120萬(wàn)噸/年連續(xù)重整裝置四合一加熱爐施工過(guò)程控制

張恒群

摘 要：本工程的概況、特點(diǎn)，工作流程，加熱爐施工階段質(zhì)量控制程序，鋼結(jié)構(gòu)焊接、工作方法與措施；通過(guò)資料核查、外觀檢查、抽檢；對(duì)焊縫的無(wú)損探傷等方法進(jìn)行質(zhì)量控制

關(guān)鍵詞：重整裝置；四合一加熱爐；施工；程序；方法

Abstract： overview of the project， characteristic， work flow， heating furnace construction phase quality control procedure， welding steel structure， working methods and measures； through data verification， inspection， sampling； on weld nondestructive testing method for quality control

Key words： reforming unit； four in one furnace； construction program； method

1.工程概況

120 萬(wàn)噸/ 年連續(xù)重整裝置四合一加熱爐輻射段分四個(gè)爐膛，各爐膛輻射爐管為幾十排U型管，U型管通過(guò)兩個(gè)集合管與反應(yīng)器進(jìn)料和出料口連接，目前常見(jiàn)的是由UOP技術(shù)為代表的正U型輻射管，它的集合管通過(guò)幾組恒力彈簧懸掛在爐頂上方的框架梁上；對(duì)流段是余熱蒸汽鍋爐。四臺(tái)爐共用一個(gè)對(duì)流室，由省煤段、蒸發(fā)段及過(guò)熱段三部分組成，爐管呈蛇形逐排布置。燃燒器采用側(cè)燒氣體燃燒器。煙氣通過(guò)爐頂煙道直接匯入85m集合煙囪。

2.工程特點(diǎn)

作為裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，加熱爐安裝具有工程量非常大、爐管安裝質(zhì)量要求高、鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制難度大、施工周期長(zhǎng)、施工工序繁瑣、交叉作業(yè)多、高空作業(yè)多、吊裝作業(yè)任務(wù)量大且有較大難度等特點(diǎn)。

爐體鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場(chǎng)施工高空作業(yè)多，專業(yè)間交叉作業(yè)頻繁，HSE 管理工作難度大。

爐管、對(duì)流管板、吊掛、保溫釘?shù)炔牧戏N類、規(guī)格繁雜，材料管理難度大。

3.施工要點(diǎn)

3.1輻射室爐墻預(yù)制組裝

3.1.1將輻射墻分成若干片，分片的原則是選擇剛性大和面積大的爐墻作為預(yù)制片。一般每?jī)筛黄?，共分成八片（?jiàn)圖-1）。

3.1.2各片爐墻預(yù)制時(shí)應(yīng)包括立柱、橫梁、加強(qiáng)筋、壁板等。其中一號(hào)爐膛和四號(hào)爐膛的一側(cè)墻片，爐底以上的下半部分需預(yù)留，用做輻射段U型爐管安裝的進(jìn)口通道。

3.1.3預(yù)制的爐墻一般集中安裝以減少吊裝車輛的占用時(shí)間，為節(jié)省對(duì)場(chǎng)地面積和胎具數(shù)量的要求，在每一片胎具上疊加預(yù)制兩片或三片爐墻。各層壁板之間留出不少于800mm高度空間，以方便焊工操作，如圖4。

3.1.4輻射爐墻分片焊接時(shí)，為防止?fàn)t壁板焊接過(guò)程中使柱、加強(qiáng)筋產(chǎn)生較大撓曲變形，需制定合理的焊接工藝措施。墻片的型鋼節(jié)點(diǎn)焊接完成后，先將壁板焊接成大片，再焊接壁板與柱、梁、加強(qiáng)筋的連接焊縫，最后焊接壁板與柱外側(cè)焊縫。

3.2輻射爐墻的安裝

3.2.1輻射爐墻的預(yù)制片重量一般在15-25噸之間，因而現(xiàn)場(chǎng)安裝一般采用120噸級(jí)以上吊車集中吊裝就位。

3.2.2爐墻分片安裝后，先用攬風(fēng)繩做臨時(shí)固定，并盡快安裝各片間的爐底及爐頂聯(lián)系梁，安裝成一個(gè)穩(wěn)定的整體后，拆除攬風(fēng)繩，進(jìn)行其他聯(lián)系梁的安裝，最后進(jìn)行爐壁板的安裝。

3.2.3壁板焊接前必須完成全部聯(lián)系梁、加強(qiáng)筋、爐底和爐頂柱間大梁的焊接工作，使整個(gè)輻射段形成一個(gè)完整的剛性單元。

3.3輻射爐底和爐頂?shù)念A(yù)制安裝：

3.3.1 因輻射爐底平面尺寸較大位置低，爐底施工采用單根梁預(yù)制成型后直接安裝的方式，各聯(lián)系梁安裝焊接完畢后，整體鋪設(shè)爐底板以減少拼接焊縫。

3.3.2輻射爐頂根據(jù)其輻射管和煙氣出口的分布，將整個(gè)爐頂分成16個(gè)自然片進(jìn)行預(yù)制，將爐頂板與各聯(lián)系梁組裝焊接成型。

3.3.3待爐底安裝和爐頂預(yù)制完成后，在爐內(nèi)搭設(shè)腳手架進(jìn)行爐頂?shù)姆制惭b工作；腳手架的搭設(shè)應(yīng)兼顧到爐頂安裝與爐墻、爐頂和各爐間的襯里砌筑所需腳手架的重復(fù)利用。

3.4對(duì)流框架的預(yù)制安裝

3.4.1 對(duì)流框架的預(yù)制

原則上分解成若干框式模塊，對(duì)于9*4軸線布置的對(duì)流室，原則上將每一側(cè)爐墻和相應(yīng)的副框架分解成3*2軸線的框架模塊（共6個(gè)）進(jìn)行預(yù)制（見(jiàn)圖6），并將相應(yīng)的對(duì)流壁板全部組裝上，無(wú)法分解到每個(gè)模塊的連接主梁用適當(dāng)?shù)募庸塘禾娲鷣?lái)保證整體穩(wěn)固性。對(duì)流框架的預(yù)制，應(yīng)對(duì)各平面對(duì)角線偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制，斜拉梁要在框架節(jié)點(diǎn)焊接前焊牢，沒(méi)有斜拉梁的要增補(bǔ)臨時(shí)斜拉加固。

3.4.2對(duì)流框架的安裝

對(duì)流框架模塊的單體最大重量一般在35噸左右，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)集中進(jìn)行安裝，采用250噸級(jí)以上履帶吊（或300噸級(jí)以上汽車吊）進(jìn)行吊裝就位；對(duì)于對(duì)流室為模塊式到貨的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，單體對(duì)流模塊最大重量一般在100噸左右，采用400噸級(jí)以上履帶吊進(jìn)行吊裝就位。

3.5輻射頂煙道的預(yù)制安裝

整個(gè)輻射頂煙道由大小不一的若干個(gè)平面壁板構(gòu)成，因其上部與對(duì)流框架進(jìn)行連接，所以不宜預(yù)制成若干個(gè)整體，這樣因空間尺寸較大無(wú)法安裝；一般可將其按平面結(jié)構(gòu)預(yù)制成28個(gè)大片和18個(gè)小片，各片將外部的加強(qiáng)筋及內(nèi)壁的保溫釘?shù)纫徊⒔M裝焊接完。待輻射爐頂焊接完畢、對(duì)流框架安裝后現(xiàn)場(chǎng)分片安裝就位，進(jìn)行片間焊接。

3.6煙囪預(yù)制安裝

3.6.1 整個(gè)煙囪總高約40米，筒體直徑為Φ3500mm，底部支座（天圓地方）最大截面尺寸約為10*6米，總重（含襯里）約為90噸。

3.6.2結(jié)合運(yùn)輸、吊裝等綜合因素，將煙囪預(yù)制成兩個(gè)安裝段（見(jiàn)圖-7），即煙囪支座（天圓地方）及內(nèi)部筒節(jié)為一段，其余為一段；為便于兩段的安裝組對(duì)，支座段上帶一節(jié)800-1500的一圈壁板，安裝前將所有組件應(yīng)全部組焊完畢，襯里施工養(yǎng)護(hù)完。

3.6.3支座段的總重約為40噸，上段的總重約為50噸，現(xiàn)場(chǎng)安裝采用400噸級(jí)以上履帶吊吊裝就位，兩段之間現(xiàn)場(chǎng)高空進(jìn)行組對(duì)。需特別注意的是因煙囪截面較大，器壁鋼板厚度相對(duì)較薄，因而上段吊耳處應(yīng)采取加固措施，一般采用吊耳處鋼板加厚或在壁板外側(cè)設(shè)置型鋼煨制的加固環(huán)的方式，避免局部變形。

3.7 U型輻射管預(yù)制安裝

3.7.1輻射管到貨后在預(yù)制廠與180°下彎管組焊成U型，放置在運(yùn)輸胎具上分組運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。

3.7.2在集合管下方的輻射爐頂處設(shè)置滑輪組，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升U型輻射管與集合管組焊。

3.7.3 因集合管與U型管的焊口離輻射頂較近不利焊接，在集合管安裝前，將集合管標(biāo)高臨時(shí)提高，使焊口處于有利于焊接的位置。焊完后再將整個(gè)管系整體降至圖紙標(biāo)高位置。

3.8對(duì)流爐管的預(yù)制安裝

對(duì)流排管因其長(zhǎng)度長(zhǎng)（超過(guò)20m），管徑小，柔性大，穿管難度大。按照穿管方向?qū)⒚績(jī)筛A(yù)制成一組，在穿管過(guò)程中，根據(jù)穿入管板順序逐件拆卸。在吊裝過(guò)程中，除主吊點(diǎn)外，至少設(shè)置兩個(gè)分吊點(diǎn)，控制爐管不至于過(guò)分彎曲。

3.9筑爐襯里施工：

3.9.1整個(gè)加熱爐內(nèi)部與煙氣接觸處均需進(jìn)行耐火襯里，具體襯里結(jié)構(gòu)和材料為：

爐底為235mm厚的輕質(zhì)隔熱澆注料，上部再鋪設(shè)65mm的高鋁質(zhì)隔熱耐火磚；

四爐之間用高鋁質(zhì)耐火磚砌筑高約6米的爐墻將整個(gè)輻射室分割成四個(gè)爐膛；

輻射段各側(cè)爐墻（燃燒器層向下）的下部為高鋁質(zhì)隔熱耐火磚，向上至輻射頂為陶瓷纖維襯里，輻射頂為陶瓷纖維襯里。

輻射頂過(guò)渡煙道、對(duì)流室、對(duì)流頂集煙罩及煙囪均為輕質(zhì)隔熱澆注料襯里。

3.9.2對(duì)流頂集煙罩、煙囪的襯里工作隨預(yù)制模塊在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)完成，現(xiàn)場(chǎng)安裝后進(jìn)行接口的補(bǔ)襯，其余各部分的襯里均需現(xiàn)場(chǎng)在爐內(nèi)進(jìn)行施工。