大型塔器分段組對整體安裝和分段安裝對比分析

王 博

（甘肅一安建設科技集團有限公司， 甘肅 蘭州 730000）

引言

大型塔器是石油化工等領域在實際生成建設過程中所必須的重要設備，以往針對此方面進行施工過程中，受運輸條件、吊裝能力等因素限制，實際進行安裝作業(yè)過程中需要分段供貨、分段安裝，同時在安裝完成后還需要平臺搭建、塔內(nèi)件安轉等環(huán)節(jié)，這種情況極大地拖慢了工程整體安裝效率，同時實際作業(yè)過程中需要耗費較多的人力資源，在經(jīng)濟性、安全性、效率性等方面均存在較大缺陷。因此，近年來行業(yè)內(nèi)將大型塔器安裝作業(yè)方法作為重點研究內(nèi)容，有技術人員在經(jīng)過理論以及實踐研究后提出分段組對整體安裝法，技術人員在經(jīng)過大量工程試驗認為分段組對整體安裝法更具優(yōu)勢，因此該技術的研究力度也隨之上升。

1 安裝工藝概述

1.1 分段安裝工藝

該工藝在實際應用過程中需要依據(jù)自下而上的順序進行逐段安裝，兩段之間的環(huán)縫部分在進行組對作業(yè)前需搭設腳手架，為施工人員提供環(huán)縫組對焊接作業(yè)的條件。每一段在實際進行安裝前應完成所有的梯子平臺搭建工作，并在此基礎上利用吊裝設備完成組裝作業(yè)，隨后重復進行此操作流程，最終完成安裝工程。第二段安裝作業(yè)過程中，吊裝環(huán)節(jié)要求使用200 t 吊車進行，吊車在實際運行過程中確保始終保持對部件的吊裝狀態(tài)指導焊接作業(yè)完成。設備組裝作業(yè)完成后，技術人員應利用專業(yè)儀器對其開展壓力試驗工作，在確保其相關參數(shù)滿足實際要求后對后續(xù)各部件安裝流程[1]。

分段安裝工藝在實際應用過程中呈現(xiàn)出較為明顯的一次性投入量小優(yōu)勢，在需要利用吊裝設備的情況下，此工藝布局可以為設備入場提供便利條件，同時對于場地布置方案也不存在特殊要求。然而需要認識到的一點是，該工藝手段短板之處在于后續(xù)作業(yè)開展過程中施工面較為狹小，作業(yè)工序依照規(guī)定順序依次進行，一定程度上拉低施工效率。同時高空作業(yè)量較多，整體成本較高。

1.2 分段組對整體安裝工藝

該工藝在實際應用過程中需要首先在地面完成塔器組對焊接，隨后利用吊車設備一次吊裝就位，完成整體施工流程。在實際應用此工藝過程中，壓力試驗、內(nèi)件安裝、管線敷設等工藝流程均在地面完成，有效降低高空作業(yè)量。在實際進行附件安裝環(huán)節(jié)中，對吊車設備的使用量要求較高。

分段組對整體安裝工藝的優(yōu)勢在于內(nèi)件安裝、管線敷設等工藝流程均在地面完成，危險性較低且材料傳遞較為便捷，安裝人員可以快速移動，一定程度上提升了管理便利性以及安裝效率。然而需要認識到的是該工藝同樣存在一定劣勢，主要表現(xiàn)為輔助材料設備一次性投入量遠高于其他工藝，同時實際施工作業(yè)過程中對吊裝設備要求較高，吊裝作業(yè)復雜性較大，切實主體施工完成后難以有效開展保溫作業(yè)。

上述兩種施工工藝在實際應用過程中，兩者共同特點在于各節(jié)段平臺梯子均需在地面完成組裝作業(yè)，而二者之間的差異之處在于分段組對整體安裝法應用過程中，各工序可以在地面以及低空環(huán)境下完成，安全性以及效率性較高，而分段安裝法在實際應用過程中高空作業(yè)量相對較多。

2 案例概述

為詳細說明分段組對整體安裝工藝以及分段安裝工藝之間的優(yōu)劣性，本文選取實際案例作為輔助進行具體說明。案例工程為中石油在某地區(qū)的新建果Ⅵ車用汽油質(zhì)量升級項目，該項目目標為組裝900 kt/a催化柴油加氫改質(zhì)裝置，項目開展過程中設計的高壓反應器、大型塔器等數(shù)量較多。汽提塔是本項目中具備代表性的大型塔器設備，汽提塔的具體規(guī)格為直徑2 000 mm/2 800 mm，高度為37.2 m，總體質(zhì)量達到50 t 以上。考慮到該特氣直徑、高度以及重量較大，施工難度大幅提升。本文將結合該汽提塔安裝工程，從施工工藝流程、經(jīng)濟效益、工期以及安全性等角度對分段安裝工藝以及分段組對整體安裝工藝優(yōu)劣進行對比。

3 工藝對比分析

3.1 施工工藝對比

此方面主要分為工序以及工期兩方面。

在工序方面，分段安裝工序流程為部件入場后進行第一段以及第二段的筒體組對焊接作業(yè)，隨后對塔體進行壓力試驗，通過檢測后進行管線以及內(nèi)件安裝，最后完成塔體保溫以及吊裝就位流程；分段組對整體安裝工序流程為部件入場后進行第一段平臺等部件安裝并將第一段筒體吊裝就位。隨后進行第二段筒體平臺安裝并對其進行吊裝組對焊接。完成此環(huán)節(jié)后對塔體開展壓力試驗，通過檢測后進行管線以及內(nèi)件等部件安裝流程，最后進行保溫施工作業(yè)[3]。

在工期方面，二者在實際進行組對焊接以及平臺安裝流程中均需要在地面搭設腳手架，但是分段安裝工藝在后續(xù)保溫施工等環(huán)節(jié)中需要在整體塔體范圍內(nèi)搭設腳手架，實際進行搭建以及拆除工作中需要耗費6 d，塔體梯子平臺安裝需要耗費6 d，塔體環(huán)縫組對焊接以及試壓工藝需要耗費4 d，管線、內(nèi)件安裝以及保溫施工共需要耗費12 d，因此，分段安裝工藝總工期為28 d。

而分段組對整體安裝工藝應用過程中，大部分工序可以在地面以及低空完成，這在一定程度上節(jié)約了腳手架搭建時間，具體開展過程中所需時間僅為3 d。塔體梯子平臺安裝需耗費6 d，塔體環(huán)縫組對焊接以及試壓作業(yè)需要耗費4 d，管線、內(nèi)件以及保溫施工作業(yè)共消耗10 d，該工藝總工期為21 d。

通過對二者進行對比可知，利用分段組對整體安裝工藝可以將工期提前7 d。

3.2 經(jīng)濟效益對比

針對二者經(jīng)濟效益方面的對比主要由物資、人工、機械等三個層面進行分析。

3.2.1 物資

分段安裝工藝以及分段組對整體安裝工藝所需的物資如表1 所示。由表1 中的數(shù)據(jù)可知，分段安裝在實際施工過程中所需物資質(zhì)量總計為4.3 t，依照市場中的鋼材均價每噸5 300 元進行計算，腳手架搭設所需物資總價為26 540 元，所用采用依照10%的標準進行攤銷。60 t 滾輪胎的市場價格為5.4 萬元，其使用壽命為6 年，依照每套設備每年使用6 次的標準進行計算，每臺儲罐成本約為0.15 萬元。由此，可計算出分段安裝工藝物資總投入為26 540×10%+1 500=4 154 元。

依照表1 中的信息可知，分段組對整體安裝工藝所需物資總計為4.3 t，依照鋼材市場均價每噸5 300元計算，腳手架搭設所需物資總價為26 540 元，所用采用依照5%的標準進行攤銷。60 t 滾輪胎的市場價格為5.4 萬元，其使用壽命為6 年，依照每套設備每年使用6 次的標準進行計算，每臺儲罐成本約為0.3萬元。由此，可計算出分段安裝工藝物資總投入為26 540×5%+1 500=4 327 元。

表1 分段安裝以及分段組對整體安裝工藝所用物資

由此，根據(jù)計算結果可以分析出。利用分段安裝工藝可以在物資方面解決173 元。

3.2.2 人工

依據(jù)上文中對分段安裝工藝以及分段組對整體安裝工藝流程的敘述，前者施工需要198 個工作日，后者需要150 個工作日。應用分段組對整體安裝工藝可以解決綜合工作日48 個。依據(jù)相關文件要求，應用分段組對整體安裝工藝可以節(jié)約7 200 元。

3.2.3 機械

在案例中汽提塔安裝過程中，應用分段組對整體安裝工藝對吊車設備性能要求較多，而數(shù)量要求較少，其整體吊裝作業(yè)中需要利用400 t 吊車進行，其他環(huán)節(jié)施工則需要100 t 吊車、25t 吊車兩種，三組設備需求數(shù)量分別為1 臺班、2 臺班以及2 臺班，機械成本投入共計50 400 元。

分段安裝法安裝汽提塔用200 t 吊車2 臺班，100 t吊車4 臺班，25 t 吊車5 臺班，機械費用62 300 元。

通過進行對比計算可知，分段組對整體安裝工藝在機械成本方面可以節(jié)約1.89 萬元。

3.2.4 安全保障

分段安裝工藝在實際應用過程中需要對腳手架進行多次搭建以及拆除作業(yè)，且在工序順序影響下，高空作業(yè)量較多，如設備保溫、管線安裝等均需在高空環(huán)境下完成，這就使得整體施工難度以及危險性相對較高。同時該工藝在實際應用過程中需要同步作業(yè)的工序較多，不可避免地會進行交叉作業(yè)，這就使得施工危險性進一步提高。而分段組對整體安裝多數(shù)工序可以在地面以及低空完成，高空作業(yè)量大幅降低，使得該工藝在安全保障方面具備不可比擬的優(yōu)勢。

4 結語

在利用汽提塔安裝案例對分段組對整體安裝以及分段安裝進行對比可知，前者在實際應用中具備更大的優(yōu)勢，案例工程在經(jīng)過分析中也采用該工藝，有效滿足施工經(jīng)濟性、安全性以及效率性的要求。我國石油化工以及電力行業(yè)等在實際發(fā)展過程中有更大的塔器需要安裝，因此，加大分段組對整體安裝工藝的推廣以及應用具有重要意義。