催化裂化裝置兩器施工工法

1、60萬噸/年催裂化裝置“兩器”施工工法隨著我國煉油工藝的不斷改進(jìn)，煉油裝置的核心設(shè)備都在向大型化和一 體化發(fā)展。由我公司承建的大慶林源煉油廠和大慶化學(xué)助劑廠兩套60萬噸/年重油催化裝置就是將反應(yīng)器、沉降器和第一再生器合為一體，并采用同軸 式結(jié)構(gòu)，稱為“同軸式沉降器一第一再生器”（以下簡稱兩器）。兩器殼體 采用16MnR材質(zhì)，內(nèi)部采用新型的 WHL 1型澆注料進(jìn)行襯里。兩器總重408噸，其中金屬重233噸，最大直徑中7200mm,設(shè)備高度為 42m,殼體厚度為1828mm,襯里厚度為100150mm,安裝在標(biāo)高+ 9,800 米的碎基礎(chǔ)上。設(shè)備內(nèi)件主要有旋風(fēng)分離器、待生立管、翼閥等，該設(shè)備是 我

2、國目前催裂化裝置中較先進(jìn)的工藝設(shè)備。因受其自身結(jié)構(gòu)的限制，在施工 現(xiàn)場分片拼裝。對于這種大型的襯里設(shè)備，由于受其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制，在現(xiàn)場施工 難度很大，我們根據(jù)兩套催裂化的施工經(jīng)驗，利用我們在吊裝方面的技術(shù)優(yōu) 勢，開發(fā)整理出了這項工法。本工法的施工工藝就是根據(jù)現(xiàn)場施工條件和設(shè)備自身結(jié)構(gòu)，以及吊裝能 力和襯里要求等因素，先將分片的殼體在平臺上拼裝為四大段（見圖 -1）, 然后進(jìn)行襯里施工，安裝內(nèi)件，最后用傾斜單桅桿全方位（360口）進(jìn)行分段吊裝、組對，在基礎(chǔ)上進(jìn)行正裝施工。一、工藝特點(diǎn)兩器的施工工序較多，襯里是相當(dāng)復(fù)雜的工序之一，且養(yǎng)生時間又長。 為滿足整個施工工期，采用分段組焊、分段襯里、分

3、段吊裝，然后補(bǔ)襯接口 這一施工方法，為襯里施工創(chuàng)造了有利的條件。既滿足了襯里工序的特殊要 求，又使組裝、焊接、襯里、吊裝等工序呈流水式進(jìn)行，具優(yōu)點(diǎn)有：1、分段施工有利于擴(kuò)大作業(yè)面，使各工種的作業(yè)保持相對的連續(xù)性， 并 在管理上實(shí)現(xiàn)了超前意識，故可縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益；2、施工中的多數(shù)作業(yè)是在低層進(jìn)行，節(jié)省了人力，質(zhì)量易保證，施工安 全性大；3、減少了大型工機(jī)具的使用，降低了成本；4、有利于保證關(guān)鍵部位的襯里質(zhì)量，如：分段襯里可采用翻轉(zhuǎn)倒襯法施 工，解決了 “上封頭”和“上過渡段”等部位仰臉施襯的弊病。二、適用范圍本工法主要應(yīng)用于催裂化裝置的兩器施工，也可應(yīng)用于其它類似的大型 設(shè)備的現(xiàn)場拼裝、

4、襯里，其它設(shè)備的吊裝也可借鑒全方位吊裝方法，故其應(yīng) 用前景較為廣泛。三、工藝程序（一）施工準(zhǔn)備與平面布置1、施工之前要對基礎(chǔ)進(jìn)行驗收和復(fù)測。以施工圖和施工規(guī)范為依據(jù)，并 按GB150-89鋼制壓力容器有關(guān)條款對到貨零部件進(jìn)行驗收。2、作好平面布置如圖-1。3、由于襯里材料為新型材料，襯里材料應(yīng)通過試驗鑒定其質(zhì)量， 以確定 配比。4、根據(jù)本法施工的兩器應(yīng)按下面施工計劃圖（圖-2）控制每一關(guān)鍵施工 環(huán)節(jié)，確保施工工期。（二）施工程序兩器施工，根據(jù)其本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和襯里要求，同時考慮到目前國內(nèi)大、中型施工企業(yè)中采用的桅桿的吊裝能力而分為四段，見圖 -3。第一段包括裙座、下封頭、再生器密相筒體、下錐體過

5、渡段，以及再生 器稀相筒體一帶板。換熱器分偶塔樓梯間圖一1兩器施工平面布置簡圖項目1234567891011施工準(zhǔn)備第一段組焊、襯里第二段組焊內(nèi)附件安裝、襯里第三段組焊第二段吊裝、組焊第三段襯里第四段組焊第三段吊裝、組焊第四段襯里第四段吊裝、組焊補(bǔ)襯接口安裝內(nèi)件清理封閉圖一2施工計劃圖第二段為再生稀相筒體。第三段包括再生稀相筒體一帶板， 上錐體過渡段，沉降器筒體一帶板, 汽提段和旋風(fēng)分離器。第四段為沉降器筒體、上封頭、 沉降器旋風(fēng)分離器等。兩器施工總的施工程序為：分段 在平臺上拼裝焊接；合格后， 運(yùn)輸?shù)降跹b位置，按要求襯里； 然后用傾斜單桅桿分四段在基 礎(chǔ)上正裝。每一段的具體施工 程序見圖一4

6、、圖一5。圖一3兩器殼體結(jié)構(gòu)及施工分段示意圖圖一6、圖一7、圖一8。100%RT裙第一座帶板100%RT圖一4兩器第I段施工程序100%PTRT圖一5兩器第II段施工程序稀相帶板組焊 內(nèi)錐體組焊100%RT圖一6兩器第III段施工程序沉降帶板組焊100%RT圖一7兩器第IV段施工程序III縫f件.III縫段段組吊段組吊吊焊裝吊焊裝裝裝100%RTIV縫襯1件.閉爐段組接安清試吊焊口裝理車裝圖一8兩器本體總裝施工程序四、操作要點(diǎn)（一）殼體的拼裝與焊接1、殼體的組對順序應(yīng)遵循從難到易的規(guī)律， 先控制好錐體過渡段、球形 封頭、橢圓封頭的組對質(zhì)量，然后進(jìn)行直筒體的組對，以便在偏差的允許范 圍之內(nèi)進(jìn)行質(zhì)

7、量預(yù)控2、殼體的焊接即16MnR材質(zhì)的焊接，根據(jù)16MnR材質(zhì)的焊接工藝評 定進(jìn)行。3、焊接時要控制線能量，環(huán)縫焊接時，焊工要對稱布置，立縫焊接采用 分段退焊法，以防變形。4、設(shè)備開孔的標(biāo)高應(yīng)考慮筒體每一節(jié)板的最終累積高度偏差，大的設(shè)備開孔一定要在加強(qiáng)板點(diǎn)焊之后進(jìn)行。5、襯里之前所有與殼體內(nèi)外連接的附件（包括平臺護(hù)板）應(yīng)焊接完畢， 禁止襯后焊接。以防殼體局部受熱影響襯里質(zhì)量。（二）襯里施工兩器是重油催裂化裝置的關(guān)鍵性設(shè)備，由于其直徑大，總標(biāo)高達(dá)56米,增加了襯里的難度。兩器的襯里施工，除第一段是就位于基礎(chǔ)上施襯外，其 余三段均在地面上的起吊位置施襯，這樣減少了澆注料垂直運(yùn)輸?shù)母叨?。?器襯里施

8、工總的流程見圖-9。鋼殼分段拼裝*搭設(shè)腳手架焊接丫型錨固釘打砂除銹圖一9兩器襯里流程圖兩器襯里，由無龜甲網(wǎng)襯里和有龜甲網(wǎng)襯里兩部分組成，所有殼體內(nèi)部 為無龜甲網(wǎng)襯里，汽提段筒體、待生立管以及內(nèi)錐體外部為有龜甲網(wǎng)襯里。有龜甲網(wǎng)襯里分隔熱層和耐磨層，無龜甲網(wǎng)襯里只有隔熱層。1、有龜甲網(wǎng)襯里(1)隔熱層的施工殼體部位采用直立噴涂的方法，噴涂后應(yīng)隨即將其表面刮平至保溫釘臺 肩平齊。每一段接口處襯里應(yīng)做成階梯型。內(nèi)錐體、待生立管、汽提段的隔 熱層襯里采用臥置分瓣1/2進(jìn)行施工，每瓣施工完畢之后，必須停放12小時， 才能進(jìn)行下瓣的翻轉(zhuǎn)施工。瓣與瓣之間的接口采用階梯型，下瓣施工前應(yīng)將 接口清理干凈、澆水潤濕

9、。(2)耐磨層的施工殼體部位采用直立噴涂的方法，噴成后的襯里應(yīng)立即將其表面壓光至與 龜甲網(wǎng)平齊，不得有麻面和扒縫，抹平過程中避免反復(fù)次數(shù)過多。內(nèi)錐體和 待生立管、汽提段采用臥置搗實(shí)與抹平。龜甲網(wǎng)孔內(nèi)應(yīng)分兩層進(jìn)行搗實(shí)，然 后將襯里表面抹平至與龜甲網(wǎng)平齊。2、無龜甲網(wǎng)襯里殼體段采用立式支模搗制的方法進(jìn)行。錨固釘焊完并與殼體一并噴砂之 后支模，模板拆裝方面，表面要光滑，有一定的剛度。然后將攪拌均勻的料 裝入模板，振搗時棒應(yīng)直插，快插慢撥，插入深度至下一層襯里100mm,振 搗至混凝土表面返漿為宜。上層模板的安裝和襯里振搗時間，控制在下層混 凝土初凝時間之前，拆裝時應(yīng)在混凝土終凝時間之后。上封頭采用分

10、瓣手工 涂抹，接口處呈階梯狀。3、襯里施工注意事項兩器襯里用“WHL1”澆注料，施工方法與一般輕質(zhì)混凝土基本相同， 但應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)模板應(yīng)堅固，尺寸準(zhǔn)確，鋼模板比木模板好，變形小，循環(huán)使用的 次數(shù)多，制作時只做34帶板(每帶板0.9 1m高)循環(huán)使用；(2)支模前全面檢查錨固釘是否有碰倒的現(xiàn)象，檢查無誤后方可支模。 模板應(yīng)支設(shè)牢固，與設(shè)備殼體間設(shè)置定位標(biāo)尺，振搗的過程中還應(yīng)隨時注意 模板的位置；(3)攪拌必須采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，先干拌而后加水，每次攪拌的時間不 得少于2分鐘。攪拌機(jī)要就近設(shè)置，減少運(yùn)輸距離，并掌握所攪拌的澆注料 能在半小時內(nèi)用完。(4)用50mm高頻振搗器，填料高度300

11、mm左右，插入間距250300mm, 每點(diǎn)振搗30秒左右(注意漏振和過振現(xiàn)象)，同時，用鐵錘輕輕敲打模板， 以排除料中的空氣，以便減少表面的麻面；(5)每段襯里的施工，連續(xù)或間斷進(jìn)行都可，但接搓處必須留成“階 梯形”，下次施工時要清除毛渣，澆水濕潤；(6)襯里噴霧養(yǎng)生非常重要，在澆注后 610小時即應(yīng)進(jìn)行，并持續(xù)48 小時，冬期施工時適當(dāng)減少養(yǎng)生次數(shù)；(7)襯口作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格認(rèn)真，尤其要注意上口，料不能過稀或過稠，避免 上口墜縫。(三)吊裝1、全方位吊裝法兩器的每一段吊裝，采用傾斜單桅桿360 回轉(zhuǎn)法吊裝。這種吊裝方法就 是將兩器的四大段殼體拚裝、焊接合格后運(yùn)輸?shù)轿U的旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)進(jìn)行襯里， 具備吊

12、裝條件時，起吊分段并在空中通過桅桿的旋轉(zhuǎn)將分段的殼體旋轉(zhuǎn)于基 礎(chǔ)正上方然后就位。吊裝每一段時，將該段內(nèi)所有的內(nèi)件和外部梯子平臺全 部安裝完畢，整段吊裝。2、操作要點(diǎn)此種方法吊裝效果明顯，但難度較大。吊裝時，除應(yīng)遵守常規(guī)吊裝方法 外，特別是吊裝時統(tǒng)一指揮，各個錨點(diǎn)要聽從指揮，行動一致，通過拖拉繩 的松緊來使桅桿安全旋轉(zhuǎn)。3、注意事項(1)桅桿頂和底部結(jié)構(gòu)必須采用球較；(2)桅桿傾斜角度應(yīng)在設(shè)計允許范圍內(nèi)；(3)桅桿回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生附加扭矩，承載能力應(yīng)重新核算 五、勞動組織兩器的施工是不均衡的，如何有效的利用勞動力，是施工的關(guān)鍵。大量的起重、焊工、筑爐工只有在工序到來時使用。該設(shè)備有效施工天數(shù)為305天

13、,平均日使用人工數(shù)為28人，各工種配置人數(shù)見表一1份 、數(shù) 工種1234567891011小計挪工4666666644458氣焊2222222222222電焊688888888474起重233535333333鉗工2444444228爐工888888654油工333333321小計163434363436343017136290表一1勞動力配置(二)關(guān)鍵工序中各工種的崗位職責(zé)1、各工種都要及時的掌握施工動態(tài)，做好工序之間的相互交接工作。2、怫工要記錄各部位的幾何尺寸和偏差。3、鉗工負(fù)責(zé)保溫釘和龜甲網(wǎng)安裝工作(因重催裝置鉗工的工作量較少)六、機(jī)具配備和施工材料（一）主要施工機(jī)具一覽表，見表一2名

14、稱型號規(guī)格數(shù)量桅桿300t1吊QW-5050t1汽車吊TG-50050t1汽車吊QY-1616t1卷揚(yáng)機(jī)JM 1010t2卷揚(yáng)機(jī)1012 型5t8卷揚(yáng)機(jī)1t2強(qiáng)制攪拌機(jī)JQ-250A1拖板車40t1汽車8t1彎管機(jī)YW60D1電焊機(jī)AX8 50026KW10等離了切割 機(jī)LGK8 1001空壓機(jī)W6/840KW1砂輪機(jī) 150/610010/8表一2（二）主要消耗材料一覽表，見 表一3名稱規(guī)格材質(zhì)數(shù)量鋼板6=16A 3F324m2鋼管O159M20#120m焊接管 48X3.5200 根（長 6m）楔子35#100個角鋼75X8A3F18m篷布20mx10m6塊圓鋼中20A330m石英砂15噸

15、腳手板L=3m120塊道木2500M220M10070根砂輪片6 100/6150500 片 /850 片焊條J5073.4t碳精棒480根水175t電35萬千瓦時表一3七、質(zhì)量控制（一）主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1、筒體的外圓周長偏差8mm；2、縱縫錯邊量0.1s；3、環(huán)縫錯邊量0.1s+1;4、焊縫棱角高度0.1s+2;5、開孔方位標(biāo)高偏差工5mm;6、旋風(fēng)入口標(biāo)高：=5mm,垂直度偏差5mm；7、待生立管垂直度偏差2mm；8、待生翼閥口與待生立管同軸度偏差 1mm；9、襯里表面平整，襯里厚度偏差為 酸的厚度；10、保溫釘長度偏差1mm；11、龜甲網(wǎng)平整度軸向間隙攵mm ,環(huán)向間隙E5mm；12、翼閥的

16、角度偏差0.5 .（二）質(zhì)量管理措施1、成立QC小組進(jìn)行質(zhì)量預(yù)控和質(zhì)量攻關(guān)；2、實(shí)行“三檢一評”制度；3、充分發(fā)揮質(zhì)保體系的作用，實(shí)行如下停點(diǎn)確認(rèn)卡制度：停點(diǎn)檢查合格停點(diǎn)檢查合格表面檢查合格到貨設(shè)備拼裝焊接 合格停點(diǎn)檢查確認(rèn)合格一探傷襯里 吊裝（三）采用的技術(shù)措施1、在設(shè)備驗收中，規(guī)范上要求筒體壁板的弧度間隙用1米的樣板檢查不 大于3mm合格。然而根據(jù)我們以前的施工經(jīng)驗，我們要求用2m的樣板檢查 2mm為合格。主要原因是這一偏差要求將會影響到其它組對偏差要求。如 筒體的不圓度、不直度、錯邊量和棱角度，特別是減少了筒體的組對剛性， 使質(zhì)量得到了預(yù)控。2、組對時，每條焊縫的焊接收縮量進(jìn)行認(rèn)真的考慮

17、，一般為 2.5mm左 右。每段之間對口處進(jìn)行二次找圓、找平工作。3、錐體過渡段組對時，錐體上下口的同軸度規(guī)范上無偏差要求。 由于設(shè) 備自身結(jié)構(gòu)，控制這一因素是相當(dāng)主要的。因為錐體上下口的同軸度偏差較 大，將影響到設(shè)備的垂直度，旋風(fēng)分離器在殼體內(nèi)的相對位置將會隨著錐體 而發(fā)生較大的偏差，影響到旋風(fēng)分離器的分離效果。汽提段和待生立管是連 接于上錐體之上的，如錐體偏差大將會影響到待生立管在殼體內(nèi)的中心位置， 這樣就很難保證待生立管與底部封頭待生翼閥口的同軸度偏差1.0mm,在施工中我們綜合考慮了各方面的因素，將上下錐體的同軸度偏差控制在 6mm之 內(nèi)，這樣最終也控制了其它尺寸的偏差。4、設(shè)備開孔。

18、裝卸孔應(yīng)在分段吊裝就位之后進(jìn)行開孔，以防止變形，影 響組對質(zhì)量。下封頭處待生翼閥的開孔需在設(shè)備安裝之后待生立管安裝完畢， 從待生立管端部，經(jīng)過吊線，來確定準(zhǔn)確的開孔位置，然后再進(jìn)行開孔，以 保證待生立管與待生翼閥口的同軸度偏差 1.0mm,否則是很難達(dá)到這一偏差 要求的。兩器本體與附屬設(shè)備之間相連接的襯里管線的開孔，應(yīng)在實(shí)際測量 兩器本體與附屬設(shè)備的相對位置之后，再進(jìn)行兩器本體上的開孔，如外取熱 器返回口，外取熱器入口管等。否則將直接影響襯里管線的組對質(zhì)量。旋風(fēng) 分離器出口管與煙氣集合管連接的接管，應(yīng)整體的焊于設(shè)備之上，與煙氣集 合管連接安裝時應(yīng)用角焊縫連接，避免安裝時出現(xiàn)對接環(huán)焊縫。因為這三

19、個 環(huán)縫是在同一平面上的三道口，保證不了組對質(zhì)量，很容易發(fā)生錯邊，我們采用了煙氣集合管與旋風(fēng)出口管安裝時用角焊縫連接，不但控制了組對質(zhì)量，而且為補(bǔ)襯創(chuàng)造了較好的條件。5、襯里施工時，應(yīng)做四組抗壓試塊，一組導(dǎo)熱系數(shù)試塊，一組殘余變形 試塊。以掌握各種襯里材料的性能。不同的襯里材料具有各自的養(yǎng)生時間， 當(dāng)?shù)竭_(dá)養(yǎng)生期后才允許翻轉(zhuǎn)和運(yùn)輸，避免碰撞。段與段之間的接口，每側(cè)應(yīng) 預(yù)留300mm的寬度不襯里。龜甲網(wǎng)之間的連接采用搭接形式，滿焊搭接處， 打磨平焊瘤。龜甲網(wǎng)的安裝質(zhì)量是襯里質(zhì)量的關(guān)鍵所在，應(yīng)予足夠的重視。6、旋風(fēng)分離器的安裝采用臨時掛吊的形式。 即再生器的旋風(fēng)分離器在第 III段起吊時用倒鏈臨時掛

20、于殼體之上，當(dāng)設(shè)備吊裝完畢之后，再進(jìn)行旋風(fēng)分 離器的安裝，以確保旋風(fēng)分離器的垂直度。翼閥安裝時為保證角度的偏差要 求，用萬能角尺測量焊前和焊后的角度（這個角度是經(jīng)過現(xiàn)場靜態(tài)試驗后獲 得）。焊接時為防焊接變形，應(yīng)在對稱方向分段為200mm長度進(jìn)行退焊。待 生立管的垂直度偏差為2mm,為保證此要求，我們在安裝時用磁力線錘進(jìn)行 垂線測量，測量點(diǎn)為上、中、下三個部位，這些部位在待生立管外部襯里之 前應(yīng)做好標(biāo)記（因襯里表面比較粗糙），以便安裝時進(jìn)行準(zhǔn)確測量。八、安全措施1、避免高空交叉作業(yè)，禁止從高空中拋東西，各工種所使用的工具、材 料應(yīng)及時妥善處理，施工后清理干凈；2、焊工手把線，禁止與鋼絲繩進(jìn)行交叉；3、攪拌機(jī)和上料所用卷揚(yáng)機(jī)一定要有專人操作；4、噴砂人員要有可靠的防護(hù)，每個崗位人員不能擅離崗位；5、防火、防風(fēng)措施，電源線以及暫設(shè)的梯子一定要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查；6、襯里材料要妥善保管，剛剛襯里后一定要有嚴(yán)格的防雨措施；7、每次