煤化工气化装置钢结构施工关键技术研究

程书宏

(中国化学工程第十一建设有限公司，河南 开封 475000)

我国的主要能源是煤炭，但其对环境污染严重，随着经济的不断发展，人们的环保意识得到提升，如今对清洁能源的需求量越来越大。而石油在我国是相对较为短缺的，为缓解石油应用紧张，必须发展清洁型煤炭资源。煤气化是以煤为原料，在高温下通过氧气、氢气等气化剂发生相应的化学反应，将煤中的可燃部分转化成气体燃料的一个热化学过程。以此为基础的钢结构自身重量小，具有较高的承载力，施工起来较为方便迅捷，因此被广泛运用于工业装置中。

1 煤化工气化装置钢结构的特点

煤化工气化装置钢的结构量比较大，一般来讲，至少要2500t，因此，组装起来相当困难，尤其是吊装，难度更大。通常是借助箱型柱安装在至少30m的混凝土结构上，钢结构顶高要在50m以上。

2 施工原则和施工流程

由于工程自身特点和现场实际情况不同，为保证工程不至于出现大的偏颇，在施工过程中应遵循一定的原则。首先，是施工顺序的问题，要按先内后外、先大后小的原则进行，运用到操作中就是先安装大片钢结构，再对小片钢结构进行安装。其次，为了节约空间、减少成本，提升工程的建设速度，钢结构的管架或构架尽量遵循集中预制、现场成片吊装的标准进行。

关于煤化工气化装置钢结构的施工流程，首先是对形成的半成品进行验收，然后放样下料，在构件阻焊工作完成后，需对其加以检查，若都合格，开始基础验收工作。接着是成片地组对、焊接、吊装找正，最后形成钢平台，并对其附件进行安装。

3 对原材料的检验工作

对钢材进行检验时，首先要对其质量证明书进行真伪鉴别，其材质应达到专业的要求，符合设计标准，如果对其质量不能明确把握，可按国家规定的标准取样化验。材料表面禁止出现结疤、裂纹、分层以及折叠等状况。有时可能会出现少许的锈蚀，或轻微的划痕，但必须将其深度控制在钢板厚度负偏差值的一半范围之内。

同钢材料一样，焊接材料也应具备相关的质量证明书，其长度、外形等条件一样要和国家规定的规范标准相符合。如果焊条的焊芯生锈或药皮出现破损，或是因长期受潮而发生质变，则应将其丢弃，不得使用。在钢材运输的过程中，应对其采取困扎的形式，若是零碎部件，尽量装箱运输，当符合要求验收之后，在平整的场地依次有序堆放，并放置相应的垫木或条形墩。

4 构件预制

在施工过程中，有些成型的钢构件可能在尺寸大小上出现些微的偏差，应对其加以矫正，通常采用的矫正方法有两种，一是冷矫正，二是热矫正。对矫正后的钢构件有所要求，首先应负荷应用标准，而且要保证钢材表面没有明显的划伤、损伤或凹凸。为使其能够得到实际运用，必须将其划痕深度保持在0.5mm之内，其许可的预制偏差见图1。

图1 钢结构预制的允许偏差

在板材和型材的下料工作完成后，需及时对其进行清理，将表面粘附的氧化物进行打磨，祛除锈渍和一些标记，按照相关要求进行分类摆放。然后检验，对合格的构件应及时编号用铅油做标记。

一般情况下，当钢梁的长度不够时，可以接长。接长有很多种方法，如45°坡口斜对接。当采用覆盖盖板进行拼接时，杆件的长度需保持在2.5m的范围内，而且要避开节点。如果δ在14mm之内，可利用剪板机对肋板进行剪切;如果δ在16mm以上，可利用自动切割机进行切割。

5 成片组对

工业装置在设计时往往采取较为紧凑的布置方式，而且专业工种的交叉作业较多，以至于施工现场常受到各种各样的限制。在经济条件和技术条件允许的情况下，可在场外进行钢构件的预制工作，预制工作结束后，再送回现场开始下一流程，即成片组对，此环节可直接在钢结构的基础上进行。

为便于安装找正，在H型钢柱离下端1.0m处划基准线作为安装找平线，安装立柱，然后安装横梁、斜撑三角架等，组对、检查合格后进行焊接。在第一片上铺设道木，按上述相同的方法摆放第二片钢结构。组焊完经验收合格后进行吊装。

6 钢结构的安装

6.1 基本验收。在安装之前，需对基本的定位轴线、基础轴线以及地脚螺栓位置等因素进行检查，并适时办理交接验收。要注意其完整性，轴线标志、标高基准点应明确的标明，对超过基础顶面的螺栓采取有效的防护方法，避免出现螺纹的损伤、锈蚀等。

6.2 垫铁的摆放和找平。在基本验收工作完成后，应将每个立柱柱脚板的垫铁适当放置。一般而言，构架基础需要8组垫铁，管架和设备平台需要4组，且每组最多放置4块垫铁，最佳位置是柱脚板的立筋之下，并保证柱角的平整，其水平偏差和标高偏差都需控制在2mm以内，最后将螺栓拧紧，以防止出现松动现象。

6.3 钢结构的安装。在安装过程中应注意几点，刷油工作在地面进行，所有构架都安装完毕后，按照相关设计的要求对梁柱的表面设置防火层。劳动保护转弯处应用成品弯头代替。其偏差也应遵循有关规定。

7 现场焊接、检验

在焊接时，应注意对焊条的选择，焊工需具备相当专业的知识，至少应持证上岗。焊接过程中，如果焊缝出现裂纹，需找准原因并予以解决。当结束后，还要按照相关标准进行检查。

8 结束语

和普通的建筑钢结构相比，煤化工气化装置钢结构需要具备很强的专业性，其工程量较大，相应的施工要求也高，承包方须有足够的能力，使其质量得到有效保证，监理单位则需具备足够的经验，严格按照规定，对每个环节都加以认真检验，以保证钢结构的施工质量。

［1］王辅臣，于广锁，龚欣，刘海峰，王亦飞，梁钦峰.大型煤气化技术的研究与发展［J］.化工进展，2009，27(2)：165-167

［2］徐振刚，陈亚飞.我国煤化工的技术与发展对策［J］.煤炭科学技术，2007，23(8)：213-215