組合式支架在大型模塊化工廠中的設計與應用

肖文歡 邢焱哲 吳家奎 高志遠

摘 ?要：模塊化工廠建造已經成為石油石化工程中越來越重要的建造技術，組合式支架在科威特AL-ZOUR模塊化煉油廠工程中得到廣泛應用，組合式支架可以避免傳統焊接支架帶來的預制，打磨，防腐等工作，縮短項目建造周期，降低建造成本，文章重點介紹組合式支架在電儀支架中的設計與應用。

關鍵詞：組合式支架;模塊化工廠;縮短工期

中圖分類號：TE96 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）19-0098-03

Abstract： Modular plant construction has become an increasingly important construction technology in petrochemical engineering. Combined support is widely used in Kuwait AL-ZOUR modular refinery project， in that it can avoid the prefabrication， polishing， corrosion prevention and other tasks brought by traditional welding support， shorten the construction period of the project， and reduce the construction cost. This paper focuses on the design and application of combined support in electric & instrument support.

Keywords： combined support; modular plant; shorten construction period

引言

隨著世界經濟與技術的發展，如3D模型技術的普及、液壓平板運輸車（SPMT）的發展，以及起重能力更大的吊車和安裝方式（提升、頂升）的出現，越來越多的大型工廠建設采用模塊化建造。模塊化工廠是將整個工廠按照工藝系統和功能單元分解成若干模塊，各模塊可以在世界各地進行并行建造，最后將各模塊運輸到工廠所在地進行整體安裝。模塊化建造能夠充分利用各場地的資源，大大縮短建造周期，已經成為海洋工程的重要技術[1]。科威特AL-ZOUR煉油廠工程是科威特國家石油公司為生產高質量的石油產品，提高競爭能力，開拓新市場而建設的中東地區最大的煉油廠。由我司承建的AL-ZOUR煉油廠項目包含159個管廊模塊以及29個過程處理模塊，共計188個模塊，總重約7萬噸，其中電儀專業包含次級電纜托盤超過四萬米。在以往項目中，傳統的電纜托盤支架采用的是焊接支架，但面對本項目如此龐大的支架數量，不僅預制、打磨、焊接和焊后處理等工作的任務量極大，還面臨著工期緊迫的問題。組合式支架靈活方便，可以拼接成各種需要的支架，并且免焊接、免噴漆、后期方便修改等。下面分別就組合式支架的設計與應用以及對比傳統焊接支架的優缺點來進行闡述。

1 組合式支架的設計

針對電儀專業次級托盤重量較輕，承載力要求較小的特點，利用免焊接的夾具固定形式完全能夠滿足強度要求，并且結合組合式支架的相關配件，可以組合成各種各樣形式的支架，足以滿足施工現場各種各樣的需求。

在本項目中，電儀專業次級電纜通路只有50mm×50mm和100mm×100mm兩種，其中50mm托盤只敷設一根電纜，100mm托盤最多敷設6根電纜，所以托盤連同電纜重量都不大，故采用41mm×41mm×2.5mm規格的C型槽鋼即可滿足承載力的要求。根據電纜托盤的敷設位置，選擇對應的配件即可快速安裝支架。

（1）當電纜托盤沿著大梁或柱子平行敷設時，可將C型槽鋼一側用U型梁夾固定在大梁翼緣板上，另一側放置電纜托盤，從而形成“一字型”支架，見圖1。

（2）當電纜托盤走向與大梁方向呈垂直狀態時，可利用吊夾和螺桿將C型槽鋼固定在大梁下方，從而形成“門字型”支架，見圖2。

（3）當電纜需要敷設到某些設備時，需要將支架敷設到甲板上，甚至沿著甲板上的格柵敷設，而此時由于沒有合適結構來借助，傳統焊接支架就顯得力不從心，這時候利用C型槽鋼底座和螺桿將C型槽鋼直接固定在格柵上，可以在格柵上組合成各種需要的支架形式，如圖3。

（4）當平臺舷外需要敷設多個電纜托盤導致舷外空間不足的時候，例如因電壓等級不同，托盤之間需要相互隔開，這時一路托盤采用圖1的“一字型”支架，而另一路托盤可采用托臂（自帶底座的C型槽鋼）和螺栓直接固定在型鋼腹板上的形式，見圖4。

2 組合式支架的應用

在本項目中，由于電儀設備眾多，且分散到一百多個模塊中，這就導致施工現場敷設電纜托盤會遇到各種情況，特別是托盤之間難免斷開，如果斷開距離過大，電纜會承受較大的拉力，從而導致電纜壽命降低，這時憑借組合式支架豐富的配件，可以方便快捷的組合出合適的支架。

（1）當電纜需要從平臺舷外的水平托盤敷設到下一層甲板時，選擇“一字型”支架做一段垂直托盤，即可過渡到下一層甲板，從而避免電纜懸空而受到拉力的損害，如圖5所示。

（2）當電纜需要從平臺外的接線盒敷設到平臺內的托盤時，選擇“門字型”支架做一段水平托盤，即可輕松實現，如圖6所示。

（3）當電纜需要從格柵上的設備敷設到格柵下面的托盤時，由于沒有合適的結構來支撐，這時利用C型槽鋼底座借由格柵來生根，組合出合適的支架，即可使電纜輕松穿過格柵，如圖7所示。

3 組合式支架與傳統焊接支架的比較

傳統焊接支架需設計提前出圖并預制，對于工期本就緊張的工程增添難度，而組合式支架不用提前預制，安裝時在現場隨取隨用，非常的省時省工。焊接支架依賴于焊工技術，質量不穩定，焊接不僅會引起應力集中，破壞原結構，還會破壞結構涂層，導致防腐性降低，而組合式支架采用夾具固定的形式，完全避免了焊接帶來的各種困擾。由于模塊化工廠集成程度高，各專業施工進度不盡相同，導致各專業的支架碰撞情況非常多見，比如電儀支架與管道支架，以及電儀支架與管道保溫層之間的碰撞非常普遍，已焊接的支架往往需要全部割掉并且修復原處，導致切割、打磨和補漆的工作量大，費錢費時，工期難以保證，相對于焊接支架，組合式支架修改起來非常方便，并且支架材料可以重復使用，大大縮減了施工周期和安裝費用。

4 結束語

傳統焊接支架在項目中往往需要提前出圖、提前預制、現場切割、打磨、焊接、焊后處理、涂裝修復等工序，繁瑣且周期較長，而組合式支架不僅無需預制、防腐、打磨等工序，而且組裝簡便、形式多變、拆卸簡單、利于修改、省時省工，面對越來越多的模塊化工廠項目以及愈發嚴苛的工期要求，組合式支架會有越來越大的舞臺。

參考文獻：

[1]魏玉壘，何小超.LNG模塊化工廠小管線支吊架設計研究[J].石油和化工設備，2016，19（10）：15-18.