油催化裂化裝置再生器9組旋風(fēng)分離器更換吊裝施工為例進(jìn)行分析。

2 工程概況

大慶煉化公司100萬t/a重油催化裂化裝置再生器筒壁內(nèi)徑10.6 m，內(nèi)部襯里厚度150 mm，內(nèi)部有9組，每組2個，共18個旋風(fēng)分離器，一級旋風(fēng)分離器幾何尺寸為φ1 264 mm×8 150 mm，質(zhì)量為7 237 kg，二級旋風(fēng)分離器幾何尺寸為φ1 264 mm× 7 438 mm，質(zhì)量6 257 kg，旋風(fēng)分離器分布及位置見圖1和圖2。

圖1 沉降器、旋風(fēng)分離器立面位置示意

圖2 旋風(fēng)分離器平面布置示意

3 工藝原理

由于旋風(fēng)分離器位于再生器筒體內(nèi)部，需要從筒體內(nèi)部倒運到筒體外部，不能采用吊車直接提升吊裝，因此需采用卷揚(yáng)機(jī)、滑車組、倒鏈和吊車協(xié)同配合的吊裝方法進(jìn)行施工。

在再生器內(nèi)部設(shè)置滑車組和倒鏈，主要用于旋風(fēng)分離器在再生器筒體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移吊裝，并在再生器筒壁上開一個側(cè)門。旋風(fēng)分離器通過滑車組配合倒鏈將每臺旋風(fēng)分離器移至側(cè)門處，然后旋風(fēng)分離器的尾部系掛外部吊車的索具，吊車和滑車組配合，將旋風(fēng)分離器放置水平，然后摘除旋風(fēng)分離器和滑車組之間的連接索具，由吊車獨自將旋風(fēng)分離器水平吊至地面上。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 再生器筒體開側(cè)門

先在再生器筒體上開一個2.5 m寬，7.7 m高的側(cè)門，見圖3，用來進(jìn)出旋風(fēng)分離器，側(cè)門的底標(biāo)高是26.8 m，頂標(biāo)高34.5 m，以54°方位為對稱中心，詳見圖4。吊裝側(cè)門前應(yīng)先對側(cè)門周圍的筒體進(jìn)行加固以防止側(cè)門本體變形[1]。

圖3 側(cè)門尺寸

圖4 側(cè)門方位

采用有限元分析軟件計算了側(cè)門的加固方案，即側(cè)門周邊采用I20a工字鋼進(jìn)行加固，為防止側(cè)門拆除后弧度變化，在側(cè)門上均布三張弧板。

側(cè)門選用100 t汽車吊作主吊，主吊索具選用1對φ24 mm×8 m的鋼絲繩扣一圈使用，2個17 t卸扣；25 t汽車吊溜尾，溜尾索具選用1根φ24 mm ×8 m的鋼絲繩扣一圈使用，1個8.5 t卸扣。

側(cè)門吊裝時標(biāo)高為29.4 m和32.6 m層平臺和側(cè)門一同吊裝至地面上，因為吊裝索具盡量保持垂直，吊鉤偏擺范圍控制在5°范圍內(nèi)，因此標(biāo)高為38.7 m和35.4 m層平臺側(cè)門之上的范圍需拆除。

吊裝側(cè)門時起重作業(yè)人員必須站位在側(cè)門兩側(cè)，不可站在側(cè)門正面，預(yù)先切割側(cè)門大部分焊道，留下四個角約100 mm焊道系掛吊裝索具，再進(jìn)行切割。由于吊車鋼絲繩與側(cè)門會有一定程度的夾角，側(cè)門會向外傾斜，為防止突然向外傾斜，在筒體內(nèi)部焊接2個奪吊吊點，用一臺5 t倒鏈溜著側(cè)門向外出，這樣就不會產(chǎn)生較大的傾倒力。

4.2 旋風(fēng)分離器的吊耳布置

在每臺旋風(fēng)分離器上方的筋板上切割4個吊耳孔，作為旋風(fēng)分離器吊裝吊耳。藍(lán)線表示2臺10 t倒鏈活動端的鉤子系掛的旋風(fēng)分離器吊點，垂直向上對應(yīng)在再生器筒體上方再焊接2個吊耳，用來系掛10 t倒鏈的葫蘆上的鉤子；紅線表示動滑車系掛的吊點，一、二級旋風(fēng)分離器吊點位置見圖5[2]。

圖5 一、二級旋風(fēng)分離器吊耳位置

圖5 中一級旋風(fēng)分離器畫藍(lán)色筋板的正上方的吊架上對稱焊接2個吊耳作為10 t倒鏈系掛的吊點，二級旋風(fēng)分離器畫藍(lán)色筋板的正上方的筒體上焊接2個板式吊耳作為系掛10 t倒鏈的吊點，現(xiàn)場可按實物進(jìn)行測量，根據(jù)筋板位置用吊墜測出吊耳的焊接位置。畫好線后，系掛二級旋風(fēng)分離器的倒鏈上端吊鉤的吊耳位置要砸掉部分襯里才能焊接吊耳，一、二級旋風(fēng)分離器提升吊耳見圖6[3-6]。

4.3 卷揚(yáng)機(jī)、滑車組設(shè)置

在再生器筒體內(nèi)部上方設(shè)置三套H16×3D（額定載荷16 t，3組滑輪）滑車組，其中1#滑車組固定方位在側(cè)門處，2#和3#滑車組位置靠里面，如圖7所示?；嚱M上纏繞φ15 mm的跑繩，跑繩的一端固定在動滑車上，然后進(jìn)行纏繞，最后由動滑車經(jīng)過2～3個5 t導(dǎo)向滑車從再生器裝卸孔跑出，再經(jīng)過2～3個導(dǎo)向滑車與5 t卷揚(yáng)機(jī)連接。滑車組定滑車上各配置一個25 t的卸扣，與焊接在過渡段的吊耳連接[7-9]。

圖6 一、二級旋風(fēng)分離器提升吊耳位置

圖7 滑車組設(shè)置位置及負(fù)責(zé)吊裝區(qū)域

1#滑車組主要承擔(dān)與外部吊車進(jìn)行配合進(jìn)出旋風(fēng)分離器，使旋風(fēng)分離器放平或直立。由于1#滑車組距離內(nèi)部遠(yuǎn)，不方便直接吊裝與距離側(cè)門遠(yuǎn)的旋風(fēng)分離器，因此2#和3#滑車組主要承擔(dān)內(nèi)部旋風(fēng)分離器的承接，將旋風(fēng)分離器呈遞到1#滑車組上，如圖7所示綠線和藍(lán)線圈住的旋風(fēng)分離器分別由2#和3#滑車組吊裝，其余旋風(fēng)分離器可直接由1#滑車組進(jìn)行吊裝。

4.4 吊裝索具設(shè)置

4.4.1 提升用的10 t倒鏈索具設(shè)置

旋風(fēng)分離器上方再生器頂部所有吊耳均要系掛一個10 t倒鏈作為旋風(fēng)分離器的提升索具，拆除旋風(fēng)分離器時用倒鏈下落旋風(fēng)分離器，安裝旋風(fēng)分離器時要用倒鏈進(jìn)行找正組對焊接，提升倒鏈設(shè)置如圖8所示。

圖8 提升倒鏈設(shè)置

4.4.2 滑車組索具設(shè)置

動滑車的吊裝索具是一對φ24 mm×4 m的鋼絲繩扣，雙股使用，2個12 t卸扣與旋風(fēng)分離器的2個板式吊耳連接。

4.4.3 吊車索具設(shè)置

100 t吊車共有兩套索具，一套是1根φ24 mm ×8 m的鋼絲繩扣和一個12 t卸扣系掛在旋風(fēng)分離器底部的吊耳上；另一套是1根φ24 mm×4 m的繩扣雙股使用并掛在吊鉤上，下方系掛一個10 t倒鏈，倒鏈下方系掛一根φ24 mm×2 m的繩扣雙股使用，一個12 t卸扣，系掛在旋風(fēng)分離器頂部的吊耳上，詳細(xì)吊車系掛的吊裝索具見圖9。

圖9 吊車吊裝索具設(shè)置

4.5 拆除過程控制

4.5.1 拆除順序

拆除順序如圖10所示，按1#到9#的順序拆除后，然后安裝9#到4#，再拆除10#到18#，再安裝18#到10#，最后安裝3#、2#、1#，圖中已標(biāo)注出吊裝順序序號。

圖10 旋風(fēng)分離器吊裝順序

4.5.2 吊裝過程控制

（1）系掛10 t倒鏈，斷開旋風(fēng)分離器。先用2個10 t倒鏈吊著一個旋風(fēng)分離器，拉緊倒鏈斷開一級旋風(fēng)分離器和二級旋風(fēng)分離器的連接，如果吊一級旋風(fēng)分離器，要斷開一級旋風(fēng)分離器與拉桿的連接，如果吊二級旋風(fēng)分離器，要斷開二級旋風(fēng)分離器與集合煙道的連接。

（2）滑車奪吊。2個10 t倒鏈松鉤，旋風(fēng)分離器向下移動2 m。系掛滑車組吊裝索具，卷揚(yáng)機(jī)緊繩，緩慢松開2個10 t倒鏈，直至滑車將旋風(fēng)分離器奪來，將旋風(fēng)分離器移至出口處?；嚜氉缘踔L(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的最低點高出側(cè)門底邊200 mm。

（3）系掛側(cè)門頂部奪吊機(jī)構(gòu)的索具鎖住旋風(fēng)分離器底部，將旋風(fēng)分離器底部移出側(cè)門，拉緊該奪吊索具的10 t倒鏈，使旋風(fēng)分離器底端移出側(cè)門1 m。

（4） 旋風(fēng)分離器吊至水平位置。外部承接的100 t吊車有兩套索具，一套有倒鏈，另一套索具只是鋼絲繩。系掛鋼絲繩索具至旋風(fēng)分離器底部的板式吊耳上，100 t吊車起鉤，松開起初奪吊的倒鏈，由吊車獨自吊著旋風(fēng)分離器的底部。吊車向檢修道路方向轉(zhuǎn)桿，滑車緩慢落鉤，吊車和內(nèi)部滑車配合將旋風(fēng)分離器吊至水平狀態(tài)。

（5）旋風(fēng)分離器平穩(wěn)吊至地面。旋風(fēng)分離器水平后，系掛吊車另一套索具至旋風(fēng)分離器頂部的筋板上，拉緊該索具的10 t倒鏈，使吊車的兩套索具均受力，摘除滑車索具，由吊車獨自將旋風(fēng)分離器吊至地面上[10-15]。

安裝過程與拆除過程相反，不再贅述。旋風(fēng)分離器吊裝過程放樣模擬見圖11。

圖11 一、二級旋風(fēng)分離器吊裝過程放樣模擬示意

4.6 施工流程

再生器開側(cè)門→再生器內(nèi)部焊接旋風(fēng)分離器的提升就位吊耳和定滑車導(dǎo)向滑車吊耳→切割旋風(fēng)分離器頂部筋板成吊耳→系掛10 t倒鏈→安裝3組滑車組、跑繩、卷揚(yáng)機(jī)→先拆除靠近側(cè)門處的一級旋風(fēng)分離器→10 t倒鏈下放旋風(fēng)分離器→1號滑車組奪吊→外部奪吊機(jī)構(gòu)奪吊→系掛吊車第一套索具→吊車向東轉(zhuǎn)桿起落繩，摘除奪吊機(jī)構(gòu)索具，同時滑車組落鉤→旋風(fēng)分離器吊至水平→系掛吊車第二套索具→拉緊第二套索具10 t倒鏈、旋風(fēng)分離器放置水平→摘除滑車索具→吊車將旋風(fēng)分離器吊至地面→其他旋風(fēng)分離器按此流程進(jìn)行吊裝。

5 工程應(yīng)用實例

此工法應(yīng)用于國內(nèi)三套重油催化裝置再生器旋風(fēng)分離器的更換檢修情況見表1，施工單位均為中油七建公司。

6 結(jié)束語

本工法已在國內(nèi)三套重油催化裝置的再生器旋風(fēng)分離器更換檢修工程項目中得到了應(yīng)用，實踐表明，應(yīng)用效果良好。本工法可望日后為其他重油催化裂化裝置再生器旋風(fēng)分離器更換施工提供借鑒。

表1 施工項目

[1]柳向國.鋼框架式工業(yè)廠房鋼架預(yù)制、吊裝、找正變形的預(yù)防和控制[J].石油化工建設(shè)，2008，30（2）：31-34.

[2]SH/T 3515-2003，大型設(shè)備吊裝工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S].

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[14]江正榮.建筑施工計算手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[15]國家職業(yè)資格培訓(xùn)教材編審委員.起重工[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

Hoisting construction method for replacing cyclone separators in regenerator

REN Xupeng，F(xiàn)ENG Qinghui

China Petroleum 7th Construction Company，Qingdao 266300，China

Cyclone separators in regenerator are easily aging duo to strong scouring by catalyst particles，therefore they need replacing.But separators are uniformly distributed inside the cylinder of regenerator，the narrow operation space and much dust in the construction environment bring more difficulties to the construction.In the repair project of 1 million t/a heavy oil catalytic cracking unit at Daqing Petrochemical Company，the following measures were adopted:set pulley block and chain in the generator cylinder，open a side door in the cylinder wall，move each cyclone separator to the side door by pulley block and chain，then move the cyclone separator out from the door and down it to ground by a crime outside the cylinder.This method had the features of simple process and labor saving.The replacement construction plan was completed ahead of schedule.

regenerator；cyclone separator；side door；windlass；pulley block

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.01.009

任旭鵬（1986-），男，山東青島人，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院過程裝備與控制工程專業(yè)，現(xiàn)從事石油煉化、化工設(shè)備的吊裝方案編制工作。Email：306698074@qq.com

2016-09-16；

2016-11-18