化工裝置檢修吊裝設(shè)計

白文田

（華陸工程科技有限責(zé)任公司，西安 710065）

1 引言

要維持一個化工裝置的長期運(yùn)轉(zhuǎn)并保證其穩(wěn)定運(yùn)行，平時需要對設(shè)備、儀表和管道進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)和檢修。石油化工裝置需按計劃進(jìn)行檢修，目前，大多數(shù)石油化工生產(chǎn)裝置都定為一年一次大修，良好的維護(hù)和檢修是工廠下一階段安全生產(chǎn)的重要保證。

在檢修工作中，一般采用移動式的裝置或車輛將需要檢修的設(shè)備或部件運(yùn)走，并運(yùn)來備用的設(shè)備或部件，以便于維修并縮短檢修時間。對于沒有備用部件的大型設(shè)備需要就地檢修時，往往提供必要的檢修場地和通道。因此，在檢修廠房內(nèi)的設(shè)備時，通常都要為大型部件的起吊、運(yùn)輸設(shè)置必要的吊車、吊裝孔、檢修通道和場地。

2 檢修吊裝設(shè)計內(nèi)容

檢修吊裝設(shè)計是整個工程設(shè)計中很重要的部分，具體包括3 個內(nèi)容：（1）確定吊點平面位置、吊點標(biāo)高及荷載；（2）確定吊裝孔的平面位置及開孔尺寸；（3）吊車軌道設(shè)計[1]。

2.1 吊點設(shè)計

2.1.1 吊點平面位置

一般來說，應(yīng)該在下列類型的設(shè)備處設(shè)置吊點：（1）有攪拌裝置的設(shè)備；（2）有檢修要求的成套機(jī)組，如泵、壓縮機(jī)、冷凍機(jī)組、真空機(jī)組等；（3）需打開法蘭蓋進(jìn)行清洗的大型過濾器，如黑水過濾器等；（4）需加填、裝卸固體物料的設(shè)備處，如加料系統(tǒng)等；（5）需經(jīng)常更換耗材及易損件的設(shè)備。例如，磨煤機(jī)的磨棒需要經(jīng)常更換，應(yīng)該在磨煤機(jī)處設(shè)置吊點[2]。

2.1.2 吊點荷載

應(yīng)根據(jù)最大吊裝件的重量來確定吊點的荷載。

2.1.3 吊點標(biāo)高

應(yīng)考慮設(shè)備起吊時所需要的凈高度來合理確定吊點標(biāo)高，必要時調(diào)整裝置層高，從而滿足設(shè)備的安裝檢修要求。以確定廠房內(nèi)行車吊鉤中心標(biāo)高為例，可以說明吊鉤中心標(biāo)高的確定原則。如圖1 所示，H 為廠房的最小高，mm；a 為起重設(shè)備最小結(jié)構(gòu)高度，mm；b 為被吊起部件高度，mm；c 為被吊起部件頂部與吊鉤的間隙，按索具夾角≤60°、索具長度≥0.5 mm考慮；d 為被吊起部件底部與固定件頂部的間隙≥0.5 mm；h為固定件的高度或被吊起部件吊運(yùn)時必須跨越的其他設(shè)備的高度，mm?？芍蹉^中心標(biāo)高需要≥b+c+d+h。

圖1 吊鉤中心標(biāo)高

2.2 吊裝孔設(shè)計要點

在設(shè)備安裝和檢修時，對單層裝置只需考慮平面內(nèi)的運(yùn)輸即可。對于多層裝置，還需要考慮垂直方向的運(yùn)輸。對此，要在每層樓面上設(shè)置吊裝孔，以供垂直運(yùn)輸檢修物使用。

1）吊裝孔設(shè)置原則。吊裝孔的位置一般應(yīng)考慮4 個方面：（1）吊裝孔的位置應(yīng)盡量靠近檢修頻繁的設(shè)備；（2）靠近裝置出入口或便于搬運(yùn)的地方；（3）裝置內(nèi)統(tǒng)一吊裝孔應(yīng)設(shè)在每層的同一位置；（4）吊裝孔區(qū)域內(nèi)不得布置有設(shè)備、管道。如由于設(shè)備布置原因無法在框架內(nèi)設(shè)置吊裝孔時，則可考慮在裝置外設(shè)置外挑吊裝梁，且設(shè)備需經(jīng)由吊裝梁起吊進(jìn)入裝置，同時，外挑梁挑出長度可根據(jù)吊裝件的最大尺寸來確定。

2）吊裝孔尺寸。吊裝孔尺寸應(yīng)根據(jù)所需吊裝的最大設(shè)備或部件來確定。一般來說，不但要滿足本層檢修件的通行要求，還應(yīng)保證上層檢修件的吊裝要求。吊裝孔一般為方形，凈尺寸一般為最大設(shè)備的外形尺寸，且需考慮留有一定余量并結(jié)合裝置框架進(jìn)行設(shè)置。

3）吊裝孔構(gòu)造形式。吊裝孔有閉式和敞開式2 種構(gòu)造形式：（1）閉式是指在吊裝孔上設(shè)有活動封閉蓋板，在吊裝時開啟；（2）敞開式則在孔的四周設(shè)置欄桿，同時可根據(jù)實際需要將一面或兩面做成可開啟式，以方便設(shè)備進(jìn)入本樓層。

上述2 種構(gòu)造形式各有優(yōu)缺點，在設(shè)計時通常結(jié)合使用。閉式吊裝孔的優(yōu)點在于設(shè)置吊裝孔不會減少裝置的通行面積，通常適用于設(shè)備的一次性吊裝且吊裝孔尺寸不大的情況。敞開式吊裝孔的優(yōu)點在于裝置內(nèi)上下樓層聯(lián)系方便，因此，一般裝置內(nèi)的整體吊裝通常采用敞開式吊裝孔。

2.3 吊車軌道設(shè)計

設(shè)備由吊裝孔進(jìn)入目標(biāo)樓層后，在利用吊車水平運(yùn)輸至該設(shè)備就位的地點后，便可將設(shè)備就位，同時吊車軌道（吊車的行進(jìn)路線）需滿足運(yùn)輸要求[3]。吊車軌道設(shè)計主要包括軌道數(shù)量、軌道形狀、軌道長度3 個方面。

1）軌道數(shù)量。根據(jù)吊裝需求，確定采用單軌或雙軌。如在一條線上布置多個需要檢修的設(shè)備或部件，則適宜在設(shè)備上方設(shè)置吊裝梁，并配備起吊工具（如電動葫蘆），同時滿足起吊和運(yùn)輸要求。在機(jī)組集中布置的廠房（如壓縮機(jī)廠房、冷凍機(jī)組廠房、空壓機(jī)廠房），因設(shè)備檢修次數(shù)頻繁且吊運(yùn)行程較長，所以，一般會設(shè)置雙軌橋式吊車。

2）軌道形狀。雙軌吊車軌道一般為直線形，單軌吊車軌道有直線形和環(huán)形2 種。直線型軌道一般用于沒有轉(zhuǎn)向要求的吊車，可滿足大部分情況的吊裝要求。當(dāng)?shù)踯囋谄矫鎯?nèi)有轉(zhuǎn)向要求時，可設(shè)置環(huán)形軌道。

3）軌道長度。雙軌吊車受限于自身結(jié)構(gòu)，吊車運(yùn)行時吊鉤不可能到達(dá)軌道的盡頭，具有死點位置。因此，在設(shè)計軌道長度時應(yīng)結(jié)合起吊點與吊裝孔、檢修區(qū)的位置和距離以及吊車類型進(jìn)行綜合考慮，使吊車到達(dá)極限位置后，吊鉤仍可自然到達(dá)吊裝孔中心和設(shè)備安裝位置。

3 工程實例

3.1 階梯式吊裝孔

當(dāng)檢修吊車用于不同樓層的吊裝時，一般在吊裝孔上方中間位置設(shè)置檢修吊裝梁并配置電動葫蘆作為起吊工具。但在實踐操作中，當(dāng)設(shè)備或部件起吊至目標(biāo)樓層后，往往會存在操作困難極不方便的問題。針對此問題，實踐中將吊裝孔設(shè)置為階梯式，如圖2 所示，在最小吊裝孔滿足要求的前提下，將吊裝孔一端取齊，從下到上，吊裝孔依次增大，并在吊裝孔旁設(shè)置檢修平臺。

圖2 階梯式吊裝孔

通過階梯式的錯位設(shè)計，電動葫蘆可將檢修物直接放置于檢修平臺上，這就大大提高了操作的便利性及安全性，獲得了現(xiàn)場工人的良好反饋。因此，在裝置空間允許的情況下，可考慮設(shè)置階梯式吊裝孔。但需注意的是，應(yīng)在設(shè)備布置圖中注明此吊車僅用于吊裝小型檢修件，不得用于吊裝大型設(shè)備，以防事故的發(fā)生。

3.2 吊裝孔尺寸與設(shè)計余量

曾有吊裝孔設(shè)計失敗的案例，某項目煤漿制備廠房設(shè)置吊裝孔時，因受到廠房結(jié)構(gòu)跨距影響，將吊裝孔設(shè)為6 m。在除掉梁及墻面厚度凈距離后，吊裝孔遠(yuǎn)小于6 m，而實際所需吊裝的磨棒長度為6 m。根據(jù)不允許豎直吊裝的相關(guān)規(guī)定，實際操作時只能斜對角吊裝。另一個弊病是，使用電動葫蘆起吊時，吊裝物容易發(fā)生晃動，導(dǎo)致磨棒與吊裝空間墻壁發(fā)生碰撞。所以，在保證吊裝孔凈尺寸能滿足吊裝要求的同時，應(yīng)充分考慮留一定的設(shè)計余量。

3.3 運(yùn)輸通道

本工程沒有屋面的露天裝置，為了滿足最上層樓面設(shè)備的安裝檢修需求，需要在設(shè)備上方局部設(shè)置起吊框架支撐吊車梁，為滿足結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有時需要設(shè)置斜拉撐。如果設(shè)置的檢修吊車梁方向與斜拉撐方向垂直，那么吊裝最上層檢修物進(jìn)入頂層的通道時，會受到斜拉撐的影響。為此，在設(shè)置檢修吊車梁時，應(yīng)確認(rèn)結(jié)構(gòu)是否有斜拉撐，當(dāng)有斜拉撐時，則不可設(shè)外挑吊車梁，以確保吊裝件運(yùn)行通道暢通。

3.4 裝置層高應(yīng)滿足吊裝要求

某加料間所加物料呈固體粉末狀，包裝規(guī)格為500 mm×1 500 mm 袋裝，質(zhì)重500 kg，加料操作頻次為2 d 加1 次。在進(jìn)行加料操作時，需將物料由吊裝區(qū)起吊，運(yùn)輸至加料漏斗上方后將包裝袋打開進(jìn)料。在設(shè)計過程中，由于將檢修梁設(shè)置于上層樓面（EL6 500）梁底，因而導(dǎo)致吊鉤收緊后吊鉤離加料漏斗只有約600 mm 的凈空，吊裝空間不足，無法加料。對此，在實際施工時，可將加料間層高局部抬高1 500 mm。由此可知，在確定裝置層高時，應(yīng)考慮設(shè)備的吊裝要求，且尤其應(yīng)注意帶有攪拌裝置的反應(yīng)器及加料裝置。某加料間布置圖如圖3 所示。

圖3 某加料間布置圖

4 結(jié)語

化工裝置中檢修吊裝設(shè)計主要包括吊點設(shè)計、吊裝孔設(shè)計及軌道設(shè)計3 方面的內(nèi)容。本文結(jié)合工程實例，重點闡述在設(shè)計中應(yīng)該注意的問題，并提出可優(yōu)化的建議，希望能夠為相關(guān)的檢修吊裝設(shè)計提供參考。