氣化爐液壓提升吊裝技術研究與實踐

閆云東

（新能能源有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 014300）

新能能源年產20 萬噸穩定輕烴項目，其核心是新奧自主研發的催化氣化裝置和加氫氣化裝置。其中催化裝置反應器采用的催化氣化爐，學名流化床反應器，是新奧集團自主研發的目前我國最大的流化床氣化爐，因此催化氣化爐的吊裝是本工程中的一個重要節點，所以對該設備的吊裝，應合理選擇吊裝方法，在保證安全、質量和進度的前提下盡量的節約成本。本文旨在通過研究液壓吊裝催化氣化爐的方法，為以后框架上大型設備的吊裝提供一個新的技術方法。

1 氣化爐液壓提升吊裝技術的研究及實踐

1.1 設備技術參數

催化氣化爐（學名流化床反應器）坐落在催化氣化框架九層上，設備中心在框架B～C 軸、②～③軸的交叉中心點，安裝技術參數：

設備名稱流化床反應器 位號：F-606001安裝標高：EL+43.800 mm

設備最寬外徑：Φ6690 mm 設備長度：38250 mm 單重：424.81t

1.2 氣化爐吊裝的方法選擇

鋼結構框架上大型設備的吊裝，傳統的方法有重型履帶吊吊裝和雙抱桿抬吊法。采用重型履帶吊吊裝這種方法，單重425 T 的設備須至少1250 t 履帶吊，吊車進出場費用高，需設備在鋼結構框架施工完成前就必須到場，而大型履帶吊則須在該層鋼結構施工完且設備進場后才能進場，否則將產生大額的臺班費用，設備吊裝完后才能進行下一層鋼框架施工，對時間要求較高，工期難以保證。雙抱桿抬吊這種吊裝方法占用空間大，所需機具較多，準備時間長，是這種方法的弊端[1]。而且針對本裝置特點，自主研發技術存在很多不確定性，鋼結構制作進廠晚，地區沙塵、大風頻繁，氣化爐尺寸超差須在現場制作、周期長等因素，比較以上吊裝方法，采用液壓提升器吊裝方法具有操作簡單、施工進度快、不制約鋼結構安裝、懸停時間長、吊裝安全性高、節約工程成本等優點。

1.3 液壓提升吊裝工藝簡述

根據氣化爐設備平面布置圖位置和爐體尺寸，將地面平整硬化，滑移底排通長鋪設至設備就位位置，前后按支點位置布置兩個滑移底座，采用兩臺起重機將催化氣化爐抬吊放置于滑移底座上，利用液壓爬行器水平推動滑移底座，最終將設備滑移到設備起吊位置，將主吊具與設備吊耳連接，具備條件后開始進行吊裝作業。吊裝過程中，頂部安裝的兩臺液壓提升器對設備進行提升工作，底部兩臺液壓爬行器推動滑移底座進行設備溜尾作業，設備處于豎直狀態以后撤掉爬行器，使用液壓提升器繼續提升設備直至到達安裝位置。

由于設備吊裝由下而上，底部需要預留的橫梁較多，該方案已提前跟賽鼎工程設計院進行了溝通，設計院根據我方提供的荷載設計核算框架，所以框架的穩定性能滿足吊裝要求[2-3]。

框架預留情況：①軸（B-C 軸線）預留1、2層；②軸（B-C 軸線）預留1～4 層；③軸（B-C軸線）全部預留；④軸（B-C 軸線）預留1～4層。

2 液壓提升吊裝過程

2.1 液壓提升器吊裝氣化爐主要施工工藝

提升梁吊裝放置——液壓提升器吊裝放置——液壓泵站設置——底排鋪設——吊車站位——設備擺放——液壓爬行器推動設備滑移——液壓提升器提升設備——設備起吊到比就位高度高500 mm——設備下方梁、支撐安裝——設備安裝就位

2.2 催化氣化爐的吊裝與就位

2.2.1 設備的擺放

將底排沿設備滑移方向通長布置，布置方法為：以催化氣化爐設備就位后的中垂線為基準，向南北兩側布置，北側布置1 個底排（6 m×3 m)，南側布置18 個（6 m×3 m×18 個）底排，底排長度共57 m。其中框架內鋪設17 m，框架外40 m。

根據設備制造圖對設備進行分析，經計算設備重心距離設備底部法蘭口距離為20620 mm，主吊耳與設備重心距離為9800mm，溜尾位置距離設備重心距離為19800 mm。

經計算得到F1=140.6t F2=284.2t

P2=K1K2×（F2+q2）=1.1×1.1×（284.2+19+3）=370.5t

P1=K1K2×（F1+q2）=1.1×1.1×（140.6+4.5+3）=179.2t

設備主吊選用SCC6500 履帶吊HDB 工況（主臂36 m，超起半徑15 m，超起配重200 t，后配重190 t，中央配重80 t,作業半徑15 m），尾部抬吊選用SCC3600 履帶吊HDB 工況（后配重+中央配重：135 t+41 t，超起配重0～200 t，超起半徑15 m，作業半徑18 m）

底排上后部鞍座設在離設備尾部2.25 m，設備全長38.25 m，即設備只需有36 m 放到底排上即可，框架外底排長40 m，所以只需讓設備頂部管口到框架4 m 即可讓設備在底排上滑移；設備試完壓頂部管口距框架24 m，所以只需將設備向北側抬20 m。

底排布置好后，在底排上安放2 個專用底座（頭部一個，尾部一個），頭部前置底座與尾部后置底座分別安裝兩個用于推動設備滑行的液壓爬行器[4]。

2.2.2 尾部滑移裝置布置及連接方式

本次設備溜尾采用滑移推送，首先將滑移底排鋪設在處理后的地面上，然后在其上方放置鋼制滑移底座，滑移底座依賴于液壓爬行器在滑移底排軌道上的前進與后退動作。在滑移底座上平鋪道木，溜尾連接器通過螺栓與設備尾部管口法蘭連接，將溜尾連接器放置在道木上，即可進行溜尾作業。詳見下圖：

2.2.3 設備掛鉤

利用連接在底座上的爬行器將流化床反應器向設備就位中心線方向推移，一直推移到流化床反應器主吊耳中心線和設備安裝中心線重合，此時提升器通過下降和起升動作調節鋼絲繩位置，使鋼絲繩圈進入流化床反應器主吊耳環內緊密連接。準備妥當后進行試吊：液壓提升器開始進行提升動作，直至設備前部離開鞍座500 mm，停止提升器動作，靜置2 小時觀察各部位情況，無問題后再進行正式提升作業。

2.2.4 設備提升

試吊完畢后，流化床反應器設備開始正式吊裝，兩臺主提升器以8 m/h 的速度開始同步提升設備主吊耳，而設備尾部利用爬行器將設備以相應的速度向前推送，當流化床反應器頭部抬起到距地面8 m 左右時，暫停吊裝。將流化床反應器頭部的滑移底座拆除，再繼續進行設備吊裝作業，直至設備吊裝到垂直狀態。拆除設備溜尾裝置，然后豎直提升設備直至設備安裝支座高度超過安裝標高500 mm 處，設備安裝組將設備支撐梁安裝完成后，提升器做下降動作，將設備置于支撐梁面。

在設備提升的過程中，保證溜尾和提升同步的措施為：采用一臺全站儀在框架東側實時監測主提升鋼絞線的偏移量，偏移量要求不能超過3°。主提升器和溜尾爬行器為完全分開的兩套控制系統，如果監測到偏移量將近達到3°時，確定偏移方向，如果偏向吊耳中心線左側，則主吊提升器停止動作，溜尾爬行器推送，直至到達3°以內的安全角度；如果偏向吊耳中心線右側，則溜尾爬行器停止動作，主提升器繼續提升，同樣達到3°的安全角度。依上述方法作業，直至設備脫排，達到豎直狀態[5]。

2.2.5 設備的安裝就位

①提升設備直至設備安裝支座高度，繼續提升超過安裝標高500 mm，設備安裝組進行設備支撐梁的安裝。此時液壓提升機構鎖死，設備處于懸停狀態。②安裝催化氣化框架43.63 m 平面的預留箱梁和八角梁。③安裝環形支撐，將環形支撐在43.63 m 平面鋼梁找平找正，進行點固焊接。④將設備緩緩降到環形支撐上，將液壓提升器繩索從設備吊耳上摘除。

3 結論

本工程中采用液壓提升器吊裝催化氣化爐，具有以下優點：（1）操作系統安全性能好，吊裝過程的安全性有充分的保障。（2）采用液壓提升吊裝，避免了大型吊車的進場使用，占地面積小拆裝靈活，能夠與主框架等進行交叉作業互不影響，加之液壓整體提升作業施工周期較短，安全可靠，能夠有效保證流化床反應器的安裝工期。（3）液壓提升能夠滿足長時間懸停的設備安裝需求，在設備提升到位以后施工單位組裝設備承載梁時液壓提升能夠滿足設備長時間高空懸停的要求[6]。懸停過程中液壓機構鎖死，整個懸停過程安全可靠。

總之，鋼結構框架上大型設備的吊裝，采用液壓提升器吊裝技術，不僅安全可靠，而且能縮短工期，降低成本，達到經濟效益最大化。