搭設框架平臺及使用牽引技術更換大型換熱器

楊 光，李志方，邱定林，張德永

中國石油工程建設有限公司第一建設公司，河南洛陽 471203

1 工程概況

2019 年獨山子石化公司100 萬t/a 乙烯裝置大檢修，乙烯一聯合車間原料預熱和稀釋蒸汽發生區大型換熱器E3018 需要更換，但由于其在高框架內，因此更換難度極大。設備外形尺寸見圖1，吊裝質量103.5 t，換熱器底部就位高度8.1 m，其中框架高度24 m，設備中心距離框架邊緣6 m。

圖1 大型換熱器E3018 外形尺寸

2 施工方法

傳統的更換方法是：在拆除換熱器上部的鋼結構、管道、電氣儀表等設備后，采用大噸位長臂起重機將舊換熱器吊離，再就位新的換熱器，還需回裝拆除下來的鋼結構、管道、電氣儀表等設備。而采用框架外部設置支撐平臺整體牽引換熱器的施工方法相對傳統的方法有以下優點：其一，可以減少拆除和回裝工作量，縮短工期；其二，可提前制作支撐框架和牽引平臺，提高工作效率；其三，可盡可能維持原結構受力特點，保證施工安全；其四，吊裝選用更小噸位的吊車，節約臺班費用。綜合考慮檢修工期、安全、成本等多方面因素，最終決定采取框架外部設置支撐平臺整體牽引換熱器至框架外部，再吊裝更換該設備的施工方法。

3 施工流程

大型換熱器E3018 更換過程主要分為舊設備拆除和新設備安裝兩部分。

舊設備拆除主要施工流程為：確定吊車和索具→場地準備及設備基礎防火層剔除→制作安裝支撐鋼架→鋪設作業平臺并安裝牽引軌道→設置換熱器鞍座及加固梁→頂升換熱器并放置在50 t地坦克上（地坦克為一種設備承重設施，下方有滾輪，可行走。） →起升牽引倒鏈，將換熱器從框架內牽引到框架外平臺上→用300 t 汽車吊將換熱器從框架外平臺吊裝至地面。新設備安裝流程與舊設備拆除流程反向。

4 牽引及吊裝準備

4.1 吊車選用

根據同類設備吊裝施工經驗，結合本工程換熱器的重量及現場實際情況等，決定更換吊裝采用“單機吊裝法”，主吊選擇徐工QUY300 t 汽車吊。

4.2 吊裝索具準備

吊裝索具：φ60 鋼絲繩，長25 m，共計2 根（每根折2 股使用）。經過計算主吊索具承受力大于吊裝重量的5 倍，滿足安全需求。

4.3 場地處理和設備基礎防火層剔除

吊車站位及場地平面見圖2，吊車站位和支撐鋼架現場為C30 混凝土硬化地面，經勘察滿足安全需要。在吊裝前對路面上的雜物進行清理，清理完畢后鋪設30 mm 厚的砂石找平層并壓實處理，使用水平儀精確控制水平度，確保場地水平[3-4]。場地找平后測量放線，吊車站位，在吊車支腿位置放置專用鋼拍子。吊裝前還要將設備基礎上的防火層完全剔除，保證設備能夠順利完成牽引工作。

圖2 吊車站位平面示意

4.4 制作安裝支撐鋼架

確定支撐鋼架位置，在支撐鋼架下方鋪設厚50 mm 鋼板，確保支撐鋼架受力擴散，從而確保安全，支撐鋼架在場外預制好，運輸至現場安裝到指定位置（見圖3、圖4）。

圖3 支撐鋼架實物

圖4 支撐鋼架尺寸

4.5 作業平臺和軌道準備

在支撐框架上部鋪設格柵板等使其上表面與原框架梁（距離地面7.7 m 層） 上表面平齊，作為作業平臺。焊接H 型鋼作為雙軌道鋪在作業平臺上（見圖5、圖6），將4 臺50 t 地坦克擺放在雙軌道上，確保其沿直線水平行走。

4.6 鞍座和加固梁焊接

支座上焊接好頂升加固所需的鞍座（見圖7），在兩個支座之間焊接兩根 HW300 × 300 × 10 × 15型鋼進行連接加固，使兩個支座之間形成框式結構，確保在牽引過程中支座受力均勻。

5 牽引及吊裝

5.1 制作安裝牽引系統吊耳

在換熱器兩端的框架上焊接好10 t 級牽引吊耳共計4 個，用于鉤掛倒鏈和牽引鋼絲繩，吊耳見圖8。

圖5 牽引軌道示意

圖6 作業平臺及雙軌道

圖7 鞍座焊接加固

圖8 吊耳

5.2 螺栓千斤頂頂起換熱器

采用4 臺50 t 螺旋千斤頂將設備從基礎上整體頂升200 mm，見圖9，配合提升倒鏈平穩地把換熱器放在地坦克上。

圖9 千斤頂設置

5.3 實施牽引、吊裝和更換

起升兩臺倒鏈進行牽引（見圖10），保證換熱器坐在4 臺50 t 地坦克上并平穩行走在軌道上，直至把換熱器牽引至支撐平臺上，用提前準備好的300 t 吊車把換熱器吊下支撐平臺。然后把新換熱器吊上支撐平臺，用同樣的牽引系統和牽引方法牽引到原位置，再安裝就位即可。

圖10 設備牽引

6 結束語

采用框架內的大型換熱器E3018 整體被牽引至框架外部支撐平臺上進行更換的施工方法，不破壞原結構，吊裝距離更近，提高了施工安全性；縮短檢修工期10 d；節約機械臺班費和材料費約100萬元；節約人工費10.2 萬元。

當前大型煉油廠的大型檢修工程要求工期時間越來越短，采用此方法在縮短工期的同時還能減少施工成本，并且大大提高施工的安全性，該方法可為同類設備吊裝提供借鑒和參考。