浅谈φ3000×38000蒸馏塔的安装

郑贺伍，罗海贵，李 新，郑忠山，刘东联

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)



浅谈φ3000×38000蒸馏塔的安装

郑贺伍，罗海贵，李 新，郑忠山，刘东联

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

详细介绍了φ3000×38000筛板蒸馏塔安装的施工过程，通过对蒸馏塔安装过程中施工工序及技术创新的论述，为今后类似设备的安装提供经验。

筛板蒸馏塔；安装；找正；吊装；载荷；底座

我公司φ3000×38000混流式筛板蒸馏塔(简称蒸馏塔)是纯碱生产的关键设备，对生产能耗的高低具有决定性的影响，它的工作状况与生产效率是整个生产系统良性循环的关键。现因7#蒸馏塔长周期的运行，塔体腐蚀严重，部分塔圈出现渗漏，工作状况恶化，蒸氨效率下降明显，给纯碱生产造成极大的安全隐患。公司决定对其进行设备单体大修，将旧塔更换为新塔。

1 设备结构及特点

新塔体材质为铸铁，直径φ3000，塔高38 655 mm，共有37节塔圈、27件塔板及一个塔盖，全塔设备净重183.6 t，分为上部的预热段和下部的蒸馏段。其中蒸馏段共23节塔圈，且自4#塔圈至20#塔圈内安装有17件材质为Q235A的塔板,塔板上均布有180个φ120的筛孔；预热段共14节塔圈，且自25#塔圈至34#塔圈内安装有10件材质为TA2的塔板，塔板上均布有252个φ120的筛孔。另外，还包括蒸馏段蒸汽分配器和废液出口挡板，以及预热段混合分配器和丝网除沫器等内件。因此，该设备具有结构复杂、材质多样及外形尺寸大、单节塔圈重量大的特点。

2 施工工序及技术要求探讨

2.1 塔圈组对

新塔体的安装，根据现场作业环境及吊车作业能力，对塔圈(含内件)进行了1～3节为一组的分段组装，组对顺序同时也作为塔体安装时塔圈吊装顺序。塔圈组装质量按以下技术要求执行：

1)内件安装位置正确，螺栓对称均匀紧固。

2)塔圈内的塔板平面度允差为2 mm/m，且整块塔板平面度允差为3 mm。

3)按制造厂留下的永久性预装标记进行组对，组对时塔圈法兰之间加好密封垫。

4)及时安装塔圈人门盖、封闭备用孔。

5)塔圈组对完成后，对照装配图按顺序依次对其进行预组装。预组装时塔圈法兰间不加密封垫、不紧固螺栓。相邻塔圈间上下止口相对位置正确，上止口必须完全落在下止口内，不得有上下止口啃咬的现象；相邻塔圈密封面的间隙不得超过1 mm，且连续长度不超过周长的1/3。

2.2 新塔安装

2.2.1 栽接地脚螺栓

由于原设备基础上的地脚螺栓腐蚀严重，决定去掉腐蚀部分，保留高出基础表面50 mm且大于原螺栓直径90%部分，焊接一段新螺栓，我们称之为螺栓栽接。螺栓规格为M48×250，数量36条，中心距直径φ3440。

1)定位螺栓的栽接

选择设备基础上的0°、90°、180°、270°四个位置各栽接1条螺栓,作为定位螺栓。为保证焊接质量，将螺栓裁接端加工出如图1所示的单边V型坡口。螺栓焊接后，经测量，两对称螺栓中心距3 440 mm，两相邻螺栓中心距2 432 mm，满足使用要求。

图1 栽接螺栓坡口形式

2)利用底座栽接地脚螺栓

一般情况下，地脚螺栓栽接应使用钻有定位孔的环状钢模板进行，以防螺栓歪斜。其基本过程是先在设备基础上安装好4～6件模板支架，并利用已栽接的4条定位螺栓，将模板放置到支架上，且将螺栓露出模板50 mm左右。最后，将其余的螺栓利用模板定位孔与基础上的螺栓保留部分进行栽接，待全部螺栓焊接完成并安装好底座后，再行拆除。该工艺具有定位准确的优点，但材料耗用多、作业时间长。由于公司为减少停车检修造成的经济损失，大幅压缩了7#蒸馏塔检修时间，此工艺已不适合继续采用。故在此情况下，对其施工工艺进行了创新，直接利用设备底座代替模板进行地脚螺栓的安装。即定位螺栓焊接完成后，分别在其根部放置一组200 mm×200 mm枕木，使定位螺栓高出枕木30～50 mm，找平垫实枕木。然后，将底座吊运至安装位置，以底座为定位模板，将其余的地脚螺栓放到底座螺栓孔内， 与原地脚对齐并进行焊接。完成后，在其两侧放置了新的垫铁组，使用千斤顶顶起底座撤掉枕木，将底座落实在新垫铁组上。

2.2.2 底座安装

1)底座安装前，打磨平整垫铁组安装处的水泥基础表面，并在每条地脚螺栓间放置一组垫铁，按水平度不低于2/1 000 mm找平。垫铁组布置如图2所示。

图2 垫铁组布置图

2)调整垫铁使底座标高在安装要求的±5 mm之间。

3)利用水准仪测量底座上端大法兰面四点水平度，调整垫铁组使其水平度偏差符合设备安装技术要求。

4)合格后把紧所有地脚螺栓，再次对上述各项指标进行检查，确认无误后对所有垫铁点焊固定，完成了底座的安装。

2.2.3 塔圈安装

1)塔圈的安装自底座开始，利用吊车配合，向上逐节进行。每节塔圈与下层相邻塔圈把紧后，其上法兰面的水平度偏差控制在≤0.3/1 000 mm；塔体的倾斜度允差为0.5 mm/m，且不得有三圈连续向一边偏移。

2)各节塔圈安装过程中，对塔圈间的对中及错口、偏移和上下止口位置进行检查，确认合格。

3)塔体安装完毕后垂直度偏差为18 mm，符合设备安装要求。

4)暖塔过程中对螺栓再次进行紧固，未发现泄漏，满足化工生产的要求，塔体安装完成。

2.3 设备的吊装

2.3.1 钢丝绳选用

因新塔圈中最大重量14.4 t，故选取该次吊运进行钢丝绳吊装载荷计算，其余从略。塔圈的吊运使用2根钢丝绳捆绑吊装，吊装载荷受力分析如图3所示，则有：F=2Tcos15°，其中F=kQ=16 940 kg。

式中：Q——设备及索具重量，其中设备重14 400 kg，吊钩及索具重1 000 kg；k——动载系数，k=1.1。

则T=F/2cos15°=16 940/2cos15°=8 768.8 kgf=85.9 kN。

钢丝绳取安全系数K=6，则钢丝绳破断拉力F0=KT=6×85.9=515.4 kN。

图3 载荷计算图

查GB/T20118-2006《一般用途钢丝绳》中表20，拟选钢丝绳规格为：φ32—6×37+FC—1770 MPa，其最小破断拉力为534 kN，且534kN>515.4 kN，可以使用。

2.3.2 塔体吊运

因7#蒸馏塔四周的设备及管道众多，施工环境复杂，需拆装的塔圈重量大，造成塔圈吊运困难。故

根据施工现场情况及吊车性能，选用了格鲁夫GMK7450型全地面起重机，吊车全臂长60 m，最大吊重450 t。塔体吊装时，吊车使用120 t配重，作业半径32 m，采用塔式工况，主臂出杆35.3 m，加装过渡臂2.9 m，作业角度81°，副臂37 m，起升高度43.25 m，额定起重量29.5 t，吊装载荷冗余大，起重作业安全系数高，可满足作业要求。

3 结 语

通过科学合理的施工，新塔的安装仅用了1.5天，比计划提前了近8个小时。有力地缓解了生产压力，减少了设备停车带来的经济损失。特别是利用设备底座代替模板进行螺栓栽接的技术创新，不但为确保工期提供了可靠保障，更为今后类似设备检修积累了经验。

[1] 潘鸿恩，孙锡吾.纯碱生产设备检修与防腐[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1991

[2] 咸志才，黄璟.起重工[M].北京：化学工业出版社，2008

TQ114.15

B

1005-8370(2016)06-28-03

2016-06-07

郑贺伍，助理工程师，唐山三友化工股份有限公司纯碱分公司制修车间技术组组长。