淺析雙輪煨制伴熱管道施工技術

李立紅 朱金俠

(中化二建集團有限公司，山西 太原 030021)

1 概述

中國能源消費結構中，煤炭一直以來并將在今后相當長的一段時間內占據主導地位，中國煤炭探明可采儲量約為1 145億t，世界排名第三，且在逐年增加，大力發展煤化工能充分發揮我國煤炭優勢，保障我國能源結構安全。近年來隨著環境問題愈發突出和國家對環保的重視，大力發展煤炭清潔高效利用技術勢在必行。我國從“十五”期間開始,不斷進行新型煤化工技術的研究，開發和建設了一大批煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤制天然氣等新型煤化工和石油化工項目。由于這些項目工藝流程非常復雜，使得在這些項目中工藝管道的布置縱橫交錯，伴熱管道系統作為一種有效的管道保溫和防凍措施，對保證上述裝置的正常運行發揮著不可替代的作用。伴熱管道系統的重要作用決定了其只能依附于工藝管道進行布置，需要在工藝管道施工完后才能開始施工，由于煤化工項目中工藝管道布置非常復雜，使之安裝和布局更加復雜化，需要結合現場工藝管道的具體布置情況進行預制和安裝，大大增加了現場施工難度，伴熱管道施工正成為施工人員普遍感到棘手的問題。本文正是基于此背景下，對煤化工項目中伴熱管道的施工技術進行了研究。

2 工程概況

我單位施工的某煤制天然氣項目為我國首個大型煤制天然氣示范項目，設計規模為年產40億m3天然氣。其一期核心裝置：加壓氣化和煤氣水分離中共計約15萬m φ15的不銹鋼伴熱管道，施工過程中我項目人員結合該裝置中工藝管道的布置情況，積極進行技術攻關，首次對雙輪煨彎技術施工伴熱管道進行了實驗性應用，取得良好的效益。

3 工藝流程及施工技術要點

3.1 工藝流程

工藝流程見圖1。

3.2 制作要點

現場自制的雙輪煨彎系統由大輪、小輪、手柄三部分組成。工作時，將需要煨彎的伴熱管安放在大輪一側，大輪側設有一個固定點，將手柄插入大輪的中心，利用小輪的轉動并依靠摩擦力帶動伴熱管平穩緩慢運動，從而煨制出需要的弧度。

3.2.1雙輪制作

選用σ=30 mm鋼板作為制作大小輪的材料，在大小輪的中心開DN25的孔，輪外側機械加工出DN25的槽用于煨制伴熱管，如圖2，圖3所示。

3.2.2煨彎手柄的制作

選取DN40的無縫碳鋼管道2 m長，在一端焊接M25×30的螺栓，以大輪半徑+伴熱管的外徑確定小輪固定位置M，即:

M=R+W。

其中，M為小輪與螺栓之間的距離，mm；R為大輪的半徑，R=65 mm；W為伴熱管的外徑，W=21.3 mm。

則小輪的固定位置M=65+21.3+12.5=93.8 mm，如圖4所示。

3.3 關鍵技術控制

3.3.1雙輪煨彎操作要點

1)選取σ=20 mm厚，長×寬=300×100的鋼板一塊，將大輪焊接到鋼板上，距鋼板一端150 mm,在大輪外側焊接一個固定螺栓(M25×30)，距離大輪為伴熱管的外徑，將其整體焊接在一個便于操作的平臺端部，如圖5所示。

2)大輪固定和手柄制作完成后，開始正式進行伴熱管線的煨制，首先將伴熱管道放到大輪和固定點之間，然后將手柄插入大輪中心的預制孔內進行煨彎，弧度根據實際需要確定。90°的煨彎過程如圖6，圖7所示。

3)采用雙輪煨彎可煨制出30°，45°，90°，180°等多種不同彎曲角度的彎管，生產效率高，成型美觀。

3.3.2分氣缸的預制安裝

1)分氣缸的布置應按設計文件要求進行安裝，同時應考慮操作空間和伴熱管線的布置情況，合理布置分氣缸。

2)分氣缸的固定要牢固，所有分氣缸周邊的操作閥門應布置在利于操作的高度和方向上。

3)分氣缸與主管連接時應考慮其引出支管位置，可依據現場實際情況進行調整，以便于伴熱管道安裝。

4)分氣缸的分支管應標明所伴熱的主管的管線號并設計標牌，如圖8所示。

3.3.3伴熱管的鋪設

1)被伴管為水平敷設時，伴管應安裝在被伴管下方一側或兩側。

2)被伴管為垂直敷設時，伴管不少于3根時宜圍繞被伴管均勻敷設。

3)如果伴管和被伴管管線材質不同，應在伴管和被伴管線之間設置隔離墊，以防止不同材質直接接觸產生腐蝕。隔離墊采用軟質石棉板，規格5 mm厚，40 mm～50 mm寬，伴熱管道與被伴熱管道之間填抹導熱膠泥。伴熱管用導熱膠泥時，應先采用鋼帶，將其固定在管上后，再填抹導熱膠泥，導熱膠泥采用有機導熱膠泥。

4)伴熱管道經過閥門、法蘭、管件時，應沿其外形敷設，且宜避免或減少“U”形，以防止產生氣阻和液阻，見圖9。

3.3.4伴熱管道捆扎

伴熱管道應牢固的綁扎在被伴熱管線上，捆扎間距為1.5 m左右。對碳鋼及低合金鋼主管，伴熱管道的綁扎材料采用鍍鋅鋼帶，規格：20 mm×0.5 mm，對不銹鋼主管，伴熱管道的綁扎材料采用軟質不銹鋼帶，規格：15 mm×0.4 mm。綁扎時，伴熱管道與被伴熱管之間的距離應為10 mm。伴熱管線引出點到伴熱主管的部分要支撐合理充分，支撐點間距應不大于1.5 m。

3.3.5施工注意事項

1)所有的伴熱管道的煨彎應符合標準規范的要求，禁止煨扁。

2)伴熱管線的布置要合理，閥門的布置要利于操作。

3)伴熱管道的焊接工作必須符合設計文件要求及相關規范標準規定。伴熱管道的膨脹彎設置間距不應大于30 m或按照設計文件要求進行設置。

4)伴熱管道應安裝在主管的下部±45°以內。當設置有多根伴熱管道時，伴熱管道之間必須采取有效的定位措施。

5)伴熱管道應在同一裝置內采用相同的布局型式。施工中應預先設置一套標準施工樣板，進行樣板引路。

6)伴熱管材使用前，應逐根進行吹掃，保證管內部清潔。

4 實施效果

我單位在本工程中應用上述施工方法共完成15萬m φ15的不銹鋼伴熱管道施工，項目完工后試運行一次合格，一次性通過了施工質量驗收，得到業主、監理的一致好評，經測算為我單位節約成本15萬元，節約工期25 d，為我單位繼續承攬后續工程奠定了堅實的基礎。目前該項目達產達標，正在給我國北方供應著源源不斷的清潔天然氣，助力我國打贏“藍天保衛戰”。

5 結語

煤化工及石油化工裝置中工藝管道布置復雜，管道縱橫交錯，操作空間狹小，極大的增加了伴熱管道施工的難度。本文利用自行設計制作的雙輪煨彎系統進行伴熱管道的施工，不會造成煨彎、煨扁的現象，且具有成型美觀、施工容易、質量可靠、適用性強等優點。與傳統方法相比可節約工期、人工和材料，經測算對于不同類型的裝置，可節省約10 d～30 d的工期，節約成本約5萬元～20萬元。雙輪煨彎系統的成功運用為今后同類型的壓力容器的腐蝕修復工程提供了一定的借鑒。