煉油制氫轉化爐施工安裝技術

■黃永強 胡繼輝 高建國 熊云

中國環球工程公司六建公司1大港油田煉達公司2大港石化公司3天津300280

煉油制氫轉化爐施工安裝技術

■黃永強1胡繼輝2高建國3熊云3

中國環球工程公司六建公司1大港油田煉達公司2大港石化公司3天津300280

制氫轉化爐是煉油制氫裝置的關鍵設備之一，它的工作介質及工作溫度在400℃之上，它的安裝施工技術要求比較高，框架結構焊接量大，整體尺寸要求比較嚴格。工藝管線的材質大部分都是耐熱合金鋼，焊接質量要求高，技術含量高，施工難度大。文章主要闡述了施工技術要求及施工工序。

焊接施工安裝

1 概況

中國石油天然氣大港石化公司500萬t/a完善配套改造工程4萬m3/h制氫裝置安裝工程的制氫轉化爐鋼結構主要包括輻射段鋼結構、對流段鋼結構、輻射段和對流段的連接煙道以及雨棚。其中輻射段鋼結構250.08t，對流段鋼結構66t，連接煙道15.2t，雨棚25.6t，共計356.88t。制氫轉化爐高26m；寬15m；長20m。

2 主要施工方法及施工程序

2.1 主要施工方法

制氫轉化爐材料集中在預制場進行分片預制，檢查合格后，噴砂除銹，涂刷底漆，然后倒運至現場，采取成片預制、分片吊裝的施工方法。

2.2 主要施工程序見圖1

3 主要施工技術要求

3.1 基礎驗收要求見表1

3.2 輻射段鋼結構基礎驗收和墊鐵放置

鋼結構安裝前，應把基礎表面進行修理，鏟好麻面，放置墊鐵的位置鏟平，然后安裝墊鐵和柱腳板。每組墊鐵一平二斜，必須墊平墊實，待鋼結構就位找正和擰緊地腳螺栓后，將墊鐵組點焊牢固。

表1 基礎驗收要求表

制氫轉化爐輻射段墊鐵布置見圖2：

3.3 輻射段鋼結構的安裝技術要求

輻射段鋼結構的施工程序見圖3：

3.4 搭設組對平臺的要求

輻射段鋼結構的組對場地位于制氫轉化爐的北側。組對平臺搭設之前必須對場地進行平整，然后沿南北方向鋪設4條17m的H300*300的型鋼，每條型鋼的間距為4m，型鋼放置之前須先在每根型鋼底部鋪設枕木，用于調整型鋼的平整度，型鋼放置之后要對型鋼得上表面進行調平，型鋼的平整度偏差應該小于5mm。

組對平臺鋪設完成后在組對平臺上進行①——①（④——④）軸線的預制成片，①——①（④——④）軸線的成片示意圖見圖4：

鋼結構梁和柱的拼接均采用斜45°的拼接方式，梁柱拼接接頭的位置應錯開節點區300mm以上，且相鄰立柱的拼接接頭應錯開，不能在同一個標高處。

輻射段鋼結構在地面預制成片后采用80t汽車吊進行整體吊裝

①——①軸線吊裝平面圖見圖6

吊裝立面圖見圖7：

①——①和④——④軸線標高17.934m以下吊裝就位后，先安裝②——②軸線和③——③軸線的6根立柱，然后再安裝標高4.95m層的3根橫梁以及C——C軸線標高17.69m的橫梁，再安裝A——A軸線以及E——E軸線標高4.95m至標高17.934m的橫梁和立柱，最后安裝A——A軸線以及E——E軸線的壁板。

輻射段鋼結構成型示意圖見圖9：

3.6 輻射段鋼結構的組裝要求

(1)立柱垂直度不應大于1/1000且不大于15.0mm，各立柱不得向同一方向傾斜；

(2)立柱注腳板底面標高的允許偏差為±3mm，各立柱相互間標高之差不大于5mm；

(3)爐底注腳板下表面至環梁上表面間距允許偏差為±2mm。

(4)橫梁標高允許偏差為±5mm；

(5)防爆門、人孔門、看火門安裝前必須進行檢查，其組裝質量和外形尺寸應符合設計；

(6)防爆門重量必須符合設計文件的規定，鉸鏈轉動應靈活；

(7)人孔門、看火門和防爆門安裝位置的允許偏差為±8mm；門蓋與門框應接觸嚴密。

3.7 爐底鋼結構安裝

爐底鋼結構采用自下而上的順序安裝，爐底鋼結構的安裝應符合如下要求：

3.7.1 角鋼和扁鋼組焊法蘭的允許偏差符合SH3086-98的規定；

3.7.2 爐底梁及爐底板的傾斜值應不大于爐底梁長度的0.1%，且不大于5mm；

3.7.3 所有螺栓孔均要采用機械加工方法，嚴禁氣割成孔，相鄰孔間距的允許偏差為±1.5mm。

3.8 爐頂鋼結構安裝技術要求

爐頂鋼結構的安裝同爐底鋼結構的安裝方法。

爐頂鋼結構安裝完畢后，開始①——①軸線（④——④軸線）標高17.934m至標高27.158m鋼結構的安裝，①——①軸線（④——④軸線）標高17.934m至標高27.158m的安裝利用搭設好的臨時平臺預制成片然后進行整體吊裝，具體安裝方法參照①——①軸線（④——④軸線）標高17.934m以下鋼結構的成片預制和吊裝，本方案將不再贅述。

3.9 爐頂上部鋼結構安裝技術要求

爐頂上部鋼結構的安裝按照自下而上的順序進行，鋼格板與平臺的搭接長度應大于20mm，其余同爐頂鋼結構安裝方法。3.10爐頂雨棚鋼結構以及雨棚的安裝技術要求

爐頂雨棚鋼結構的安裝要在轉化爐轉化管、爐頂入口集氣管以及上豬尾管安裝完畢后進行，爐頂雨棚鋼結構的安裝自下而上進行，逐根梁柱進行安裝，爐頂鋼結構的安裝應符合SH3086-98的規定，雨棚所用的彩色金屬壓型屋面板以及彩色金屬壓型墻面板的施工應符合供貨商提供的施工技術要求。

3.11 對流段鋼結構的安裝技術要求

對流段鋼結構的安裝可以和輻射段鋼結構的安裝同時進行。對流段鋼結構材料到貨后直接存放在預制場（預制場離施工現場約2km），在預制場進行噴砂除銹和防腐，然后運至施工現場在預制平臺上進行組對。

對流段鋼結構的施工程序見圖9：

3.12 預制平臺的搭設技術要求

對流段鋼結構的預制平臺位于對流段的西側空地上，詳見平面圖。組對平臺搭設之前必須對場地進行平整，然后沿南北方向鋪設2條13m的H300*300的型鋼，型鋼的間距為2.5m，型鋼放置之前須先在每根型鋼底部鋪設枕木，用于調整型鋼的平整度，型鋼放置之后要對型鋼得上表面進行調平，型鋼的平整度偏差應該小于5mm。

將對流段鋼結構按照基礎軸線從北往南依次編號為A-H軸，然后按照A-H的順序依次進行分片預制和吊裝。這里以A軸線的成片預制和吊裝為例。

A軸線成片示意圖見圖10：

(1)A軸線單片的重量為2.608t，采用KATO25t汽車吊進行吊裝。對流段各片成型示意如下：

A-H軸線分片預制和吊裝的同時進行橫梁的安裝，如上圖，標高4.75m橫梁應該先安裝，安裝完成后再標高4.75m至10.462m立柱，最后安裝標高10.462m橫梁。對流段鋼結構的安裝應符合如下規定：

①立柱垂直度不應大于1/1000且不大于15.0mm，各立柱不得向同一方向傾斜；

②立柱注腳板底面標高的允許偏差為±3mm，各立柱相互間標高之差不大于5mm；

③爐底注腳板下表面至環梁上表面間距允許偏差為±2mm;

④橫梁標高允許偏差為±5mm；

⑤人孔門安裝前必須進行檢查，其組裝質量和外形尺寸應符合設計文件的規定，安裝質量應符合下列規定：人孔門安裝位置的允許偏差為±8mm；門蓋與門框應接觸嚴密。

3.13 壁板以及其它鋼結構的安裝技術要求

對流段的橫梁和立柱安裝完畢后最后進行壁板的安裝以及對流段頂部鋼結構的安裝，爐壁板的平面度應該用1m的鋼板尺進行檢查，間隙不得大于3mm。

3.14 連接煙道的安裝技術要求

連接煙道的安裝要在輻射段以及對流段鋼結構連接處施工完畢后進行，輻射段鋼結構E—E軸線以及對流段A軸線安裝完畢后可以進行連接煙道的施。

4 集合管施工技術要求

(1)預制的管段組對前要進一步核實各管段的尺寸、方向，下料后要用記號筆在管段兩端標注與管段圖相一致的焊縫編號，并嚴格按管段圖所標焊縫編號進行組對。

(2)預制完待安裝的管道必須將管內的焊渣、沙土、鐵屑及其它雜物清除干凈，并用管帽包封管端。

(3)管道安裝時，不得采用強力對口，以免引起內應力、管變形、給設備外加受力，造成設備移位或損壞設備。

(4)嚴格控制焊接預熱及層間溫度，對焊縫及坡口兩側各100mm左右范圍進行預熱，預熱應在焊口兩側均勻進行，應內外熱透，并防止局部過熱，加熱區以外100mm范圍內須保溫，預熱范圍應為接口中心兩側各不小于壁厚的3倍，層間溫度不低于預熱溫度，1Cr5Mo預熱溫度為250～350℃，對15CrMo壁厚大于等于12mm預熱溫度為150～200℃。

5 效果

通過以上措施，比正常施工工期提前2個月，施工費用節約10萬元左右。順利完工后，經檢查焊口合格率達到99.98%以上，通過烘爐投產一次成功。

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