MYQ型5000t門式起重機(jī)在恒力石化（大連）二甲苯塔吊裝工程中的應(yīng)用

中國石油天然氣第一建設(shè)公司 河南洛陽 471023

1 工程概況

恒力石化（大連）煉化有限公司2000萬t/a煉化一體化項(xiàng)目共有兩套同規(guī)模的芳烴聯(lián)合裝置，每套裝置內(nèi)的PX裝置有兩臺二甲苯塔，即1#二甲苯塔（T-5102）和、2#二甲苯塔（T-5103）。4臺二甲苯塔均采用“液壓提升法”吊裝工藝，選用MYQ 型5000t門式起重機(jī)主吊，LR11350型1350t履帶吊抬尾，依次完成了整體吊裝作業(yè)。

1#、2#二甲苯塔吊裝參數(shù)見表1，設(shè)備簡圖見圖1。

5000t門式起重機(jī)SG1工況圖、系統(tǒng)配置等分別見圖2、表2和表3。

2 吊裝方案的選擇

2.1 吊裝工藝的確定

根據(jù)4臺二甲苯塔的相關(guān)參數(shù)，結(jié)合國內(nèi)目前大型吊裝設(shè)備的吊裝能力情況，確定4臺二甲苯塔吊裝均采用“液壓提升法”吊裝工藝。即1臺MYQ型5000t門式起重機(jī)主吊，1臺LR11350型1350t履帶吊抬尾，依次完成4臺二甲苯塔的吊裝作業(yè)。

表1 1#、2#二甲苯塔吊裝參數(shù)表

圖1 二甲苯塔設(shè)備簡圖

圖2 5000t門式起重機(jī)SG1工況圖

2.2 吊裝布置平面規(guī)劃

兩套規(guī)模相同的225萬t/a芳烴聯(lián)合裝置南北相鄰布置，且布局相同。同一裝置內(nèi)的兩臺二甲苯塔東西相鄰布置，1#二甲苯塔位于2#二甲苯塔西側(cè)，兩塔基礎(chǔ)中心相距42m。設(shè)備基礎(chǔ)西側(cè)有壓縮機(jī)廠房，南側(cè)有煙囪。為了不影響壓縮機(jī)廠房、煙囪及周邊多臺設(shè)備的安裝施工，兩臺設(shè)備采用頭西尾東、與兩臺設(shè)備基礎(chǔ)中心線成25°（偏南）的位置擺放。吊裝平面布置如圖3所示。

表2 5000t門式起重機(jī)SG1工況系統(tǒng)配置表

2.3 吊裝作業(yè)流程

根據(jù)上述情況，確定了門式起重機(jī)吊裝作業(yè)流程：

（1）在1#PX裝置的2#二甲苯塔吊裝區(qū)域進(jìn)行5000t門式起重機(jī)組裝（11節(jié)塔節(jié)）；

（2）吊裝1#PX裝置的2#二甲苯塔；

（3）5000t門式起重機(jī)西行15m（避開2#二甲苯塔），拆降至2節(jié)塔節(jié)高度，拆除橫向纜風(fēng)繩；

（4）5000t門式起重機(jī)西行15m，橫向纜風(fēng)繩錨點(diǎn)移位26m，繞過煙囪、框架等與塔架連接；

（5）5000t門式起重機(jī)西行12m，至1#二甲苯塔吊裝區(qū)域；

（6）5000t門式起重機(jī)塔節(jié)升至12節(jié)；

（7）吊裝1#PX裝置的1#二甲苯塔；

（8）5000t門式起重機(jī)東行15m（避開1#二甲苯塔），拆降、轉(zhuǎn)場至2# PX裝置。

2#PX裝置吊裝作業(yè)流程與1#PX裝置相同。

表3 5000t門式起重機(jī)工況選擇

圖3 吊裝平面布置圖

3 吊裝工藝

3.1 吊裝區(qū)域地基處理

門式起重機(jī)吊裝作業(yè)區(qū)域基礎(chǔ)采用樁筏結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，與塔體基礎(chǔ)同步設(shè)計、施工。門式起重機(jī)拆除及空載行走區(qū)域采用“換填墊層法”進(jìn)行地基處理。門式起重機(jī)組裝前，在基礎(chǔ)表面采用石粉進(jìn)行二次找平，以滿足門式起重機(jī)吊裝作業(yè)需求。

抬尾吊車基礎(chǔ)采用“換填墊層法”進(jìn)行地基處理。

3.2 吊具設(shè)置

每臺二甲苯塔主吊耳均采用2個1500t級管軸式吊耳。

主吊吊具：1#、2#二甲苯塔均采用MYQ型5000t門式起重機(jī)3000t級專用吊具。1#、2#二甲苯塔主吊吊具清單見表4，主吊吊具示意圖見圖4。

表4 1#、2#二甲苯塔主吊吊具清單表

圖4 主吊吊具示意圖

每臺二甲苯塔吊裝抬尾吊耳均采用雙板孔式吊耳，單個吊耳額定載荷為500t。

3.3 吊裝過程

3.3.1 試吊過程

吊裝準(zhǔn)備工作完成后進(jìn)行聯(lián)合檢查：門式起重機(jī)塔架垂直度滿足要求，地基及地錨監(jiān)測系統(tǒng)正常，提升系統(tǒng)、纜風(fēng)繩系統(tǒng)鋼絞線無松弛現(xiàn)象，各組纜風(fēng)繩系統(tǒng)拉力調(diào)整至工作狀態(tài)。確認(rèn)達(dá)到吊裝條件后進(jìn)行試吊。

門式起重機(jī)和抬尾吊車同時受力，二甲苯塔緩慢離開鞍座500mm后停止提升；檢查起重機(jī)及索具等受力狀況、地基及地錨受力情況；吊索具連接情況無異常后，撤離鞍座。

3.3.2 始吊過程

抬尾吊車緩慢回鉤，使設(shè)備底部距離地面200mm停止；門式起重機(jī)和抬尾吊車配合操作，門式起重機(jī)平穩(wěn)提升，抬尾吊車隨二甲苯塔緩慢向前移動。

3.3.3 中間過程

門式起重機(jī)持續(xù)平穩(wěn)提升；抬尾吊車在保證設(shè)備底部距離地面200mm左右緩慢向前移動，與門式起重機(jī)提升速度相匹配；設(shè)備處于豎直狀態(tài)時，摘除抬尾索具及超起配重托盤，抬尾吊車退出吊裝作業(yè)。

3.3.4 就位過程

調(diào)整設(shè)備與基礎(chǔ)的相對位置，確認(rèn)安裝方位無誤后，門式起重機(jī)采用慢放模式使二甲苯塔緩慢、平穩(wěn)回落，安裝就位。

4 主要施工技術(shù)及創(chuàng)新

4.1 主吊耳設(shè)計

4臺二甲苯塔主吊耳均采用管軸式吊耳。1#二甲苯塔主吊耳處器壁厚度為54mm，2#二甲苯塔主吊耳處器壁厚度為50mm，設(shè)備器壁較薄。為了確保設(shè)備吊裝的安全性，主吊耳的設(shè)計除了保證其自身強(qiáng)度外，還對主吊耳處設(shè)備器壁的局部應(yīng)力進(jìn)行了驗(yàn)算。主吊耳處器壁的局部應(yīng)力分別采用有限元分析、SW6軟件、PV DESKTOP軟件及《鋼制化工容器強(qiáng)度計算規(guī)定》（HG/T 20582-2011）進(jìn)行驗(yàn)算，確定了主吊耳的結(jié)構(gòu)尺寸。

4.2 主吊索具的設(shè)置

4臺二甲苯塔主吊索具采用了與以往無接頭繩圈等傳統(tǒng)索具不同的3000t級拉板和吊環(huán)結(jié)構(gòu)。與無接頭繩圈相比，主吊索具具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）吊環(huán)摩擦系數(shù)小。

（2）拉板和吊環(huán)結(jié)構(gòu)使用壽命長。無接頭繩圈是由多根鋼絲繩編制而成的，直接受拉使用時沒有問題。但在設(shè)備吊裝過程中，有一個設(shè)備旋轉(zhuǎn)的過程，尤其較重設(shè)備，可能會造成無接頭繩圈中內(nèi)圈鋼絲繩受力大，外圈受力小，易產(chǎn)生扭結(jié)現(xiàn)象，易使其受損。

（3）拉板和吊環(huán)結(jié)構(gòu)受力更加均勻。而直徑大、長度長的無接頭繩圈，自身亦存在扭勁、各股繩間受力不均等現(xiàn)象。

（4）拉板和吊環(huán)結(jié)構(gòu)更具成本優(yōu)勢，而無接頭繩圈成本高。

使用吊環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝時，需在設(shè)計階段考慮吊環(huán)、主吊耳管的表面粗糙度和配合間隙等因素，從而保證吊裝過程中吊具受力均勻。采用吊裝能力較大的無接頭繩圈進(jìn)行吊裝時，可采用軸套配合使用，同樣需考慮軸套與主吊耳管的表面粗糙度和配合間隙因素。

4.3 設(shè)備旋轉(zhuǎn)就位

恒力石化（大連）二甲苯塔吊裝工程項(xiàng)目是MYQ型5000t門式起重機(jī)吊具系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)首次在吊裝工程應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部件為不銹鋼承壓板和聚四氟乙烯滑板，兩者之間添加硅膠（潤滑劑）。

設(shè)備豎立后，采用兩臺輔助吊車輔助設(shè)備旋轉(zhuǎn)。具體實(shí)施方法為：二甲苯塔地腳環(huán)安裝2個卸扣，分別使用2根鋼絲繩通過錨點(diǎn)滑輪后，與2臺輔助吊車吊鉤相連；每側(cè)輔助吊車緩慢、平穩(wěn)受力，1#二甲苯塔順時針方向旋轉(zhuǎn)5°（俯視），2#二甲苯塔順時針方向旋轉(zhuǎn)125°（俯視）；確認(rèn)安裝方位無誤后，拆除旋轉(zhuǎn)索具，門式起重機(jī)采用慢放模式，使二甲苯塔緩慢、平穩(wěn)回落，安裝就位。

4.4 設(shè)備就位后，主吊具與主吊耳分離

此次二甲苯塔主吊具采用5000t門式起重機(jī)3000t吊具系統(tǒng)，5000t門式起重機(jī)通過拉板、吊環(huán)與設(shè)備的管式吊耳連接。1#二甲苯塔主吊耳標(biāo)高83.1m，2#二甲苯塔主吊耳標(biāo)高76.2m。設(shè)備安裝就位后，設(shè)備該高度無勞動保護(hù)可借用，而單件吊環(huán)重17.75t。為了使吊環(huán)與主吊耳分離、5000t門式起重機(jī)行走時吊具系統(tǒng)避讓開設(shè)備，具體采取以下方法：

（1）吊環(huán)外側(cè)設(shè)計吊耳。在吊環(huán)的外側(cè)設(shè)計板孔式吊耳，即可用于吊環(huán)吊裝，也可作為摘鉤使用。

（2）準(zhǔn)備拖拉繩等索具。

（3）提前通過計算，確認(rèn)拖拉繩錨點(diǎn)的方位（根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際空間情況確定）和拖拉繩的拉力。

（4）設(shè)置拖拉繩錨點(diǎn)。借助設(shè)備基礎(chǔ)作為錨點(diǎn)；無法借助的，設(shè)置配重作為錨點(diǎn)。設(shè)置導(dǎo)向滑輪。

（5）設(shè)備吊裝前，將拖拉繩與吊環(huán)連接。

（6）設(shè)備安裝就位后，將拖拉繩另一端拉至錨點(diǎn)，經(jīng)滑輪與輔助吊車吊鉤連接。

（7）設(shè)備找正后，5000t門式起重機(jī)下放主吊具1160mm，使吊環(huán)內(nèi)圈低于主吊耳外擋圈；兩側(cè)主吊具拆除拖拉繩緩慢受力，使吊環(huán)離開主吊耳200mm左右；5000t門式起重機(jī)起升主吊具2000mm（使吊環(huán)高于主吊耳），行走15m。該過程中，通過調(diào)整拖拉繩的受力大小，確保主吊具與設(shè)備間的安全距離。

4.5 壓置式、可移動式纜風(fēng)繩錨點(diǎn)的應(yīng)用

5000t門式起重機(jī)纜風(fēng)繩系統(tǒng)錨點(diǎn)采用壓置式、可移動式地錨，該地錨結(jié)構(gòu)組裝簡單，設(shè)置方便，便于運(yùn)輸，可重復(fù)使用。該地錨結(jié)構(gòu)已獲得國家新型實(shí)用專利，并于2016年在華北項(xiàng)目蠟油加氫反應(yīng)器吊裝工程中成功應(yīng)用，此次為第二次應(yīng)用。

此次二甲苯塔吊裝工程，纜風(fēng)繩系統(tǒng)錨點(diǎn)穩(wěn)定性校核分別采用了《桅桿起重機(jī)》（GB/T26558-2011）混凝土地錨型式的穩(wěn)定性校核公式、郎肯公式和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》兩種形式進(jìn)行了校核。地錨的埋置深度、壓置配重的質(zhì)量較為科學(xué)，并經(jīng)過了4臺二甲苯塔吊裝工程的驗(yàn)證，為今后纜風(fēng)繩系統(tǒng)錨點(diǎn)的穩(wěn)定性校核確定了計算方法。

4.6 采用石粉墊層保證門式起重機(jī)的安裝質(zhì)量和行走穩(wěn)定性

樁基筏板結(jié)構(gòu)地基首次作為5000t門式起重機(jī)吊裝作業(yè)區(qū)域的基礎(chǔ)應(yīng)用。5000t門式起重機(jī)吊裝作業(yè)區(qū)域采用樁基筏板結(jié)構(gòu)地基，拆除及空載行走區(qū)域采用換填墊層地基。地基處理完畢后，采用50～80mm厚石粉層進(jìn)行找平，配合混凝土基礎(chǔ)，使門式起重機(jī)載荷擴(kuò)散墊的安裝精度得到了有效控制，保障了門式起重機(jī)的安裝質(zhì)量。石粉找平層現(xiàn)場施工效果見圖5。

石粉層在承重狀態(tài)下的穩(wěn)定性，減小了門式起重機(jī)在吊裝過程中的不均勻沉降；通過現(xiàn)場監(jiān)測，將起重機(jī)的沉降差異控制在10mm內(nèi)，從而減小了門式起重機(jī)負(fù)載行走過程中對行走系統(tǒng)合金滑移靴的磨損，既延長了滑板的使用壽命，又提高了門式起重機(jī)行走的穩(wěn)定性。

4.7 首次采用纜風(fēng)繩錨點(diǎn)鋼絞線收集器，實(shí)現(xiàn)了效率和質(zhì)量雙提高

為了減小纜風(fēng)繩后方場地的占用，2017年研發(fā)并制造了6套纜風(fēng)繩鋼絞線收集裝置，將纜風(fēng)繩千斤頂后方自由擺放的鋼絞線經(jīng)過千斤頂?shù)捻斖苿幼魇占{在錨點(diǎn)后方的收集器內(nèi)。采用纜風(fēng)繩錨點(diǎn)鋼絞線收集裝置，在纜風(fēng)繩使用完成后，直接存放在卷線盤內(nèi)，而不需將纜風(fēng)繩鋼絞線重新取出再單獨(dú)包裝，節(jié)約了大量的時間、人力和物力，運(yùn)輸存放更安全、便利。詳見圖6。

圖5 石粉找平層現(xiàn)場施工效果

圖6 纜風(fēng)繩鋼絞線收集裝置使用前后現(xiàn)場對比

5 結(jié)束語

2018年1月20日，1#芳烴聯(lián)合裝置2#二甲苯塔（吊裝質(zhì)量1836t）吊裝就位，此次吊裝是中國石油集團(tuán)公司首次對千噸百米級設(shè)備進(jìn)行整體吊裝；2018年3月19日，1#芳烴聯(lián)合裝置1#二甲苯塔（吊裝質(zhì)量2638t）吊裝就位；2018年4月29日，2#芳烴聯(lián)合裝置2#二甲苯塔吊裝就位；2018年6月6日，2#芳烴聯(lián)合裝置1#二甲苯塔吊裝就位。

MYQ型5000t門式起重機(jī)在大連恒力石化吊裝工程中的應(yīng)用，分別實(shí)施了2次安裝，2次拆除、移位，1次短距離轉(zhuǎn)場，1次長距離轉(zhuǎn)場，相當(dāng)于連續(xù)實(shí)施兩次吊裝工程。這是對門式起重機(jī)制造質(zhì)量、安裝工藝、連續(xù)作業(yè)能力的全方位檢驗(yàn)，同時也對配合人員、機(jī)具及場地的規(guī)劃提出了嚴(yán)格的要求。

每臺塔器吊裝實(shí)施過程中，既要協(xié)調(diào)好門式起重機(jī)安裝與塔器附件安裝的時間、空間關(guān)系，同時還要兼顧纜風(fēng)繩對裝置其他專業(yè)安裝預(yù)留的影響，空間受限、時間緊迫。在時間、空間雙重考驗(yàn)下，最終安全、順利地完成了4次吊裝作業(yè)任務(wù)，這是此項(xiàng)吊裝工程最大的收獲。與此同時，新改進(jìn)的安裝工藝、制造的專用工機(jī)具的投用，使吊裝工作達(dá)到省時、省力的目的，取得了良好的效果。