125m高架火炬头更换施工技术

解英南，王 晋，迟国政

（中国石油辽阳石化分公司，辽宁辽阳 111003）

0 引言

某公司火炬为2006 年所建，设计排放量624 t/h，设计总高度125 m，主要由塔架、筒体、分子封和火炬头组成。火炬头与分子封为法兰连接，塔架设计高度120 m，原火炬头直径2700 mm，高5050 mm，重5.5 t。因为火炬头损坏严重，2019 年对原火炬头进行改造，新火炬头直径3040 mm，高4640 mm，重6.9 t，本次改造主要为火炬头更换。

1 施工准备

施工工艺流程：施工准备→500 t 汽车吊进场组装→旧火炬头拆卸吊装→新火炬头吊装→500 t 汽车吊离场→调试验收。

（1）新火炬头及配件验收。新火炬头及配件到货后，采购单位组织供应商、工程管理部门、建设单位、监理单位和施工单位六方联合验收，按照工程物资验收标准，对照采购合同、技术协议、随机文件和发货清单，逐条、逐件检查验收，并留存影像资料，验收合格后交付施工单位。

（2）施工技术方案。根据该公司以往施工经验，并结合大型设备吊装施工技术[1]，计划采用履带吊进行施工。不过因为原定履带吊工期紧张，不能如期到达现场，于是提出使用500 t 汽车吊进行施工。使用汽车吊进行同类施工作业在该地区尚属首例，经建设单位组织施工单位和吊车租赁单位现场勘查，一致认为该方案可行，而且与履带吊相比，汽车吊在满足吊装高度及吊装载荷的情况下可以最大限度减少占用施工场地，组装周期更短，施工费用更低。经相关部门审议，主吊选用利勃海尔LTM1500 型汽车吊（500 t），塔式工况带超起装置，全配重，副吊选用徐工75 t 汽车吊。

（3）人员、车辆报检。因火炬施工属超高空作业，所有登高作业人员必须体检合格，并取得体检报告。特种作业人员，如吊车驾驶员、起重工、焊工及脚手架工等，需取得特种作业从业资格证且在有效期内。特种作业车辆，如吊车等，需经相关部门检验合格，并取得使用证且在有效期内。以上证件、报告等，需复印报监理单位审核，审核无问题后方可进场施工。

（4）场地排障。根据既定施工方案，对吊车所需场地进行排障。因为该场地为岩基地，质地坚硬，无需砂石填充。对场地内的路灯、水泥基础等进行拆除清理，并平整场地，在吊车站位处铺设40 mm 厚钢板。因吊车组装塔式工况，所需场地至少长100 m 且上方净空、不得有电缆穿越，拆除火炬区域部分栅栏。

（5）新火炬头进场。为缩短大型设备吊装工期，提前将新火炬头运输至指定地点并立式放置，四周搭设脚手架防护，以防倾倒。安装火炬头配件，如长明灯、铠装热电偶等，减少超高空作业时间。

2 火炬头更换施工

2.1 汽车吊进场组装

500 t 汽车吊进场后，站位既定位置，支车，悬挂全配重（165 t）。75 t 汽车吊配合安装超起装置，接摆动臂63 m，仰角83°，主臂长68.2 m。组装完成后，调试吊车工况性能。

2.2 吊车能力校核、吊装索具选择与核算

吊装工况见表1。

表1 吊装工况

（1）吊车能力校核。500 t 吊车主臂长68.2 m，摆动臂长63 m，带超起装置，配重165 t，仰角83°，吊装时最大幅度为40 m，作业半径38 m。查吊车塔式工况及带超起装置性能表，此时额定载荷P额=9.7 t。

（2）吊车的吊装载荷。P吊=（P火炬头+P钩头+P绳+平衡梁）×1.2=（6.9+0.2+0.1）×1.2=8.64 t，小于P额，所以吊车满足施工要求。

（3）吊装索具选择与核算。吊装平衡梁选用一根Φ168×10 mm的20#无缝钢管制作。偏心距e＝8.4 cm，吊索受力P1＝7.2×1.2÷2=4.32 t，钢管断面系数W＝185.13 cm3，钢管截面积F＝49.61 cm2，钢管许用应力σ许＝137 MPa。则吊梁受水平力PX＝P1/cos30°×cos60°＝4.32÷0.866×0.5＝2.49 t，M=PXe=16 005 kg·cm，σ=M/W+PX/F=16 005÷185.13+2490÷49.61=136.6 MPa，σ 小于σ许，所以平衡梁满足要求。

钢丝绳受力P=P1/2=2.16 t，安全系数k=8，则Pk=2.16×8=17.28 t。查表选择Φ22 mm 的6×37+1 钢丝绳。从表查得，钢丝绳的破断拉力224.0 kN>172.8 kN，即直径不小于22 mm 的钢丝绳满足使用要求。

2.3 施工注意事项

（1）拴挂好绳索具，对吊车索具等进行全面检查，检查合格后才能进行试吊。

（2）试吊高度一般约200 mm，根据情况一般控制在10 min左右。试吊时，在试吊高度范围内作升降动作，并施加一定的晃动力，以检验吊装机具等的承载能力。试吊时还应按正式起吊的劳动力组织落实操作和检查，重点检查和监视索具、吊耳、各绑点的受力变化情况以及设备本身有无变形，如有异常应立即停止试吊，并及时研究处理方法。试吊合格后方可进行正式起吊。

（3）吊装施工前，施工单位技术负责人应向有关施工人员进行详细的技术交底和安全交底。起重指挥必须按规定的指挥信号进行指挥，其他作业人员应清楚吊装方案和指挥信号。

（4）吊装期间在吊装区域设置警戒区域，禁止非参于吊装的人员进入吊装区域。

2.4 旧火炬头拆卸吊装

旧火炬头因为长时间燃烧受热，原吊耳存在诸多不确定因素，为了防止在吊装过程中出现风险，此次吊装不使用原吊耳，而采用全捆绑式吊装（图1）。

2.5 新火炬头吊装

新火炬头吊装使用吊耳进行吊装（图2）。新火炬头吊装就位后，使用定力矩紧固技术紧固法兰螺栓，确认火炬头固定无问题后吊车方可收车离场。

3 调试与验收

火炬头安装完成后，在技术服务人员指导下对其他附属设备进行安装，如高压电点火装置、低压配电柜、仪电电缆铺设及相关管道焊接等。安装完工后，投电、投汽进行调试，调试无问题、验收合格后交付工艺使用。

图1 旧火炬头吊装捆绑位置

4 结束语

高架火炬头的更换施工是一项时间紧、任务重、风险大的工作，施工时每一个工序都有严格的要求，若施工有误或不合理，将会影响火炬头的更换吊装的安全性和稳定性，给业和个人造成严重后果[2]。为了保证火炬头更换施工的安全性，在更换实施过程中制定了合理的施工方案，实施后取得了较好的社会效益和经济效益，为高架火炬系统设备安装提供了经验和借鉴。

图2 新火炬头吊装现场