潞安煤气化装置渣收集罐吊装工艺

李海杰，张晓峰，余保志，赖伟忠，刘春景惠生工程（中国）有限公司，上海201203



潞安煤气化装置渣收集罐吊装工艺

李海杰，张晓峰，余保志，赖伟忠，刘春景
惠生工程（中国）有限公司，上海201203

摘要：由惠生工程（中国）有限公司EPC总承包的潞安煤制油项目的煤气化装置，其中渣收集罐吊装时采用与以往不同的吊装工艺，不预留结构侧面横梁，混凝土结构全部施工完成，采用吊车和滑车组配合的吊装工艺，完成设备吊装工作。技术新颖、工艺简单，安全可靠，操作方便。在介绍了渣收集罐在框架中的位置、相关楼层结构图及设备参数的基础上，对比分析了设备从框架正上方自上而下垂直穿入、从框架侧面垂直进入、从框架侧面斜穿进入的吊装方案，并确定采用上述最后一种方案。说明了实施该方案的工艺流程、操作要点及安全要求，并对其实施效益进行了分析。

关键词：煤气化；渣收集罐；滑车组；预埋件；吊装

山西潞安清洁能源煤制油项目中，气化装置采用壳牌粉煤制气技术，由4套产量约为75万m3/h （H2+ CO）的气化装置组成。装置主体结构采用型钢混凝土架构和钢结构形式，其中42 m以下为型钢混凝土形式，42～120 m为钢结构形式。

1　渣收集罐在框架中的位置、相关楼层结构图及设备参数

渣收集罐（V- 1402）位于气化框架内，在气化炉的反应室正下方，下面与渣放料罐相连，位置如图1所示。相关楼层平面结构如图2所示。

设备尺寸为φ4 650 mm×14 220 mm（支座外缘直径φ6 000 mm），设备质量为115 t，就位后设备顶标高35.40 m，就位后设备底标高为21.18 m，设备支座标高为30.20 m，通过8个弹簧吊架与高度34 m层上的钢结构基础相连。

图1　渣收集罐在气化框架中的位置示意

2　设备吊装方案选用

位于框架内的立式设备常用吊装形式主要有：从框架正上方垂直吊装或从侧面垂直吊装［1- 2］。

图2　与设备位置相关楼层结构

2.1设备从框架正上方垂直自上而下穿入

在潞安煤气化装置中，气化框架高度42 m以下为型钢混凝土形式，正常情况下框架应该连续施工完成。然而，根据图2显示，高度34 m、高度42 m层上的混凝土框架预留孔洞尺寸不能满足设备自上而下穿入的要求。所以，如果采用此工艺，设备应在高度34 m层的楼板浇筑前完成设备吊装。

根据设备到货计划，设备无法在要求时间内到货，因此，此方案不可行。

2.2设备从框架侧面垂直进入

按照以往同类装置中该设备吊装工艺，预留高度24 m层外侧横梁2根及空洞侧面纵梁3根，从高度16.5～34 m层之间进入。由于预留5根支撑梁，所以，要预留部分混凝土楼板不能浇筑。高度24 m层处预留混凝土量及横梁如图3所示。

图3　高度24 m层处预留混凝土量及横梁

采用此方案需要预留横梁，因而对本层及上层（高度42 m层）混凝土楼板施工的影响较大。

2.3设备从框架侧面斜穿进入

通过AutoCAD放样模拟，设备可从高度24～34m层楼板之间的空隙和高度24 m层的预留孔洞之间的空间，斜穿进入，最后垂直提升完成设备吊装。

采用设备从框架侧面斜穿进入的吊装工艺，框架可正常施工，不受设备到货时间影响，为最优方案。

3　最优吊装工艺流程及操作要点

采用设备从框架侧面斜穿进入这一最优方案时有两种情况，即设备正上方气化炉的反应室段已吊装和未吊装。本文以反应室未吊装工况为例介绍工艺流程及操作要点：

（1）根据需要，在上部混凝土楼板（上表面标高42 m，下表面标高39 m）下表面预先设置5个吊装用预埋件，每个预埋件可承受载荷为500 kN。

（2）根据需要在设备上预先焊接2个60 t级的顶板式吊耳和2个60 t级的管式吊耳，如图4所示。

图4　吊耳设置

（3）在每个设置好的预埋件上拴挂2根（和管式吊耳在同一方位）φ60 mm定长钢丝绳扣和1套50 t（4×4）滑车组，如图5所示。

图5　吊装埋件位置及索具拴挂

（4）在设备顶部两侧预先焊好的侧板吊耳上挂好吊装索具，并挂在280 t履带吊吊钩上，利用一台400 t履带吊将设备水平吊起（见图6），280 t履带吊的吊钩随设备一起起升，但不让其受力。

图6　水平吊装过程中

（5）设备到达平台位置后，停止起升，将设备调整为尾部锥段朝向框架状态（见图7），并将50 t （4×4）滑轮组拴挂在设备尾部锥段位置。

图7　设备尾部进入框架待拴挂滑轮组

（6）起升280 t履带吊吊钩和滑车组，然后摘掉400 t吊车拴挂的索具，使设备锥体进入下层平台上的孔洞（见图8）。

（7）起升280 t履带吊并使50 t滑车组回车，使设备沿下层洞口缓缓下降。

（8）400 t履带吊索具自42 m层的气化炉基础中间预留孔洞放入，并拴挂在设备的管式吊耳上，如图9所示。

图8　设备锥段进入平台孔洞

图9　400 t吊车吊索具自上部预留孔洞下来

（9）缓缓起升400 t履带吊吊钩，至其受力后，摘掉280 t履带吊吊钩。

（10）继续起升400 t履带吊，同时50 t滑车组回落，使设备逐渐处于垂直状态。

（11）拆除尾部50 t滑车组，继续起升400 t履带吊，直至将2根φ60 mm定长钢丝绳扣挂在设备上的管式吊耳上。

（12）400 t吊车回钩，使设备缓缓下落，直至2根φ60 mm钢丝绳扣受力。

（13）起升400 t吊车吊钩至设备就位位置，安装全部恒力弹簧吊。

（14）调整恒力弹簧吊，摘除所有吊装索具，设备就位（见图10），吊装完成。

图10　设备就位

4　安全要求

（1）吊装前，结构孔洞周围不影响设备吊装的位置需设置临时围栏，保证周围作业人员安全。

（2）在混凝土框架与钢丝绳接触位置预埋管皮或其他预埋件，从而保护钢丝绳起升、回落过程中免受损坏。

（3）其他常规吊装及安装安全措施。

5　应用实例及效益

山西潞安煤气化装置中的渣收集罐吊装全部采用设备从框架侧面斜穿进入工艺，均在一天内完成了设备的就位工作。

如果采用预留侧面横梁的吊装工艺，设备吊装就位在一天时间内也可完成，但单个系列（单套气化）预留的土建工作最少需要600人·工日才可完成，按人工成本300元/（人·工日）计算，仅此一项，4套装置共节约人工成本72万元；而且，预留的土建工作在设备吊装结束后需要推迟1个月才可完成，因此，采用最优吊装工艺间接经济效益也相当可观。

另外，从安全角度考虑，如果采用预留侧面横梁的吊装工艺，设备需要在空中悬停1个多月，安全隐患较大。

6　结束语

采用渣收集罐从框架侧面斜穿进入的吊装工艺，将吊车和滑车组配合使用，思路新颖，操作简单，安全可靠，经济可行，可为以后类似设备吊装提供借鉴。

参考文献

［1］周旭东，梁卓，彭振亚.大型催化裂化装置再生器旋风分离器更换施工技术［J］.石油工程建设，2014，40（1）：34- 37.

［2］李俊峰，张小红，刘国超，等.大型空分装置冷箱模块化拆除施工技术［J］.石油工程建设，2016，42（2）：46- 50.

Hoisting Process of Cinder Collection Tank of Lu’an Coal Gasification Equipment

LIHaijie，ZHANG Xiaofeng，YU Baozhi，LAIWeizhong，LIU Chunjing
Wison Engneering Limited Shanghai，Shanghai201203，China

Abstract：In the Lu’an Coal- to- Liquid EPC Project undertaken by Wison Engineering Limited Shanghai，the hoisting of the cinder collection tank of the coal gasification equipment is different from the previous hoisting process. Based on the description of the cinder collection tank position in the frame，relevant floor structure and equipment parameters，three hoisting schemes of the tank are compared，i.e. hoisting it up- to- down vertically into the frame，from frame side vertically entering the frame and from frame side obliquely entering the frame. Finally，the last scheme is adopted. There is no side beam reserved，the concrete structure is integrally constructed，two cranes are used together with a pulley block. The hoisting technique has the features of innovation，simple process，safety，high reliability and easy operation.

Keywords：coalgasification；cinder collection tank；pulley block；pre- embedded piece；hoisting

doi：10.3969/j.issn.1001- 2206.2016.02.012

作者简介：

李海杰（1973-），男，河南洛阳人，工程师，1997年毕业于华北水利水电学院机械系，从事石油化工行业吊装管理工作。

Email：lihaijie@wison.com

收稿日期：2015- 12- 21；修回日期：2016- 04- 30