塔器設(shè)備分段高度的合理劃分

王 寬，郭 瑞

中國石油天然氣第六建設(shè)有限公司，廣西桂林541000

中國石油蘭州石化分公司長慶乙烷制乙烯項目的80×104t/a 乙烯裝置共有7 臺塔器設(shè)備，由張化機(jī)（蘇州） 重裝有限公司制造。中國石油天然氣第六建設(shè)有限公司承擔(dān)了該項目的吊裝任務(wù)，其中，裝置內(nèi)5 臺設(shè)備整體進(jìn)場，整體吊裝；2 臺超限塔器分段運輸進(jìn)場，分段吊裝。分析了塔器的設(shè)備參數(shù)、吊車性能、施工場地、安裝進(jìn)度、項目成本等條件，現(xiàn)場投入了LR1750 型750 t 級吊車1臺、LR1400/2 型400 t 級履帶吊1 臺、CKL2600 型260 t 級履帶吊2 臺等大型起重機(jī)械，完成了整個乙烯裝置塔器設(shè)備的吊裝施工作業(yè)。

在長慶乙烷制乙烯項目80 ×104t/a 乙烯裝置中，乙烯塔直徑大、高度高、質(zhì)量大，由于受基礎(chǔ)周圍設(shè)備多、整體運輸?shù)缆窏l件不足等諸多因素限制，乙烯塔無法整體吊裝。結(jié)合現(xiàn)場大型起重機(jī)的投入情況，最終確定采取分段吊裝乙烯塔的方案[1]。

對于分段吊裝乙烯塔，既要考慮現(xiàn)場大型起重機(jī)械的投入、吊車使用效率、設(shè)備交貨時間、附件安裝周期、空中組對[2]焊接周期等現(xiàn)實問題；又要考慮安全高效地完成幾段設(shè)備的吊裝就位，且保證每段設(shè)備進(jìn)場后能夠在地面最大深度地預(yù)制安裝勞動保護(hù)、防腐保溫、附塔管道等附件，以減少空中作業(yè)，提高施工進(jìn)度；此外，還要考慮因設(shè)備重量較重而更換吊車工況所需的更換場地及更換周期問題。因此，乙烯塔的合理分段尤為重要。

1 設(shè)備分段

1.1 設(shè)備分段思路

第一，安全可靠、穩(wěn)妥可行、經(jīng)濟(jì)高效，結(jié)合整個施工現(xiàn)場大型起重機(jī)械設(shè)備投入情況，應(yīng)盡可能減少分段數(shù)量，最大程度地加大每段在地面預(yù)制安裝附件的程度，以減少空中作業(yè)量；第二，分段位置選擇時要避開塔器管口、管托、平臺支撐件預(yù)焊件等位置，以減少后期空中焊接工作量。

1.2 設(shè)備分段步驟

首先，統(tǒng)計現(xiàn)場所有塔器設(shè)備，核算吊裝所需的吊車型號，初步確定項目需投入的吊車型號；其次，設(shè)備分段一般遵循從上往下分段原則，參考項目投入大型吊車性能，初步選擇吊車工況，以滿足塔器頂段能夠吊裝就位；其三，在保證安全吊裝[3]前提下，依據(jù)設(shè)備裝配圖紙、附件安裝周期、場地預(yù)留處理等，調(diào)整分段高度，盡量少分段、多附加，最終確定設(shè)備每段高度；其四，綜合考慮各種因素，合理選擇吊車工況，優(yōu)化吊裝工藝流程，制訂安全高效的吊裝方案。

2 乙烯塔分段吊裝案例

2.1 乙烯塔設(shè)備的分段

乙烯塔分段采取從上往下分段的方式。

（1） 頂段劃分。首先，結(jié)合吊車投入、進(jìn)場時間，以及設(shè)備吊裝凈空、凈高距離、吊車負(fù)載等要符合吊裝規(guī)范[4]要求，選擇吊車型號。其次，因高空作業(yè)安全風(fēng)險較大，風(fēng)載干擾、作業(yè)人員恐高等不利因素較多，因此乙烯塔頂段到貨后需在地面上進(jìn)行最大程度的塔器附件安裝，以減少后期高空作業(yè)量；同時，考慮到吊耳位置，以及梯平臺、附塔管道的安裝對設(shè)備吊裝翻轉(zhuǎn)[5]過程的影響等，確定塔器附件的安裝量。其三，現(xiàn)場投入的大型吊車為750 t 履帶吊，依據(jù)乙烯塔裝配圖、設(shè)備筒體縱環(huán)縫排版圖（見圖1）、附件安裝質(zhì)量，參考吊車性能表，初步選擇吊車工況。其四，依據(jù)吊車額定載荷量，確定出設(shè)備凈重，折算出筒體高度，最終確定頂段高度為17 755 mm。具體的塔頂段劃分方案見圖2。

圖1 設(shè)備筒體縱環(huán)縫排版示意

圖2 乙烯塔分段示意

（2） 乙烯塔中段劃分。該段劃分主要從設(shè)備凈質(zhì)量、附件安裝上考慮。乙烯塔頂段高度已確定，剩余段數(shù)的劃分要盡量少?？紤]到頂段吊裝時已投入大型吊車，因此加大中段設(shè)備吊裝質(zhì)量，同時增加附件安裝質(zhì)量，以縮短施工周期。中段筒體高度位置的合理劃分，可避免后期搭設(shè)超高腳手架，從而降低高空風(fēng)險，節(jié)省費用支出，實現(xiàn)提質(zhì)增效。根據(jù)750 t 吊車的吊裝性能，確定中段吊裝的凈質(zhì)量，再依據(jù)設(shè)備筒體縱環(huán)縫排版圖（見圖1），最終確定中段筒體劃分高度為28 615 mm。具體的塔中段劃分方案見圖2。

（3） 乙烯塔底段劃分。該段劃分主要考慮項目前期大型吊車的投入，在上、中兩段高度劃分后，再結(jié)合項目前期吊車的投入，剩余的部分應(yīng)盡量整體，確定增加設(shè)備的本體質(zhì)量，減少附件的安裝，使之只要滿足底段設(shè)備安全吊裝就位即可。而余下的焊接、保溫、防腐、噴涂防火涂層等安裝工作在后期可通過使用臨時腳手架、高空作業(yè)平臺車、吊籃等來完成。綜合考慮上述因素，計算剩余設(shè)備本體的質(zhì)量，再參考前期投入的400 t 履帶吊的性能參數(shù)，確定對于400 t 履帶吊選用SDB 工況即可完成乙烯塔底段的吊裝，因而最終確定塔底段設(shè)備的高度為27 760 mm（見圖2）。

2.2 工況選擇

設(shè)備分段時應(yīng)綜合考慮吊車工況的變換。大型吊車工況種類多，吊裝性能全面，編制吊裝方案時，吊車工況的選擇應(yīng)滿足乙烯塔三段吊裝，以及后續(xù)現(xiàn)場多數(shù)或全部設(shè)備的吊裝，以減少變更吊車工況。

參考吊車桁架臂系統(tǒng)中臂桿排列，合理選擇吊車工況，優(yōu)化吊裝方案，調(diào)整設(shè)備吊裝次序，減少人力投入，縮短吊裝施工間隔周期。

綜合考慮乙烯塔三段順序吊裝、兼顧后續(xù)設(shè)備吊裝，確定使用750 t 履帶吊吊裝乙烯塔中段應(yīng)選用SDB84 m 重型主臂工況，上段吊裝使用SDBW70 m+28 m 塔式工況。750 t 履帶吊車吊裝立面圖見圖3。

圖3 750 t 履帶吊車吊裝立面圖

由桁架臂系統(tǒng)排版圖（見圖4） 可知，SDB84 m 重型主臂工況變換成SDBW70 m+ 28 m塔式工況，只需要將其中的一節(jié)G3 臂桿（長度為14 m 的重型臂桿） 去掉后即可組裝成塔式工況。綜上所述，乙烯塔共分為三段進(jìn)行吊裝，乙烯塔（規(guī)格φ6 000 mm×76 250 mm） 分段吊裝現(xiàn)場照片見圖5，參數(shù)見表1。

圖4 750 t 履帶吊SDB 和SDBW 工況桁架臂系統(tǒng)排列順序

圖5 乙烯塔分段吊裝現(xiàn)場照片

3 結(jié)束語

乙烯塔采取合理的分段吊裝相對于整體吊裝來說，具有以下優(yōu)點：

（1） 投入的吊車型號小，費用低，場地要求不高，裝置預(yù)留量少，吊車使用效率高，更適合現(xiàn)場施工。

表1 乙烯塔分段吊裝參數(shù)

（2） 采取分段吊裝方案可使中、上段的附件大部分在地面完成安裝，就位后均可達(dá)到“塔起燈亮”的效果。

乙烯塔采取分段吊裝需注意以下問題：

（1） 位置分段時是否能夠避開設(shè)備預(yù)焊件。

（2） 吊裝區(qū)域場地是否能滿足每段的臨時擺放及預(yù)制安裝要求。

（3） 每段劃分高度內(nèi)的附件安裝是否能滿足設(shè)備就位狀態(tài)下的垂直度要求。

（4） 分段位置是否靠近塔平臺處，即是否方便組對焊接。

乙烯塔分段吊裝高度的合理劃分，解決了現(xiàn)場塔器安裝問題。本文內(nèi)容可為今后超重、超高的塔器設(shè)備采取分段吊裝工藝提供一定的借鑒。