催化裂化裝置中外取熱器安裝技術(shù)的改進(jìn)

龐學(xué)龍

中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東青島 266300

1 概況

哈薩克斯坦PKOP奇姆肯特?zé)捰蛷S現(xiàn)代化改造項(xiàng)目新建200萬(wàn)t/a催化裂化裝置采用了美國(guó)UOP公司技術(shù)。該項(xiàng)目再生器錐段下方南、北兩側(cè)需各懸掛一臺(tái)外取熱器，再生器和兩臺(tái)外取熱器被整體包裹在框架內(nèi)部。外取熱器由殼體、管束和松動(dòng)風(fēng)管三部分組成，每臺(tái)總質(zhì)量約93 t，其中殼體質(zhì)量約36 t，管束及松動(dòng)風(fēng)管質(zhì)量約57 t。外取熱器在中國(guó)臺(tái)灣制造完成后，經(jīng)中國(guó)內(nèi)陸進(jìn)入哈薩克斯坦，整體運(yùn)至PKOP奇姆肯特?zé)捰蛷S。因其制造工藝復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，并經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸，到貨時(shí)工期已嚴(yán)重滯后，再生器及其包裹框架已經(jīng)全部施工完畢。

2 UOP推薦安裝工藝及難點(diǎn)

UOP公司推薦的外取熱器安裝工藝是采用滑車組及卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)分體倒裝外取熱器殼體和管束。具體工藝是在再生器筒體上設(shè)置外取熱器殼體的提升系統(tǒng)，采用滑輪組及卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)，將外取熱器殼體倒裝提升就位后，安裝外取熱器支撐梁，在支撐梁上設(shè)置外取熱器管束的提升系統(tǒng)，在外取熱器管束、管箱上設(shè)置抱箍提升系統(tǒng)，采用滑輪組及卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)，將外取熱器管束分兩次倒裝提升就位。

外取熱器為整體到貨，如按照UOP公司推薦的安裝工藝進(jìn)行安裝，會(huì)增加外取熱器管束與殼體間的分體、回裝作業(yè)。每臺(tái)外取熱器安裝需設(shè)置3次提升系統(tǒng)，并預(yù)留倒裝提升所占用的框架結(jié)構(gòu)。這就存在框架鋼結(jié)構(gòu)預(yù)留量大、滑車組及卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)置復(fù)雜、施工時(shí)間長(zhǎng)、安全隱患大等問(wèn)題，而且外取熱器管束的分體及回裝過(guò)程均可能對(duì)殼體襯里造成磨損，襯里質(zhì)量難以保證。

3 改造創(chuàng)新安裝工藝及優(yōu)點(diǎn)

盡管兩臺(tái)外取熱器懸掛安裝于再生器錐段的下方，但兩臺(tái)外取熱器本體并沒(méi)有完全懸掛于再生器上部筒體垂線的內(nèi)側(cè)，而是每臺(tái)外取熱器本體的一半超出了再生器上部筒體垂線的外側(cè)位置，這樣的布局有利于采用吊車整體吊裝，為提升索具提供了空間。外取熱器安裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 外取熱器安裝結(jié)構(gòu)

根據(jù)外取熱器的到貨情況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)安裝工藝進(jìn)行創(chuàng)新，采用大型吊車整體倒裝、奪吊、提升、就位的方法安裝兩臺(tái)外取熱器。具體工藝為：再生器安裝過(guò)程中不考慮兩臺(tái)外取熱器的到貨時(shí)間，按照工期節(jié)點(diǎn)正常施工；再生器框架隨著再生器依次進(jìn)行安裝（需預(yù)留外取熱器安裝位置結(jié)構(gòu)橫梁），待外取熱器到貨后采用大型吊車整體將設(shè)備吊裝直立后，從再生器框架之間旋轉(zhuǎn)至外取熱器接管底部，并向上提升至松動(dòng)風(fēng)管與接管距離200 mm后，設(shè)置奪吊系統(tǒng)；奪吊系統(tǒng)設(shè)置完畢后，配合吊車將松動(dòng)風(fēng)管穿入外取熱器接管內(nèi)部，直至外取熱器殼體頂部接口與外取熱器接管滿足焊接條件后，進(jìn)行組對(duì)焊接；焊接完畢后，安裝外取熱器支撐梁和彈簧支架；安裝完畢后，拆除吊車和奪吊系統(tǒng)；后續(xù)完善再生器預(yù)留鋼結(jié)構(gòu)。

采用此安裝工藝的主要優(yōu)點(diǎn)為：無(wú)需考慮外取熱器的到貨時(shí)間，可根據(jù)施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行再生器及框架的安裝；外取熱器整體到貨后不需分體而就位，縮短了外取熱器安裝的施工工期，并減少3次提升系統(tǒng)的設(shè)置及滑車組、卷?yè)P(yáng)機(jī)等費(fèi)用投入；降低高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，避免外取熱器殼體襯里的磨損。不足之處是：再生器安裝外取熱器位置的框架外側(cè)鋼結(jié)構(gòu)橫梁位置需預(yù)留，待以后完善。

4 工藝原理

4.1 出廠要求

外取熱器內(nèi)部是襯里結(jié)構(gòu)，需在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)吊耳，吊耳應(yīng)適用于整體或分體安裝的要求，并且滿足檢修時(shí)外取熱器管束更換的需要。每臺(tái)外取熱器在出廠前，需在殼體方位線位置設(shè)置4個(gè)管式吊耳，在管束、管箱方位線位置設(shè)置3個(gè)管式吊耳，吊耳規(guī)格按照廠家當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置。吊耳的位置及方位設(shè)置由施工單位提供，吊耳需在制造廠家進(jìn)行焊接，檢測(cè)完畢滿足使用要求后，才能出廠發(fā)運(yùn)。

4.2 施工預(yù)留

根據(jù)外取熱器整體安裝工藝并結(jié)合再生器框架施工進(jìn)度，再生器南、北兩側(cè)外取熱器位置的橫梁（標(biāo)高6.8 m以上）全部預(yù)留，再生器框架預(yù)留位置詳見(jiàn)圖2。

圖2 再生器框架預(yù)留位置

4.3 吊裝設(shè)備

依據(jù)外取熱器的外形尺寸、質(zhì)量并結(jié)合吊裝設(shè)備情況，用1 000 t履帶吊車主吊，2臺(tái)60 t履帶吊車溜尾，采用“單吊車提升雙吊車滑移法”，將外取熱器整體直立，然后實(shí)施旋轉(zhuǎn)、提升、奪吊、提升就位。

4.4 吊裝平面布置

兩臺(tái)外取熱器運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，采用1 000 t履帶吊車“兜底法”整體卸車，設(shè)備擺放在吊車的南側(cè)位置，便于2臺(tái)輔助吊車站位，吊裝平面布置見(jiàn)圖3。

圖3 吊裝平面布置

4.5 吊車參數(shù)設(shè)置

4.5.1 南側(cè)外取熱器吊裝

主吊（1000t履帶吊車）：作業(yè)半徑R=28m；臂桿長(zhǎng)度L=108 m；額定載質(zhì)量Q=133 t；0 t超起配質(zhì)量。

輔助（2臺(tái)60 t履帶吊車） 作業(yè)半徑R=5 m；臂桿長(zhǎng)度L=22 m；額定載質(zhì)量Q=30 t。

4.5.2 北側(cè)外取熱器吊裝

主吊（1 000 t履帶吊車）：R=40 m；L=108 m；Q=169 t；160 t超起配質(zhì)量。

輔助（2臺(tái)60t履帶吊車）：R=5m；L=22m；Q=30 t。

4.6 吊裝索具設(shè)置

主吊索具設(shè)置如圖4所示：160 t平衡梁一套（4個(gè)85t卸扣），平衡梁上、下部分別配備φ52 mm×20 m鋼絲繩一對(duì)，每根兩圈使用，每根連接一個(gè)85 t卸扣，兩個(gè)85 t卸扣連接一個(gè)240 t卸扣，240 t卸扣上部連接兩根φ120 mm×30 m鋼絲繩，每根單根使用，φ120 mm×30 m鋼絲繩上部連接一個(gè)150 t卸扣，卸扣和吊鉤之間連接一對(duì)φ52mm×20m鋼絲繩，每根兩圈使用。

圖4 主吊索具設(shè)置

溜尾索具：φ44 mm×16 m鋼絲繩一對(duì)，每根兩圈使用。

4.7 吊裝過(guò)程控制

4.7.1 吊車站位、系掛索具

1 000 t履帶吊車和兩臺(tái)60 t履帶吊車調(diào)整吊裝站位，3臺(tái)履帶吊車位置符合要求后，拴繩掛鉤，并將索具預(yù)緊至跑繩無(wú)可見(jiàn)偏擺。

4.7.2 試吊

索具系掛完畢后，將外取熱器整體抬高200 mm停止作業(yè)，檢查吊裝系統(tǒng)受力情況，檢查合格后，準(zhǔn)備正式吊裝。

4.7.3 設(shè)備直立

指揮人員指揮吊車將設(shè)備吊裝直立后，摘除輔助索具。

4.7.4 旋轉(zhuǎn)、提升

主吊吊車起鉤，將外取熱器拔高至障礙物上面約0.2 m處；然后，擺桿使外取熱器旋轉(zhuǎn)到再生器框架內(nèi)部（外取熱器接管下方）；最后，提升外取熱器至松動(dòng)風(fēng)管與外取熱器接管相差200 mm時(shí)停止作業(yè)。外取熱器提升過(guò)程見(jiàn)圖5。

4.7.5 奪吊系統(tǒng)設(shè)置

向上提升過(guò)程中，上、下接口錯(cuò)口約200 mm，通過(guò)設(shè)置奪吊，將外取熱器向再生器筒體內(nèi)側(cè)奪近200 mm，奪吊系統(tǒng)由2臺(tái)5 t手拉葫蘆和吊帶配合完成，外取熱器奪吊系統(tǒng)見(jiàn)圖6。

4.7.6 提升、就位

奪吊系統(tǒng)設(shè)置完畢后，采用2臺(tái)5 t手拉葫蘆進(jìn)行拉緊，主吊吊車緩慢起繩，2臺(tái)手拉葫蘆與之配合，將松動(dòng)風(fēng)管穿入外取熱器接管中，再進(jìn)行組對(duì)焊接，外取熱器就位見(jiàn)圖7。

圖5 外取熱器提升過(guò)程

圖6 外取熱器奪吊系統(tǒng)

圖7 外取熱器就位

4.7.7 支撐梁、彈簧支架安裝及索具摘除

外取熱器組對(duì)焊接完畢后，安裝外取熱器支撐梁及彈簧支架，彈簧支架安裝完畢后拆除主吊索具。彈簧支架就位見(jiàn)圖8。

圖8 彈簧支架就位

4.7.8 預(yù)留鋼結(jié)構(gòu)完善

安裝完畢外取熱器，恢復(fù)再生器框架預(yù)留橫梁，完善鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)等后續(xù)工作。

5 實(shí)施效果

采用此工藝流程，只用4 d時(shí)間就完成了2臺(tái)外取熱器的安裝工作，無(wú)任何安全、質(zhì)量事故發(fā)生，且施工周期短，操作方便，節(jié)省了分體倒裝用工、機(jī)具采購(gòu)費(fèi)用，降低了施工成本，對(duì)今后安裝或檢修此類UOP工藝催化裂化裝置中外取熱器的作業(yè)，有非常好的借鑒意義。

6 結(jié)束語(yǔ)

采用此工藝安裝外取熱器需要注意以下方面：

（1）外取熱器吊耳的設(shè)置還應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)安裝和后期檢修的需要，因該設(shè)備為襯里設(shè)備，后續(xù)不能在設(shè)備本體上進(jìn)行焊接。

（2）平衡梁下部索具的長(zhǎng)度選擇至關(guān)重要，需確保平衡梁從提升位置至就位位置一直處于再生器錐段變徑下方，否則平衡梁一旦處于錐段上方，外取熱器將無(wú)法就位。

（3）吊車吊鉤一定要在再生器頂封頭以上運(yùn)行，否則吊鉤與再生器筒體相碰，外取熱器也無(wú)法完全靠近接管位置，使奪吊距離增大，安全隱患大。

（4）平衡梁和吊鉤之間使用單根索具進(jìn)行吊裝，有利于底部外取熱器進(jìn)行調(diào)整，加之再生器筒體索具穿過(guò)位置有接管和平臺(tái)，采用兩側(cè)設(shè)置索具，會(huì)刮碰再生器筒體上的接管和平臺(tái)，造成接管破壞或外取熱器無(wú)法就位。

要充分利用現(xiàn)有資源和施工環(huán)境，制訂切實(shí)可行的安裝方法，沒(méi)有一成不變的工藝，只有不斷改進(jìn)，才能編制更好的工藝，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。