大型塔器分段組對(duì)整體安裝和分段安裝對(duì)比分析

董洪軍，杜 卓，張榮才

（中國(guó)石油蘭州石化公司建設(shè)公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

以往的施工過(guò)程受運(yùn)輸條件的限制，大型塔器基本按照分段方式供貨。受吊裝能力的影響，大部分塔器都是分段安裝，在塔器安裝完成后，還要進(jìn)行塔的梯子平臺(tái)、塔內(nèi)件、附塔管線及保溫等裝置的安裝工作。這種施工方式既浪費(fèi)工期，又消耗很多勞動(dòng)力，經(jīng)濟(jì)效益較差。

中國(guó)石油蘭州石化公司（以下簡(jiǎn)稱蘭州石化）新建國(guó)Ⅵ車用汽油質(zhì)量升級(jí)項(xiàng)目——900 kt/a 催化柴油加氫改質(zhì)裝置，裝置內(nèi)高壓反應(yīng)器、大型塔器和容器數(shù)量眾多。汽提塔為該項(xiàng)目高大塔器的代表，塔直徑2000/2800 mm，高37.2 m，質(zhì)量＞50 t，由于該塔直徑大、高度高、質(zhì)量大，因此施工難度大。分析比較汽提塔分段組對(duì)整體安裝和分段安裝的施工工藝流程、經(jīng)濟(jì)效益、工期要求及安全方面的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 安裝施工工藝對(duì)比

1.1 分段安裝法

分段安裝法是從下至上逐段進(jìn)行安裝，在兩段間環(huán)縫組對(duì)前搭設(shè)一圈腳手架，人員站在腳手架上進(jìn)行環(huán)縫組對(duì)焊接作業(yè)。每段安裝前先將該段的所有梯子平臺(tái)安裝完成后再進(jìn)行吊裝就位，第一段安裝完成后，進(jìn)行第二段的安裝作業(yè)。安裝第二段時(shí)，采用200 t 吊車進(jìn)行吊裝，吊車要一直提住第二段進(jìn)行環(huán)縫的組對(duì)焊接，焊接完成后吊車才能離開(kāi)。整臺(tái)設(shè)備安裝完成后進(jìn)行壓力試驗(yàn)，合格后才能進(jìn)行塔內(nèi)件、設(shè)備保溫和管線安裝等后續(xù)工作。

采用分段安裝法的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)塔器施工過(guò)程中的一次性投入量少，使用的吊裝設(shè)備便于進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)場(chǎng)地要求低；缺點(diǎn)是后續(xù)施工工作面小，工序不可同步進(jìn)行，高空作業(yè)多，施工時(shí)間長(zhǎng)，施工成本高。

1.2 分段組對(duì)整體安裝法

分段組對(duì)整體安裝法是將塔器在地面組對(duì)焊接完成，采用大型吊車一次吊裝就位。在塔器吊裝前，塔器壓力試驗(yàn)、塔內(nèi)件安裝、附塔管線和保溫工作全部在地面施工完成，高空作業(yè)大大減少。在附件安裝過(guò)程中，需要大量使用吊車進(jìn)行配合。

采用分段組對(duì)整體安裝法的優(yōu)點(diǎn)是塔內(nèi)件安裝、附塔管線安裝、保溫施工等工作都是低空作業(yè)，材料工具傳遞方便，人員移動(dòng)迅速，管理方便、工效高；缺點(diǎn)是輔助材料設(shè)備的一次性投入量大，整體吊裝需要采用大型吊車，吊裝難度增大，工作完成后保溫成品保護(hù)難度大。

分段組對(duì)整體安裝法和分段安裝法的相同之處是每段的平臺(tái)梯子都在地面完成；不同之處是分段組對(duì)整體安裝法環(huán)縫組對(duì)焊接、試壓、保溫、附塔管線安裝等在地面及低空完成，分段安裝法這些工作都在高空進(jìn)行。

1.3 工序?qū)Ρ?/h3>

（1）分段組對(duì)整體安裝施工工序：分段塔器運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)→第一段平臺(tái)等安裝→第一段筒體吊裝就位→第二段筒體平臺(tái)安裝→第二段筒體吊裝組對(duì)焊接→塔體壓力試驗(yàn)→附塔管線和塔內(nèi)件安裝→塔體保溫施工。

（2）分段安裝法施工工序：分段塔器運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)→第一段和第二段筒體組對(duì)焊接→塔體壓力試驗(yàn)→附塔管線和塔內(nèi)件安裝→塔體保溫施工→整座塔吊裝就位。

1.4 工期對(duì)比

（1）分段組對(duì)整體安裝法和分段安裝法在組對(duì)焊接和平臺(tái)安裝過(guò)程中都需要在地面搭設(shè)腳手架，但分段安裝的后序工作（保溫施工），需對(duì)整個(gè)塔體搭設(shè)腳手架，分段安裝法腳手架搭設(shè)拆除需6 d，塔體梯子平臺(tái)安裝6 d，塔體環(huán)縫組對(duì)焊接和試壓4 d，附塔管線安裝2 d，塔內(nèi)件和塔體保溫10 d，總工期28 d。

（2）分段組對(duì)整體安裝法大部分工作都在地面和低空完成，腳手架搭設(shè)拆除需3 d 工期，塔體梯子平臺(tái)安裝6 d，塔體環(huán)縫組對(duì)焊接和試壓4 d，附塔管線安裝2 d，塔內(nèi)件和塔體保溫8 d，總工期21 d。

由此看來(lái)，采用分段組對(duì)整體安裝法進(jìn)行汽提塔安裝，總體工期節(jié)省7 d。

2 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

2.1 物資

（1）分段安裝法在汽提塔施工時(shí)所用物資見(jiàn)表1。由表1 可知，分段安裝所用物資質(zhì)量合計(jì)4.3 t，按鋼材均價(jià)5300 元/t 計(jì)算，外腳手架正裝法的物資投入為26 540 元，腳手架使用材料按照10%進(jìn)行攤銷，60 t 滾輪胎使用壽命6 年，1 套60 t 滾輪胎價(jià)格5.4 萬(wàn)元。按一套滾輪胎每年使用6 次計(jì)算，每臺(tái)儲(chǔ)罐的成本為0.15 萬(wàn)元。分段安裝共投資26 540×10%+1500=4154 元。

（2）分段組對(duì)整體安裝法在汽提塔施工時(shí)所用物資見(jiàn)表2。由表2 可知，分段組對(duì)整體安裝所用物資合計(jì)4.3 t，按鋼材均價(jià)5300 元/t 計(jì)算,外腳手架正裝法的物資投入為26 540 元，腳手架使用材料按照5%進(jìn)行攤銷，60 t 滾輪胎使用壽命6 年，1 套60 t 滾輪胎價(jià)格5.4 萬(wàn)元。按一套滾輪胎每年使用6 次計(jì)算，每臺(tái)儲(chǔ)罐的成本為0.3 萬(wàn)元。分段安裝共投資26 540×5%+3000=4327 元。

表1 分段安裝法所用物資

采用分段安裝法比分段組對(duì)整體安裝少投入173 元。

2.2 人工

（1）采用分段安裝法所用工時(shí)=腳手架搭設(shè)拆除＋塔內(nèi)件安裝保溫施工＋塔組對(duì)焊接試壓＋附塔管線安裝=198 工作日。

（2）采用分段組對(duì)整體安裝法所用工時(shí)=腳手架搭設(shè)拆除＋塔內(nèi)件安裝保溫施工＋塔組對(duì)焊接試壓＋附塔管線安裝=150 工作日。

在汽提塔安裝過(guò)程中，采用分段組對(duì)整體安裝法比采用分段安裝法少用的綜合工作日為48 個(gè)，根據(jù)相關(guān)文件，采用分段組對(duì)整體安裝法比采用分段安裝法少投入7200 元。

表2 分段組對(duì)整體安裝法所用物資

2.3 機(jī)械

分段組對(duì)整體安裝法安裝汽提塔需采用400 t 吊車對(duì)塔器進(jìn)行整體吊裝，用400 t 吊車1 臺(tái)班，100 t 吊車2 臺(tái)班，25 t 吊車2 臺(tái)班，機(jī)械費(fèi)用50 400 元

分段安裝法安裝汽提塔用200 t 吊車2 臺(tái)班，100 t 吊車4臺(tái)班，25 t 吊車5 臺(tái)班，機(jī)械費(fèi)用62 300 元。

在機(jī)械投入方面分段組對(duì)整體安裝法比分段安裝法少投入11 900 元。

通過(guò)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算得出，分段組對(duì)整體安裝法在物資、人工及機(jī)械投入等方面比分段安裝法少投入1.89 萬(wàn)元，具有一定的優(yōu)勢(shì)。

3 安全保障對(duì)比

采用分段安裝法施工，腳手架需要進(jìn)行多次搭設(shè)和拆除，且保溫用腳手架搭設(shè)高度高、高空作業(yè)多，在整個(gè)設(shè)備保溫和附塔管線安裝過(guò)程中，大量的工作都在高空，作業(yè)難度大、危險(xiǎn)性增大。同時(shí)，分段安裝法上下同時(shí)作業(yè)多，交叉作業(yè)不可避免，危險(xiǎn)性進(jìn)一步增加。而采用分段組對(duì)整體安裝法，所有工作都在地面和低空進(jìn)行，高空作業(yè)量大為減少，因此安全性能夠得到更好的保證。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分段組對(duì)整體安裝法和分段安裝法在汽提塔施工中施工工藝、經(jīng)濟(jì)效益、工期要求及安全保證方面的對(duì)比分析可以看出，分段組對(duì)整體安裝法比分段安裝法在各方面都有優(yōu)勢(shì)。在我國(guó)石油化工和電力行業(yè)裝置建設(shè)過(guò)程中，有很多比汽提塔直徑更大高度更高的塔器需要安裝，大力提倡采用分段組對(duì)整體安裝法進(jìn)行塔器的安裝，不僅施工進(jìn)度方面能夠得到提高，還能降低成本、提高安全性。