氣化裝置帶環形支撐梁的合成冷卻器吊裝工藝探討

李海杰　王志成　姜博

摘要：隨著煤化工技術在中國的發展，氣化爐越來越重，吊裝難度越來越大。文章介紹了一種新的氣化爐合成氣冷卻器吊裝工藝，為后來同類裝置設備吊裝提供了新的思路。

關鍵詞：殼牌工藝氣化爐；氣化裝置；合成氣冷卻器；支撐梁；恒力彈簧吊；吊裝工藝 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ545 文章編號：1009-2374（2015）13-0070-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.036

1 工程簡介

山西潞安集團180萬噸/年煤制油工程是煤炭企業為企業轉型舉措而建設的。工程地點位于山西省襄垣縣王橋鎮，占地473萬m2，總投資290億元，氣化裝置是煤制油項目的核心裝置。本裝置由惠生工程（中國）有限公司采用殼牌粉煤氣化專利技術設計，是目前世界上的同類裝置中煤氣化能力最大的裝置，由四個相同單元組成。

2 合成氣冷卻器下段參數及在裝置中的位置

本裝置由于工藝需要，主體結構最大高度為120m。42m以下部分結構為型鋼混凝土形式，以上部分為螺栓連接的鋼結構形式。氣化爐是氣化裝置的核心設備，由（氣化室、合成氣冷卻器、氣體返回室）組成，設備總重近2000t，其中合成氣冷卻器近900t（分成兩段制造、安裝）。合成氣冷卻器通過28個恒力彈簧吊架固定在標高位于50.8m的4根支撐梁上。

合成氣冷卻器下段由于框架形式和安裝位置決定了其吊裝和安裝難度最大、技術含量最高。

合成氣冷卻器下段規格：Φ3800×33815

設備自重：520000kg

支撐梁頂標高：▽50800mm

就位后設備頂標高：▽63390mm

就位后設備底標高：▽29575mm

合成氣冷卻器下段在框架中的相對位置如圖1：

圖1 合成氣冷卻器下段在結構中的立面布置圖

3 吊裝工藝及特點

3.1 吊裝工藝

根據設備布置及結構特點，惠生公司和中石化四公司（大件吊裝承包商）經過幾個月的策劃，多個方案比較，最后采用新的吊裝工藝，即：設備吊裝前，將設備與4根支撐梁組裝成整體，然后通過滑車組、恒力彈簧吊架及臨時加固，將設備和4根支撐梁剛性固定，作為一個整體一起吊裝，到達支撐梁對口位置后，將臨時加固切除，調節滑車組，將支撐梁對口，最后將合成冷卻器下段找正的吊裝工藝，完成合成冷卻器下段的吊裝。

吊車選用及吊車作業參數：

吊車型號：CC8800-1型1600t履帶吊

臂桿長：SSL工況，96m

作業半徑：20m

額定載荷：772t

吊裝載荷：687t（含設備自重、4根支撐梁重量、12個恒力彈簧吊重量、4套32t滑車組重量、吊鉤及機索具重量等）

吊車負載率：89%

3.2 工藝特點

（1）設備與支撐其的鋼結構一起吊裝，減少了支撐環形梁鋼結構的高空作業量，安全性高；（2）采用倒鏈帶動滑車組作為結構安裝找正的調節手段，技術新穎；（3）由于支撐鋼結構整體吊裝，制造精度要求高，所以，要求在制造廠進行預拼裝；（4）國內其他同類裝置合成氣冷卻器下口全部位于混凝土結構上部，在合成氣冷卻器吊裝前，可以安裝三根支撐環梁（靠近吊車一側橫梁不安裝），待設備平移至就位位置后，再連接最后一根支撐環梁。本裝置由于設備安裝位置及結構特點，導致在設備吊裝前，不能安裝環4根支撐梁的任何一部分；（5）由于設備與支撐梁剛性固定，設備吊裝時，帶動支撐梁及部分恒力彈簧吊一起吊裝，省去支撐梁及部分恒力彈簧吊的安裝過程；（6）本工藝的重點、特點及難點在于支撐梁的安裝就位。

圖2 支撐梁隨設備一起吊裝 圖3 4套32t滑車組及12個恒力彈簧吊均勻對稱布置圖片

4 工藝流程及操作要點

第一，為保證設備支撐梁的安裝精度，要求4根支撐梁在結構出廠前進行預拼裝，符合精度要求后方許出廠，并將組裝后的相關數據反饋安裝現場，現場根據測量數據與已安裝結構相關數據對比，提前采取相關措施。

第二，為減小安裝難度，與2根長的支撐梁相連接的主體鋼結構上的一側軸線橫梁上的固定連接板在設備吊裝前暫不焊接。

第三，安裝支撐設備的鋼結構模塊。

第四，設備卸車橫臥，按就位后的支撐梁與裙座相對位置擺放并將4根支撐梁組裝成整體。

第五，按吊裝要求對稱安裝部分恒力彈簧吊架，如圖3所示。

第六，將4根支撐梁與設備通過圓弧板與連接鋼板在上、下（各2處）、左、右（各一處）四個方向剛性固定。

第七，在設備和環形支撐梁之間通過預先設置的、4對互成90°的吊耳，設置4套32t調節滑車組，通過倒鏈將滑車組預緊，然后封好滑車組及倒鏈，見圖5。

圖4 支撐梁與設備剛性固定 圖5 4套滑車組設置及設備準備吊裝圖片

圖6 拆除附圖4中設備與支撐梁之間的剛性固定件 圖7 合成冷卻器下段就位狀態圖片（圖中右面設備）

第八，1600t履帶吊及400噸履帶吊按吊裝方案要求位置站位并做好吊裝準備。

第九，1600t履帶吊及400噸履帶將吊裝索具拴掛在設備吊耳上，設備吊裝開始。

第十，按正常吊裝工藝，1600t履帶吊將設備吊裝至就位（環形支撐梁上標高50.8m處）位置。

第十一，拆除第六點中的臨時固定件，使支撐梁與設備脫離。

第十二，通過倒鏈調整滑車組，滑車組帶動環形支撐梁水平度變化，將環形支撐梁調節至對口要求后，焊接第二點中預留的固定連接板，并將4根支撐梁與主體鋼結構通過高強螺栓栓焊連接。

第十三，安裝剩余恒力彈簧吊，將設備找正后，1600t履帶吊摘鉤，拆除滑車組，吊裝完成。

5 安全要求

（1）吊裝前，在環形支撐梁上設置臨時圍欄，保證高空作業人員安全；（2）吊裝前，將環形支撐梁和設備之間的孔洞用跳板封堵，防止人員從空洞墜落；（3）高空切割臨時固定板時，應采取措施，防止鋼板高空墜落；（4）預緊滑車組時，要求預緊力基本一致；（5）使用滑車組調整環形支撐梁位置時，嚴禁任一滑車組過分偏載；（6）調整滑車組用的倒鏈必須經過檢驗，不得出現跑鏈現象；（7）設備與環形支撐梁之間的臨時固定必須嚴實，固定點處不許出現縫隙，嚴禁設備在由水平狀態到垂直狀態過程中，環形支撐梁出現晃動、移位現象；（8）其他常規吊裝及安裝安全措施。

6 經濟效益

結合以往同類裝置環形支撐梁鋼結構安裝經驗，如果設備吊裝后安裝4根環形支撐梁和26個恒力彈簧吊，每個單元合成氣冷卻器下段吊裝完成需要8天左右時間，并且需要一臺400噸履帶吊配合安裝環形支撐梁和恒力彈簧吊。而采用此吊裝方法，每次吊裝1600t吊車僅用了3天時間，僅吊車資源一項就節省400t吊車8個臺班，1600t以上履帶吊車5個臺班。

按現場臺班價，1600t吊車臺班費10萬元，400t吊車臺班費1.3萬元，本工藝僅臺班費用節省8×1.3+5×10=60.4萬元。

本裝置共四個布置相同的單元，僅此吊裝方法一項，直接經濟效益就節約吊車使用費用240余萬元，經濟效益相當可觀。

采用本工藝，加快了整體吊裝進度，為裝置中的管廊鋼結構盡早施工創造了條件，為裝置的整體盡快完工提供了保證。

作者簡介：李海杰（1973-），男，河南洛陽人，惠生工程（中國）有限公司專業工程師，吊裝工程師，一級注冊建造師，研究方向：大型工程吊裝策劃與實施。

（責任編輯：陳 倩）endprint