石化裝置管式爐施工技術(shù)

■梁志強(qiáng) 石從勝 陜西化建工程有限責(zé)任公司陜西西安712100

石化裝置管式爐施工技術(shù)

■梁志強(qiáng) 石從勝 陜西化建工程有限責(zé)任公司陜西西安712100

詳細(xì)闡述了延長石油（集團(tuán)）公司楊莊河煉化項(xiàng)目120萬t/a重整裝置管式爐的施工方法，介紹了在施工場地狹窄、布局緊湊的情況下此類工程施工的經(jīng)驗(yàn)，對類似裝置管式加熱爐的施工具有一定的參考價(jià)值。

管式爐施工技術(shù)要點(diǎn)

管式加熱爐在石化裝置中應(yīng)用比較廣泛，按操作工藝可分為加熱型、加熱反應(yīng)型兩類。在延長石油（集團(tuán)）公司楊莊河煉化項(xiàng)目120萬t/a重整裝置中共有4臺(tái)加熱爐（其中圓筒爐3臺(tái)，總重351.25t；四合一箱式爐1臺(tái)，總重1881.58t）。施工場地狹窄、布局緊湊、施工難度較大。為此，采用了如下施工方法。

1 施工程序

施工準(zhǔn)備→設(shè)備材料驗(yàn)收→基礎(chǔ)處理→爐體鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制→爐體鋼結(jié)構(gòu)安裝→墻板安裝及完善→爐體附件安裝→爐管預(yù)制→爐管安裝→附屬煙道、煙囪安裝→爐管水壓試驗(yàn)→驗(yàn)收交工。

2 施工技術(shù)準(zhǔn)備

（1）由業(yè)主組織設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和施工單位進(jìn)行設(shè)計(jì)交底，明確設(shè)計(jì)意圖，了解施工注意事項(xiàng)。

（2）由業(yè)主組織設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和施工單位進(jìn)行圖紙會(huì)審。施工單位主要考慮工程施工特點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)，各專業(yè)有無沖突，不明確或矛盾的設(shè)計(jì)問題，材料、設(shè)備供貨深度和到貨日期。生產(chǎn)單位主要考慮生產(chǎn)工藝流程、工藝操作條件和有無設(shè)計(jì)漏項(xiàng)。將設(shè)計(jì)存在的問題消除在施工之前。

（3）編制施工技術(shù)方案，對參加施工的人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。

（4）編制焊接工藝，并進(jìn)行評定。對施焊人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，并進(jìn)行技能鑒定。

3 設(shè)備、材料的驗(yàn)收

（1）高強(qiáng)螺栓、螺母、墊片應(yīng)有質(zhì)量證明書，機(jī)械性能和化學(xué)成分應(yīng)符合設(shè)計(jì)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。螺紋不得有損壞部分，螺桿應(yīng)能自由旋入螺母中，按規(guī)格復(fù)驗(yàn)其機(jī)械性能和化學(xué)成分。扭剪型高強(qiáng)螺栓按出廠批號(hào)復(fù)驗(yàn)螺栓連接副的緊固軸力，每批復(fù)驗(yàn)5套。

（2）爐管到貨后，按設(shè)計(jì)圖樣和裝箱單核對設(shè)備及零部件的尺寸、數(shù)量，檢查其質(zhì)量證明文件是否齊全、是否符合設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定，檢查其外觀是否碰撞、變形及損壞。

（3）對輻射段爐管、對流段爐管的合金鋼管道組成件進(jìn)行10%的光譜分析，復(fù)驗(yàn)其化學(xué)成分；對制造工廠加工焊口按總焊口數(shù)1%的比例進(jìn)行射線抽檢。

（4）對流段管束應(yīng)復(fù)測管板的位置，相鄰管板的間距偏差不大于2mm，總間距偏差不大于3mm。

（5）設(shè)備到貨后，按設(shè)計(jì)圖樣和裝箱單核對設(shè)備及零部件的尺寸、數(shù)量，檢查其質(zhì)量證明文件是否齊全，轉(zhuǎn)動(dòng)部分應(yīng)靈活無卡澀。

（6）高溫錨固件、管板支撐件應(yīng)進(jìn)行光譜分析，合金成分含量應(yīng)符合材料規(guī)定要求。

4 基礎(chǔ)的處理

（1）管式爐基礎(chǔ)施工完畢后，由業(yè)主代表組織土建施工單位向安裝單位進(jìn)行基礎(chǔ)中間交接，并提供基礎(chǔ)實(shí)測記錄等中間交接資料。基礎(chǔ)上應(yīng)明顯標(biāo)出標(biāo)高基準(zhǔn)線和縱橫中心線，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，基礎(chǔ)表面的油污、泥土、積水等均清除干凈。

（2）審核基礎(chǔ)的交接資料，對基礎(chǔ)進(jìn)行全面檢查。

（3）墊鐵安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：

a墊鐵放置前，基礎(chǔ)表面應(yīng)鏟出麻面，麻面深度不少于10mm，密度為每平方分米內(nèi)3～5個(gè)點(diǎn)，放置墊鐵處的基礎(chǔ)表面周邊50mm范圍內(nèi)鏟鑿平整，保證墊鐵與基礎(chǔ)接觸良好，鏟平部位的水平度允許偏差為2mm/m；

b墊鐵應(yīng)設(shè)置在靠近地腳螺栓的柱底板加勁板下，每根地腳螺栓側(cè)應(yīng)設(shè)1～2組墊鐵；

c每組墊鐵不得多于5塊，成對斜墊鐵的疊合長度不得小于墊鐵長度的2/3，偏斜角度不超過3°；

d平墊鐵應(yīng)露出柱底板外緣10～20mm，斜墊鐵至少比平墊鐵長出10mm，墊鐵組伸入柱底板的長度應(yīng)超過地腳螺栓；

e墊鐵的水平度偏差不大于2mm/1000mm；二次灌漿前，墊鐵組應(yīng)焊接固定。

（4）主框架結(jié)構(gòu)和輻射段爐墻安裝完畢、幾何尺寸找正合格后，進(jìn)行墊鐵點(diǎn)固焊。然后用水將基礎(chǔ)表面沖洗干凈，在基礎(chǔ)四周支模板，澆注灌漿材料，養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后，方可安裝對流段分組模塊。基礎(chǔ)的質(zhì)量要求見表1。

表1 基礎(chǔ)質(zhì)量要求表

5 爐體結(jié)構(gòu)安裝

管式爐本體結(jié)構(gòu)包括主框架結(jié)構(gòu)、輻射段爐墻、對流段爐墻、過渡段爐墻、頂部集煙室和勞動(dòng)保護(hù)等。主框架結(jié)構(gòu)分為輻射段框架結(jié)構(gòu)、對流段框架結(jié)構(gòu)和樓梯間框架結(jié)構(gòu)。

5.1 輻射段爐墻和輻射段框架結(jié)構(gòu)的安裝

輻射段主框架結(jié)構(gòu)組對：輻射段爐墻和輻射段主框架結(jié)構(gòu)按照軸線順序在地面組對成榀，依次安裝。在管式爐制作現(xiàn)場，用H型鋼鋪設(shè)2個(gè)組對平臺(tái)，在平臺(tái)上按圖紙尺寸進(jìn)行放樣，焊接定位板，節(jié)點(diǎn)處用墊鐵找平，組成一個(gè)片狀組裝胎具。按鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件編號(hào)，依次將立柱、橫梁和斜拉撐吊放在胎具架上。然后進(jìn)行幾何尺寸調(diào)整，框架鋼結(jié)構(gòu)組對幾何尺寸允許偏差應(yīng)符合表2。

表2 框架結(jié)構(gòu)組對幾何尺寸允許偏差表

5.2 輻射段爐墻的組對在地面將輻射段爐墻每片側(cè)墻板沿軸線分片，端墻板可沿垂直方向分片，分別進(jìn)行組裝。先組對輻射段墻板的框架結(jié)構(gòu)，幾何尺寸調(diào)整合格后進(jìn)行焊接或螺栓連接，尺寸調(diào)整時(shí)應(yīng)考慮焊接收縮量。然后組焊墻板和加強(qiáng)筋，墻板焊接時(shí)，應(yīng)采取對稱焊、分段焊、加設(shè)防變形板等方法防止焊接變形。將輻射段墻板內(nèi)側(cè)朝上放置，進(jìn)行保溫釘、托磚板等襯里錨固件的位置放樣和組焊襯里錨固件。墻板組焊完畢后進(jìn)行調(diào)整和矯形，其幾何尺寸偏差應(yīng)符合下表的要求，墻板寬度尺寸偏差應(yīng)控制在正偏差范圍內(nèi)，見表3。

表3 墻板組對幾何尺寸允許偏差表

用一臺(tái)大型吊車主吊（按吊裝重量選擇），一臺(tái)小型吊車配合，利用兩根帶平衡滑輪組的平衡梁，將放置在組裝平臺(tái)上的分片框架結(jié)構(gòu)和輻射段墻板緩慢吊起，依次將每片框架鋼結(jié)構(gòu)和輻射段側(cè)墻板吊裝就位，擰緊地腳螺栓。然后，用拖拉繩臨時(shí)固定。按照對應(yīng)的輻射段端墻板寬度，調(diào)整好側(cè)墻板之間的距離。依次吊裝端墻板就位，再將安裝螺栓緊固。然后安裝輻射段底部橫梁和爐底板，再將安裝螺栓緊固。對輻射段殼體和框架鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行找正，安裝幾何尺寸允許偏差符合表4要求。找正合格后，對端墻板角形縫進(jìn)行焊接。

表4 爐殼和框架鋼結(jié)構(gòu)的安裝幾何尺寸允許偏差表

5.4 過渡段爐墻的安裝

過渡段爐墻墻板待輻射段爐墻及對流段主框架結(jié)構(gòu)安裝完畢后，可對過渡段墻板進(jìn)行組裝，組裝可采取分塊組裝法進(jìn)行。

5.5 對流段主框架結(jié)構(gòu)的安裝

此部分若與輻射段為一個(gè)整體，可隨輻射段結(jié)構(gòu)一同安裝。若對流段結(jié)構(gòu)與輻射段結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，對流段采取如下方法安裝：

對流段按軸線上的立柱組成對流段模塊，先在地面組對成框架結(jié)構(gòu)。對流段框架組對完畢后，進(jìn)行幾何尺寸調(diào)整，然后進(jìn)行螺栓連接和焊接，對流段模塊采用吊車整體吊裝就位。模塊就位后再安裝各層橫梁，對流段模塊組對、安裝幾何尺寸與輻射段的要求相同。

5.6 對流段模塊的安裝

制造廠家整體供貨的對流模塊（含爐管及襯里的模塊）現(xiàn)場可整體吊裝就位，施工工藝要求如下：

模塊安裝前，主框架結(jié)構(gòu)、輻射段和過渡段結(jié)構(gòu)應(yīng)安裝找正完畢，影響吊裝作業(yè)的部分橫梁暫時(shí)不安裝。

模塊采用吊車依次吊裝就位。每組模塊就位后必須找正，合格后用橫梁與主框架進(jìn)行連接，然后再進(jìn)行下組模塊的吊裝。對流段模塊安裝時(shí)，模塊間應(yīng)鋪設(shè)密封陶纖氈。吊裝過程中，不得碰撞模塊防止襯里損壞。

5.7 勞動(dòng)保護(hù)的安裝

爐體框架結(jié)構(gòu)找正合格后，應(yīng)及時(shí)安裝平臺(tái)、梯子和欄桿，進(jìn)行螺栓緊固和焊接。平臺(tái)、梯子和欄桿安裝允許偏差見表5。

表5 平臺(tái)、鋼梯及欄桿安裝允許偏差表

6 爐管預(yù)制安裝

（1）輻射室爐管安裝前進(jìn)行預(yù)制，盡量減少高空作業(yè)。對流室爐管單根預(yù)制，每根爐管焊接一個(gè)急彎彎頭，對流爐管安裝時(shí)從爐兩側(cè)分別穿管安裝。

（2）輻射室爐管，可用吊車整體從爐頂穿入爐內(nèi)，進(jìn)行組對焊接。對流室爐管采用單根兩側(cè)對稱安裝。

（3）爐管及急彎彎管，必須有質(zhì)量證明文件或合格證，否則不得使用，并逐根進(jìn)行外觀檢查。

（4）合金鋼爐管及管件應(yīng)按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，采用快速光譜分析方法復(fù)檢。

（5）爐管安裝前應(yīng)全面檢查與爐管安裝有關(guān)的鋼構(gòu)、管架、定位管的安裝是否符合圖紙及規(guī)范要求。

（6）爐管在安裝前必須進(jìn)行清掃，并對管口加以保護(hù)。

（7）整片爐管吊裝前，應(yīng)對爐管采取加固和保護(hù)措施。輻射盤管吊裝時(shí)應(yīng)平衡，不得撞擊爐墻。對流盤管穿管時(shí)，不得撞擊管板、管架。輻射盤管安裝時(shí)，必須保證導(dǎo)向管與定位管的安裝尺寸準(zhǔn)確，使?fàn)t管在開停爐時(shí)能夠自由伸縮。

（8）輻射盤管爐內(nèi)吊管時(shí)，連接爐管上部的彎頭或彎管應(yīng)與吊鉤接觸，并使吊鉤確實(shí)承重，爐管接鉤的安裝應(yīng)保證爐管能自由伸縮。

（9）爐管壓力試驗(yàn)在爐管熱處理和無損檢測合格后進(jìn)行。試驗(yàn)用壓力表應(yīng)經(jīng)校驗(yàn)，并在周檢范圍內(nèi)，其精度不得低于1.5級，表滿刻度應(yīng)為試驗(yàn)壓力的1.5～2倍，壓力表不少于兩塊。

（10）爐管系統(tǒng)試驗(yàn)壓力依據(jù)相關(guān)管式爐設(shè)計(jì)圖紙確定。水壓試驗(yàn)應(yīng)用潔凈水，水溫不能低于5℃。在系統(tǒng)水壓試驗(yàn)壓力下，保壓時(shí)間不得小于30min，并對所有焊縫和連接部位進(jìn)行全面檢查，以不降壓、無泄露、不發(fā)汗及目測無變形為合格。

（11）試壓合格后，應(yīng)立即將水放凈，嚴(yán)禁隨地排放，應(yīng)接至排水地溝。

7 結(jié)束語

此次楊莊河煉化項(xiàng)目管式加熱爐施工，由于方案制定科學(xué)合理，施工過程控制到位，未發(fā)生質(zhì)量安全事故，進(jìn)展順利，達(dá)到了預(yù)期的工程目標(biāo)。

1錢家麟，管式加熱爐（第二版），中國石化出版社，2005.

2中國石化工程建設(shè)公司，石油化工一般煉油裝置用火焰加熱爐SH/T3036-2003，中國石化出版社，2004.

3中國石油天然氣管道工程有限公司，管式加熱爐規(guī)范SY/T0538-2004，石油工業(yè)出版社，2004.

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