塔器設備分段高度的合理劃分

王 寬，郭 瑞

中國石油天然氣第六建設有限公司，廣西桂林541000

中國石油蘭州石化分公司長慶乙烷制乙烯項目的80×104t/a 乙烯裝置共有7 臺塔器設備，由張化機（蘇州） 重裝有限公司制造。中國石油天然氣第六建設有限公司承擔了該項目的吊裝任務，其中，裝置內5 臺設備整體進場，整體吊裝；2 臺超限塔器分段運輸進場，分段吊裝。分析了塔器的設備參數、吊車性能、施工場地、安裝進度、項目成本等條件，現場投入了LR1750 型750 t 級吊車1臺、LR1400/2 型400 t 級履帶吊1 臺、CKL2600 型260 t 級履帶吊2 臺等大型起重機械，完成了整個乙烯裝置塔器設備的吊裝施工作業。

在長慶乙烷制乙烯項目80 ×104t/a 乙烯裝置中，乙烯塔直徑大、高度高、質量大，由于受基礎周圍設備多、整體運輸道路條件不足等諸多因素限制，乙烯塔無法整體吊裝。結合現場大型起重機的投入情況，最終確定采取分段吊裝乙烯塔的方案[1]。

對于分段吊裝乙烯塔，既要考慮現場大型起重機械的投入、吊車使用效率、設備交貨時間、附件安裝周期、空中組對[2]焊接周期等現實問題；又要考慮安全高效地完成幾段設備的吊裝就位，且保證每段設備進場后能夠在地面最大深度地預制安裝勞動保護、防腐保溫、附塔管道等附件，以減少空中作業，提高施工進度；此外，還要考慮因設備重量較重而更換吊車工況所需的更換場地及更換周期問題。因此，乙烯塔的合理分段尤為重要。

1 設備分段

1.1 設備分段思路

第一，安全可靠、穩妥可行、經濟高效，結合整個施工現場大型起重機械設備投入情況，應盡可能減少分段數量，最大程度地加大每段在地面預制安裝附件的程度，以減少空中作業量；第二，分段位置選擇時要避開塔器管口、管托、平臺支撐件預焊件等位置，以減少后期空中焊接工作量。

1.2 設備分段步驟

首先，統計現場所有塔器設備，核算吊裝所需的吊車型號，初步確定項目需投入的吊車型號；其次，設備分段一般遵循從上往下分段原則，參考項目投入大型吊車性能，初步選擇吊車工況，以滿足塔器頂段能夠吊裝就位；其三，在保證安全吊裝[3]前提下，依據設備裝配圖紙、附件安裝周期、場地預留處理等，調整分段高度，盡量少分段、多附加，最終確定設備每段高度；其四，綜合考慮各種因素，合理選擇吊車工況，優化吊裝工藝流程，制訂安全高效的吊裝方案。

2 乙烯塔分段吊裝案例

2.1 乙烯塔設備的分段

乙烯塔分段采取從上往下分段的方式。

（1） 頂段劃分。首先，結合吊車投入、進場時間，以及設備吊裝凈空、凈高距離、吊車負載等要符合吊裝規范[4]要求，選擇吊車型號。其次，因高空作業安全風險較大，風載干擾、作業人員恐高等不利因素較多，因此乙烯塔頂段到貨后需在地面上進行最大程度的塔器附件安裝，以減少后期高空作業量；同時，考慮到吊耳位置，以及梯平臺、附塔管道的安裝對設備吊裝翻轉[5]過程的影響等，確定塔器附件的安裝量。其三，現場投入的大型吊車為750 t 履帶吊，依據乙烯塔裝配圖、設備筒體縱環縫排版圖（見圖1）、附件安裝質量，參考吊車性能表，初步選擇吊車工況。其四，依據吊車額定載荷量，確定出設備凈重，折算出筒體高度，最終確定頂段高度為17 755 mm。具體的塔頂段劃分方案見圖2。

圖1 設備筒體縱環縫排版示意

圖2 乙烯塔分段示意

（2） 乙烯塔中段劃分。該段劃分主要從設備凈質量、附件安裝上考慮。乙烯塔頂段高度已確定，剩余段數的劃分要盡量少?？紤]到頂段吊裝時已投入大型吊車，因此加大中段設備吊裝質量，同時增加附件安裝質量，以縮短施工周期。中段筒體高度位置的合理劃分，可避免后期搭設超高腳手架，從而降低高空風險，節省費用支出，實現提質增效。根據750 t 吊車的吊裝性能，確定中段吊裝的凈質量，再依據設備筒體縱環縫排版圖（見圖1），最終確定中段筒體劃分高度為28 615 mm。具體的塔中段劃分方案見圖2。

（3） 乙烯塔底段劃分。該段劃分主要考慮項目前期大型吊車的投入，在上、中兩段高度劃分后，再結合項目前期吊車的投入，剩余的部分應盡量整體，確定增加設備的本體質量，減少附件的安裝，使之只要滿足底段設備安全吊裝就位即可。而余下的焊接、保溫、防腐、噴涂防火涂層等安裝工作在后期可通過使用臨時腳手架、高空作業平臺車、吊籃等來完成。綜合考慮上述因素，計算剩余設備本體的質量，再參考前期投入的400 t 履帶吊的性能參數，確定對于400 t 履帶吊選用SDB 工況即可完成乙烯塔底段的吊裝，因而最終確定塔底段設備的高度為27 760 mm（見圖2）。

2.2 工況選擇

設備分段時應綜合考慮吊車工況的變換。大型吊車工況種類多，吊裝性能全面，編制吊裝方案時，吊車工況的選擇應滿足乙烯塔三段吊裝，以及后續現場多數或全部設備的吊裝，以減少變更吊車工況。

參考吊車桁架臂系統中臂桿排列，合理選擇吊車工況，優化吊裝方案，調整設備吊裝次序，減少人力投入，縮短吊裝施工間隔周期。

綜合考慮乙烯塔三段順序吊裝、兼顧后續設備吊裝，確定使用750 t 履帶吊吊裝乙烯塔中段應選用SDB84 m 重型主臂工況，上段吊裝使用SDBW70 m+28 m 塔式工況。750 t 履帶吊車吊裝立面圖見圖3。

圖3 750 t 履帶吊車吊裝立面圖

由桁架臂系統排版圖（見圖4） 可知，SDB84 m 重型主臂工況變換成SDBW70 m+ 28 m塔式工況，只需要將其中的一節G3 臂桿（長度為14 m 的重型臂桿） 去掉后即可組裝成塔式工況。綜上所述，乙烯塔共分為三段進行吊裝，乙烯塔（規格φ6 000 mm×76 250 mm） 分段吊裝現場照片見圖5，參數見表1。

圖4 750 t 履帶吊SDB 和SDBW 工況桁架臂系統排列順序

圖5 乙烯塔分段吊裝現場照片

3 結束語

乙烯塔采取合理的分段吊裝相對于整體吊裝來說，具有以下優點：

（1） 投入的吊車型號小，費用低，場地要求不高，裝置預留量少，吊車使用效率高，更適合現場施工。

表1 乙烯塔分段吊裝參數

（2） 采取分段吊裝方案可使中、上段的附件大部分在地面完成安裝，就位后均可達到“塔起燈亮”的效果。

乙烯塔采取分段吊裝需注意以下問題：

（1） 位置分段時是否能夠避開設備預焊件。

（2） 吊裝區域場地是否能滿足每段的臨時擺放及預制安裝要求。

（3） 每段劃分高度內的附件安裝是否能滿足設備就位狀態下的垂直度要求。

（4） 分段位置是否靠近塔平臺處，即是否方便組對焊接。

乙烯塔分段吊裝高度的合理劃分，解決了現場塔器安裝問題。本文內容可為今后超重、超高的塔器設備采取分段吊裝工藝提供一定的借鑒。