丙烷脱氢装置大件塔器采用门式液压提升吊装系统吊装

丙烷脱氢装置大件塔器采用门式液压提升吊装系统吊装

林进雄

东华能源（茂名）有限公司，广东茂名，525000

摘要：本文阐述对东华能源（茂名）有限公司丙烷脱氢装置利用门式液压提升吊装系统吊装塔器的经验总结，施工前编制专项安装方案并进行专家论证以及技术交底，在吊装过程中，对门式液压提升吊装系统进行严密跟踪、检查，严格按吊装技术要求工序进行操作，最终安全、顺利完成本装置吊装任务。

关键词：丙烷脱氢装置、门式液压提升吊装系统、塔器

引言：脱乙烷汽提塔、丙烯丙烷分离塔是丙烷脱氢装置最重、最关键两台大型设备，为保证上述两台设备安全、顺利吊装就位，拟采用4000吨级门式液压提升吊装系统主吊，分别使用ZCC5800型500吨级履带式起重机/XGC16000型1250吨级履带式起重机溜尾。

一、吊装总体规划

1.1大型吊装机械选型规划

1.1.1主吊机械选型

根据设备图纸相关参数，两台大塔主吊机械均选用4000吨级门式液压提升吊装系统主吊。液压提升系统由标准节、底节、顶节、油顶、泵站、计算机控制系统、提升大梁、导线架、塔身扶梯等组成，标准节长度为6米；塔架基础节采用卡板定位，在提升大梁上面布置6台405t钢缆千斤顶。

①脱乙烷汽提塔吊装时，两个塔架之间的中心距为17.85m，塔架实际安装高度如下：路基板0.62米，底节4.5米，标准节6米×12节=72米，顶节5.68米，提升大梁3.23米，塔架总高度86.03米,有效提升高度82.8米。

②丙烯丙烷分离塔吊装时，塔架中心距20.85米，每侧增加5节标准节，塔架总高度116.03米，有效提升高度112.8米。

1.1.2溜尾机械选型

根据设备溜尾重量，脱乙烷汽提塔吊装时，溜尾起重机选用ZCC5800型500吨级履带式起重机，采用超起主臂工况，主臂长度36米；丙烯丙烷分离塔吊装时，溜尾起重机选用XGC16000型1250吨级履带式起重机，采用超起主臂工况，主臂长度54米。

1.2大型设备吊装预留规划

1.2.1大型设备吊装预留原则

（1）在不影响吊装的情况下，尽量减少预留，对于不得不预留的基础、地下设施及结构等提出预留需求；

（2）合理组织吊装施工，尽量减少预留时间。

1.3大型设备进场规划

1.3.1大型设备进场要求

（1）因此次两台设备均采用门式液压提升吊装系统吊装，设备挂钩、直立均必须满足塔架角度、方位要求，可调节余量较小。所以设备到场需严格按照我方要求摆放位置进行摆放。

（2）大型设备进场主吊耳水平，溜尾吊耳竖直向上。

1.3.2运输路线及摆放位置图。

1.4大型吊装吊装施工规划

1.4.1大型设备吊装顺序

根据现场实际情况，设备的吊装顺序如下：

塔架零部件拼装—脱乙烷汽提塔运输到位（108-C204）—丙烯丙烷分离塔运输到位（108-C206）—塔架组装完成（设备保温、保冷）—脱乙烷汽提塔吊装（108-C204）—塔架卸载—塔架拆除—塔架倒运—塔架组装—丙烯丙烷分离塔吊装（108-C206）—塔架卸载—塔架拆除—塔架运输退场。

二、吊耳设计

2.1吊耳设计原则

（1）吊耳设计参考HG/T21574-2018《化工设备吊耳及技术要求》、SH/T3515-2017《石油化工大型设备吊装工程施工技术规程》和《大型设备吊装工程实用手册》进行专门设计，满足自身强度和设备局部强度的要求。

（2）本工程大型立式设备吊耳主要型式：

①主吊耳：管轴式吊耳；②溜尾吊耳：板式吊耳

2.2吊耳方位选择

吊耳方位的确定，必须考虑一下几个方面的因素。

（1）考虑设备管口方位的影响，尤其以下几点容易被忽视：

设备直立过程中，主吊钢丝绳划过区域管口长度不能影响钢丝绳的旋转。

设备平躺时，主吊耳下方管口不能离主吊耳太近，以免影响钢丝绳的栓挂吊耳。

设备直立后，主吊耳正下方管口必须与吊耳有一定距离方便摘钩。

（2）根据吊装方案中溜尾吊车负荷率，考虑主吊耳离封头切线的距离。如溜尾吊车负荷率过大，则通过增大主吊耳与封头切线的距离减小溜尾吊车负荷率。

（3）根据吊装方案，考虑设备就位时主吊耳方位与吊车臂杆的相对位置，避免主吊耳在臂杆正下方，造成平衡梁 “卡杆”，此次吊装使用门式起重机，不存在上述现象。

（4）考虑运输条件，在主吊耳有多个方位满足吊装的前提下，选择与设备上大型管口方位不一致的方位，尽最大可能保证运输过程中主吊耳的水平，溜尾吊耳在正上方。

（5）若设置两个溜尾吊耳，两个溜尾吊耳之间的距离需能满足一个吊耳连接好卸扣后，有足够的空间使另一吊耳连接另一卸扣。

（6）在满足吊装条件的基础上，尽可能使主吊耳方位避开设备附塔管线密集的方位，为附塔管线安装创造最大便利条件。

2.3  脱乙烷汽提塔吊耳设计

为配合塔架吊环规格，脱乙烷汽提塔主吊耳为1500吨级，溜尾吊耳别为300吨级AP型吊耳。

2.4  丙烯丙烷分离塔吊耳设计

为配合塔架吊环规格，脱乙烷汽提塔主吊耳为1500吨级，溜尾吊耳别为400吨级AP型吊耳。

三、大型设备吊装方案

3.1丙烯丙烷分离塔吊装方案(2台塔器，以此设备为例作阐述)

3.1.1丙烯丙烷分离塔主要技术参数

丙烯丙烷分离塔外形尺寸为Ø9600×100255mm，设备净重为944.22t，附件重量为286t，吊索具重量115t，吊装总重量为（944.22+286+115）=1345.2t，安装200mm，主吊耳使用1500吨级管式吊耳×2，溜尾吊耳使用400吨板式式吊耳×2。

3.1.2吊装机械的选择

（1）主吊机械选择

本工程选用的主吊机械为4000吨级/116.03米的门式液压提升吊装系统。根据现场实际情况和被吊设备高度确定塔架的安装高度为116.03m。两塔架分别在脱乙烷汽提塔基础的45°与215°，两塔架中心与脱乙烷汽提塔基础中心在同一条直线上，两塔架中心间距为20.85m，吊具吊环中心距10.95m。

4000吨级门式液压提升装置主要系统：

①缆风绳、地锚系统

4000吨级门式液压提升装置设置6个锚点，每个锚点通过缆风绳与塔架顶节相连接，形成缆风系统，通过液压千斤顶分别控制6条缆风绳来调节缆风系统受力。

（2）溜尾机械选择

选用一台XGC16000型1250吨级履带式起重机为溜尾起重机，主臂54米。

3.1.3吊装参数

（1）丙烯丙烷分离塔吊装时主起重机及溜尾起重机吊装参数

起升时吊装参数为：①液压提升系统主杆长度为116.03m，额定载荷4000t，实际载荷794t，负载率19.85%；②XGC16000(超起主臂)主杆长度为54m，工作半径14m，超起配重为180t，超起回转半径24m，额定载荷683t，实际载荷579.5t，负载率84.8%；

吊装就位时吊装参数为：①液压提升系统主杆长度为116.03m，额定载荷4000t，实际载荷1345.2t，负载率33.6%；

3.1.4抬吊递送过程中主吊及溜尾受力

根据设备重心、主吊耳和溜尾吊耳的位置，得出抬吊递送过程中主吊及溜尾受力数据，详见下表：

3.1.5主吊装索具的选择

丙烯丙烷分离塔吊装主吊索具使用3000吨级吊梁通过销轴与拉板连接，拉板通过销轴与1500吨级吊环连接，吊环直接与设备主吊耳相连。主吊索具选用如下：①上吊梁：1500T*2；②下吊梁：1500T*2；③拉板：750T；④吊环：1500T*2；

3.1.6溜尾索具选择

根据溜尾重量，溜尾吊耳结构形式，溜尾钢丝绳采用GJT168×14m无接头绳圈（两根），400吨级扁平卸扣（两只）。

3.1.7吊装过程

塔架组装并调试完成具备吊装条件后，系挂塔架主吊索具并预紧，保证主吊索具铅垂；溜尾吊车走车转场至吊装站位处，系挂溜尾索具。塔架提升（提升速度8～10m/h），溜尾吊车缓慢起升，将设备水平抬离鞍座300mm，停止起升，检查塔架、溜尾吊车、站位点、索具、设备等各部位受力情况。检查合格后，塔架继续提升，溜尾吊车缓慢递送，现场通过经纬仪实时观测塔架垂直度，控制溜尾吊车的行走速度，直至塔器直立完成。塔架停止提升，溜尾吊车停止走车，摘除溜尾索具。塔架缓慢回落提升机构，使设备平稳落到基础上，进行基础沉降观测，沉降满足设计要求后进行设备垂直度测量，若垂直度不满足要求，用塔架将设备吊起,调整垫铁直至垂直度满足要求。把紧地脚螺栓，摘除主吊机索具，设备吊装完成。

3.2大型设备就位措施

设备成立式状态时，顶部提升钢绞线（柔性）还有约为5米的间距，若设备落位前，裙座螺栓孔与地脚螺栓有前、后、左、右的偏差，则可以利用裙座下方设置的4组手拉葫芦进行对应方向的调整，通过地脚螺栓上方的导向帽的配合，缓慢完成设备的就位工作。

就位调整，塔架底部稳定性校核：

每根塔架主管单个受力方向共有3个阻挡卡板，防止塔架底脚侧移。卡板的最薄厚度为16mm，每个卡板的口部长度为100mm，卡板采用角焊缝焊接，角焊缝的最小焊脚高度为8mm，3块卡板总的抗力为：

可见，配置的10吨手拉葫芦的水平力远小于抗力，塔架底部稳定满足要求。

3.3 吊装过程监控设置

吊装过程监控设置点具体要求:

（1）塔架垂直度:在塔架垂直方向分别架设一台经纬仪,实时监控塔架、钢绞线垂直度,要求钢绞线垂直度偏差≦200mm，塔架垂直度偏差≦50mm。如超过临界值，通过控制溜尾吊车的行走速度调整垂直度偏差。

（2）塔架基础沉降:通过设备周围的钢结构基础上的基准点，当提升器分级加载作业时，实测塔架的沉降数据，沉降值≦20mm。

（3）液压提升器监控（顶部）：监测提升过程中，主提升器、泵站各部件的连接性能及有无漏油等缺陷。有情况第一时间告知总指挥。

（4）缆风锚点监护：实时监测缆风及锚点在吊装过程中有无松动、锚点跑位等现象，如有异常情况，及时通报总指挥，进行必要的缆风加固及锚点加压配重等措施。

（5）溜尾吊车基础沉降：实时监测溜尾吊车在行走路线上的沉降，沉降值应≦100mm。当沉降值超过临界值时，通过在铺设路基箱时调整高度，确保溜尾吊车的行走顺畅。

（6）溜尾吊车行走路线：通过预先放的地样线控制溜尾吊车行走路线，如若发生偏差，及时通报总指挥，配合垂直度监控人员微调行走路线方向。

四、结束语

东华能源（茂名）有限公司的丙烷脱氢装置设备布置紧密，施工现场空间有限、工期紧迫，主要大件塔器在地面上进行“穿衣戴帽”方式，通过使用门式液压提升吊装系统吊装方式对丙烷脱氢装置的大件塔器进行吊装，可大幅度降低吊装成本的同时也可最大限度的减少地下预留基础工程，保证了工程施工的有序进行，其中丙烷丙烯分离塔的整体运输、整体吊装方案的成功执行是东华能源有限公司有史以来的第一次。

五、参考文献

[1]业主提供的设备图纸和相关资料；

[2]《石油化工工程起重施工规范》SH/T3536-2011；

[3]《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2017；

[4]《石油化工大型设备吊装工程规范》GB_50798-2012；

[5]《石油化工建设工程施工安全技术规范》GB 50484－2008；

[6]《起重吊运指挥信号》GB5082-1985；

[7]《化工设备吊耳及工程技术要求》HG/T21574-2018；

[8]《石油化工大型设备吊装现场地基处理技术标准》GB/T 51384-2019;

[9]《预应力混凝土用钢绞线》 GB/T 5224-2014；

[10]《重型结构和设备整体提升技术规范》GB51162-2016；

[11]4000吨级门式液压提升吊装系统、ZCC5800、XGC16000等起重机性能表；

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