重油催化裝置第一再生器旋風(fēng)系統(tǒng)更換

楊升波，周建康

（鎮(zhèn)海石化建安工程有限公司，浙江寧波315207）

重油催化裝置第一再生器旋風(fēng)系統(tǒng)更換

楊升波，周建康

（鎮(zhèn)海石化建安工程有限公司，浙江寧波315207）

中國(guó)石化集團(tuán)公司鎮(zhèn)海煉化分公司180萬(wàn)t/a重油催化裝置第一再生器旋風(fēng)系統(tǒng)，因出現(xiàn)超線速和襯里磨損問(wèn)題，需在停工期間完成封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)的更換。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境及工期要求，采用封頭與旋風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行地面聯(lián)體預(yù)制、停工后對(duì)舊封頭和旋風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行整體置換的施工方案，不僅大大節(jié)省了裝置的停工檢修時(shí)間，而且保證了旋風(fēng)系統(tǒng)安裝一系列苛刻的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到要求，取得了良好的效果。

重油催化裝置；再生器；旋風(fēng)系統(tǒng)；聯(lián)體預(yù)制；整體置換

1 工程概況

鎮(zhèn)海煉化180萬(wàn)t/a重油催化裝置自1995年以來(lái)經(jīng)過(guò)多次技術(shù)改造，生產(chǎn)工況發(fā)生了較大變化，第一再生器（T-202）旋風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)了超線速和襯里磨損問(wèn)題。為確保整套重油催化裝置的安全長(zhǎng)周期運(yùn)行，達(dá)到擴(kuò)能效果，需要對(duì)第一再生器的封頭及整套旋風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行更換。新球形封頭直徑為9 600 mm，新封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)（灰斗以上部分，不包括料腿）整體吊裝質(zhì)量為158.2 t。要求在停工期內(nèi)完成封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)的整體更換，工期非常緊張，施工現(xiàn)場(chǎng)條件苛刻，在系統(tǒng)的吊裝及旋風(fēng)組裝等相關(guān)問(wèn)題的處理上存在較大難度。

1.1 第一再生器主要技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表1）

表1 第一再生器參數(shù)

1.2 新封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）

1.3 施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

圖1 新封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 現(xiàn)場(chǎng)施工平面布置

再生器封頭直徑達(dá)9.6 m，由于運(yùn)輸?shù)缆窏l件的限制，所以只能將球形封頭分成四部分運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)，再進(jìn)行整體組裝。施工平面布置如圖2所示，施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)組裝工序復(fù)雜，場(chǎng)地1與場(chǎng)地2在各個(gè)階段所處狀態(tài)如下：球形封頭分成四部分在場(chǎng)地1進(jìn)行整體組裝（臥式）；封頭進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)后通過(guò)特制支架仰置在場(chǎng)地2進(jìn)行內(nèi)部襯里和內(nèi)集氣室的安裝；封頭再進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)臥放在5.8 m高的特制支架上在場(chǎng)地1進(jìn)行旋風(fēng)的組裝；舊封頭及旋風(fēng)整體拆下后放置在場(chǎng)地2。

封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)組件吊裝采用站位于裝置自行車(chē)棚與緯二路之間的750 t履帶吊，該履帶吊站位和行走路線上有3根地下管道，分別為DN800 mm循環(huán)水管、DN1 000 mm循環(huán)水管和DN300 mm消防水管，為了保證這3根管道在吊機(jī)作業(yè)時(shí)不受損壞和不變形，必須做樁基和基礎(chǔ)承臺(tái)進(jìn)行保護(hù)。水溝處采用一根長(zhǎng)約15 m的D 273 mm×8 mm無(wú)縫管作為排水管道敷設(shè)于水溝底部，然后將水溝用黃沙填充至標(biāo)高EL+0.000。

2 施工方法

在停工期間內(nèi)要完成封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)的整體更換，工期非常緊張，采用常規(guī)方法無(wú)法達(dá)到施工要求，為此我們進(jìn)行多次論證和分析后決定采用兩級(jí)旋風(fēng)倒裝法，封頭與旋風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行地面聯(lián)體預(yù)制，停工后對(duì)舊封頭和旋風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行整體置換。該方案可以大大節(jié)省整套裝置的停工檢修時(shí)間，但同時(shí)也帶來(lái)了極大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和施工難度。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)

（1） 在地面進(jìn)行封頭與旋風(fēng)系統(tǒng)的聯(lián)體預(yù)制以及新封頭與舊筒體組焊后，旋風(fēng)分離器的垂直度如何保證。

（2） 9.6 m大直徑封頭的兩次吊裝翻轉(zhuǎn)，特別是封頭內(nèi)襯里及內(nèi)集氣室安裝完畢后的翻轉(zhuǎn)難度很大。

（3） 兩級(jí)旋風(fēng)倒裝法吊裝，必須將新封頭架在一定的高度上，架空如何處理。

（4） 可供750 t履帶吊站位及可移動(dòng)場(chǎng)地非常小，750 t履帶吊超級(jí)提升配重中心半徑為20 m，而且離地面近距離旋轉(zhuǎn)，為了滿足其旋轉(zhuǎn)條件，應(yīng)對(duì)以吊機(jī)回轉(zhuǎn)中心為圓心、以21 m為半徑范圍內(nèi)的地表以上的障礙物進(jìn)行清理。而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況是：吊機(jī)站位一側(cè)為裝置配電房、休息室與催化劑倉(cāng)庫(kù)，無(wú)法拆除，必須通過(guò)吊機(jī)自身的合理移動(dòng)與新舊旋風(fēng)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的合理放置來(lái)解決。另外，吊機(jī)站位及移動(dòng)場(chǎng)地有3根埋地管道以及1根DN80 mm的光纜和寬度為1 600 mm的電纜溝，無(wú)法采取臨時(shí)關(guān)閉與局部加固措施加以解決，必須制作混凝土基礎(chǔ)平臺(tái)。

4 問(wèn)題的分析和解決

4.1 旋風(fēng)分離器的垂直度保證措施

第一再生器共有一二級(jí)旋風(fēng)分離器10個(gè)（一級(jí)旋風(fēng)5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量8 039 kg；二級(jí)旋風(fēng)5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量6 921 kg），旋風(fēng)分離器的最終垂直度偏差要求控制在1/1 000以內(nèi)。為保證旋風(fēng)分離器最終垂直度，必須解決好如下三方面的施工問(wèn)題。

4.1.1一級(jí)旋風(fēng)吊掛系統(tǒng)和內(nèi)集氣室在封頭上的組裝

吊掛系統(tǒng)和內(nèi)集氣室分別作為一旋和二旋的主要承重裝置，為保證兩級(jí)旋風(fēng)的垂直度以及二級(jí)旋風(fēng)之間的順利對(duì)接，吊掛座和內(nèi)集氣室組裝在球形封頭上的水平度必須和大球形封頭的水平度保持高度一致，和大球形封頭的同心度也須控制在很小的偏差之內(nèi)。為此我們利用自制的水平大劃規(guī)（如圖3所示）和線錘在球形封頭上對(duì)吊掛座進(jìn)行劃線、開(kāi)孔，用U型管加水平尺來(lái)幫助吊掛座和內(nèi)集氣室的組對(duì)安裝，取得了良好的施工效果，保證了吊掛座和內(nèi)集氣室與封頭的水平度和同心度。內(nèi)集氣室的組對(duì)安裝在封頭翻身后于封頭內(nèi)部進(jìn)行。

圖3 水平劃規(guī)示意

4.1.2焊接變形的預(yù)防和控制

由于一旋的吊掛座組焊在球形封頭的外表面，因此組對(duì)時(shí)角焊縫間隙的合理控制是減小吊掛座焊接變形的關(guān)鍵因素。對(duì)此我們采用了現(xiàn)場(chǎng)放樣、修正組對(duì)和剛性固定后進(jìn)行對(duì)稱焊接的施工方法，有效地保證了吊掛座焊后的水平度。對(duì)于一旋和二旋、二旋和集氣室接口的不銹鋼焊接，我們采用焊縫用筋板剛性固定、旋體用葫蘆綱絲繩固定后兩人對(duì)稱焊接的方法，以確保旋風(fēng)分離器的垂直度不會(huì)因聯(lián)接口的焊接而產(chǎn)生變形。最后保證在地面支架上組對(duì)焊接完后的旋風(fēng)分離器垂直度符合設(shè)計(jì)要求。

4.1.3新封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)和舊塔體的組對(duì)焊接

（1） 為保證新封頭安裝時(shí)達(dá)到精確的水平度，從而保證旋風(fēng)系統(tǒng)的垂直度，在割除舊封頭時(shí)利用U型管進(jìn)行定位、劃切割線，采用分段對(duì)稱切割的方法來(lái)減少熱影響變形，舊封頭吊除后先對(duì)舊塔體的組對(duì)口進(jìn)行橢圓度修正，然后再利用U型管對(duì)組對(duì)口的水平度進(jìn)行最終的檢測(cè)和修正。以此來(lái)確保舊塔體組對(duì)基準(zhǔn)面的橢圓度和水平度。

（2） 新封頭與舊塔體環(huán)縫組對(duì)時(shí)，通過(guò)沿環(huán)縫對(duì)稱設(shè)置的工裝胎具適當(dāng)調(diào)整對(duì)接焊縫的間隙來(lái)保證旋風(fēng)分離器的垂直度，然后再進(jìn)行環(huán)縫的依次組對(duì)。組對(duì)結(jié)束后用定位筋板沿環(huán)縫圓周的對(duì)稱位置對(duì)焊縫進(jìn)行剛性固定，同時(shí)多名焊工在對(duì)稱位置施焊，以有效防止環(huán)縫焊接后對(duì)旋風(fēng)分離器垂直度的不利影響。

4.2 大直徑球形封頭的吊裝翻轉(zhuǎn)

翻轉(zhuǎn)作業(yè)程序分三個(gè)步驟：起吊離地懸空，封頭處于平衡狀態(tài)（稱為初始狀態(tài)）；封頭沿豎直方向翻轉(zhuǎn)180°，實(shí)現(xiàn)豎立方向上下調(diào)位（稱為翻轉(zhuǎn)狀態(tài)）；封頭落于特制支架上，翻轉(zhuǎn)結(jié)束（稱為終止?fàn)顟B(tài)）。第一再生器的球形封頭直徑達(dá)9.6 m，為滿足封頭內(nèi)襯里和內(nèi)集氣室的安裝需要，封頭要進(jìn)行兩次吊裝翻轉(zhuǎn)，特別是封頭內(nèi)襯里及內(nèi)集氣室安裝完畢后的翻轉(zhuǎn)難度很大。

4.2.1封頭的第一次翻轉(zhuǎn)

再生器封頭的第一次翻轉(zhuǎn)是在人孔及一級(jí)旋風(fēng)吊掛支座安裝焊接完畢后進(jìn)行，將封頭從臥置狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成仰置狀態(tài)，吊裝質(zhì)量33 t。再生器頂部有5個(gè)直徑為600 mm的吊掛支座，經(jīng)過(guò)對(duì)翻轉(zhuǎn)過(guò)程三個(gè)狀態(tài)的受力計(jì)算，采用其中的4個(gè)吊掛支座作為受力吊點(diǎn)，利用120 t汽車(chē)吊作為主吊車(chē)，80 t汽車(chē)吊作為輔助吊車(chē)進(jìn)行吊裝。

4.2.2封頭的第二次翻轉(zhuǎn)

（1） 選擇再生器頂部其中兩個(gè)直徑為600 mm的吊掛支座作為主吊車(chē)的吊點(diǎn)。封頭豎立后，輔助吊車(chē)必須更換受力方向，封頭的所有重量完全由主吊車(chē)承擔(dān)。此時(shí)，吊掛支座的上部法蘭已不能承受鋼絲繩的掙脫力。為此，需要在吊掛支座的法蘭下方焊接兩個(gè)互成90°的管式吊耳。

（2） 在球形封頭端面以上2 m位置焊接兩個(gè)承受載荷為250 kN的頂部板式吊耳，作為輔助吊車(chē)的吊點(diǎn)。

（3） 利用350 t汽車(chē)吊作為主吊車(chē)，120 t汽車(chē)吊作為輔助吊車(chē)進(jìn)行吊裝。

（4） 在球形封頭端面以上2 m內(nèi)部位置用6根D 159 mm×7 mm無(wú)縫鋼管做好米字支撐。

4.3 球形封頭與旋風(fēng)系統(tǒng)整體組裝的架空處理

旋風(fēng)分離器要進(jìn)行倒裝，必須具備三個(gè)條件：一是封頭懸空置于一定的高度上，而且必須滿足10個(gè)直徑為1 464 mm的一、二級(jí)旋風(fēng)分離器的吊裝空間需求。二是由于每個(gè)旋風(fēng)的質(zhì)量達(dá)8 t，吊裝時(shí)只能從封頭的底部斜向插入，旋風(fēng)將對(duì)封頭支撐點(diǎn)產(chǎn)生水平和豎向兩個(gè)作用力；另外，旋風(fēng)吊裝組對(duì)時(shí)是逐個(gè)進(jìn)行，將對(duì)整個(gè)封頭產(chǎn)生一個(gè)偏心力。這兩點(diǎn)需要通過(guò)封頭的架空裝置進(jìn)行處理。三是為滿足旋風(fēng)分離器的最終垂直度要求，需要通過(guò)對(duì)架空點(diǎn)的調(diào)整，保證整個(gè)封頭完全處于水平狀態(tài)。

為滿足旋風(fēng)倒裝法吊裝需求，我們特制了4個(gè)高5.8 m的架空裝置（如圖4所示），并嚴(yán)格按照一定的角度進(jìn)行放置（如圖5所示）。

圖4 封頭架空支撐結(jié)構(gòu)

圖5 封頭架空支撐放置位置

4.4 新封頭及旋風(fēng)系統(tǒng)整體吊裝工藝

4.4.1吊裝工藝

（1） 封頭組件吊裝采用750 t履帶吊，站位于裝置自行車(chē)棚與緯二路之間，站位場(chǎng)地采用打樁做承臺(tái)的方法。

（2） 封頭對(duì)稱焊接4個(gè)承受載荷為400 kN的頂部管板式吊耳，通過(guò)特制的較短繩套與750 t吊車(chē)吊鉤連接。

小學(xué)道德與法治課堂教學(xué)進(jìn)行教法升級(jí)符合新課改倡導(dǎo)的基本精神。小學(xué)身心成長(zhǎng)有自身規(guī)律，教師要巧妙借助教材中的插圖，點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)熱情；善于運(yùn)用生活中的故事，拓展學(xué)生思維認(rèn)知；組織趣味游戲，內(nèi)化學(xué)生道德情感；探析典型案例，升級(jí)學(xué)生法制意識(shí)。通過(guò)這些方式，課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，學(xué)生良好品德自然生成。

（3） LR1750型750 t履帶式起重機(jī)工況選擇：SDB工況為主臂84 m、超起桅桿31.5 m，中心配重質(zhì)量95 t，標(biāo)準(zhǔn)配重質(zhì)量220 t，配備懸浮配重質(zhì)量337.5 t＠20 m，工作半徑41 m，額定吊裝質(zhì)量為190.25 t，而封頭組件設(shè)備總質(zhì)量只有158.2 t，滿足吊裝要求。

（4） 吊機(jī)組桿：750 t履帶吊在緯二路上進(jìn)行組桿，履帶吊站位和移動(dòng)位置下應(yīng)鋪設(shè)專(zhuān)用路基板，懸浮配重放置位置下應(yīng)鋪設(shè)30 mm厚鋼板。

4.4.2地基處理方案

地基處理采用打混凝土鉆孔灌注樁的方法，為了使相鄰的建筑物構(gòu)筑物不受影響，根據(jù)鎮(zhèn)海煉化的地基情況，采用直徑600 mm、長(zhǎng)20.7 m的鉆孔灌注樁，內(nèi)配12Φ16 mm主筋和Φ 8 mm＠200 mm螺旋筋。

750t履帶吊的履帶外沿尺寸為10.3m×11.9m，履帶寬度1.5 m。因此考慮加固的范圍為19.25 m×14.2 m，每根地下管道兩側(cè)沿管道走向方向設(shè)置兩排樁共12根，電纜溝兩側(cè)沿電纜溝走向方向設(shè)置兩排樁共14根（考慮到設(shè)備就位時(shí)履帶前端受力較大，因此在靠近電纜溝處的三排樁在原來(lái)的每排6根樁的基礎(chǔ)上各補(bǔ)樁1根）。樁與樁之間東西方向設(shè)置800 mm×600 mm承臺(tái)梁，南北方向設(shè)置400 mm×400 mm聯(lián)系梁，承臺(tái)梁及聯(lián)系梁頂標(biāo)高EL－0.0，下用可壓縮的細(xì)砂回填，梁頂鋪設(shè)單層路基板，路基板規(guī)格：2 400 mm×6 000 mm（或5 500 mm）×260 mm（或270 mm），共14塊。路基板上受到的荷載由路基板傳至承臺(tái)梁再傳至樁基而避免管道受壓受損。地基處理方案如圖6所示。

電纜溝與建筑物之間、未設(shè)置樁基處的草坪、緯二西路北側(cè)綠化帶場(chǎng)地采用大石塊和級(jí)配砂石置換1.5 m深的方法處理，并用壓路機(jī)壓實(shí)至標(biāo)高EL+0.000。

圖6 地基處理方案

4.4.3吊索設(shè)置（見(jiàn)圖7）

圖7 吊索設(shè)置示意

選用6×37+1鋼絲繩，直徑為34.5 mm，鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度σ=1 700 MPa、破斷拉力P=758 kN，需鋼絲繩4根（每根長(zhǎng)度為26 m）共16繩股作主吊繩。計(jì)算載荷為F計(jì)=1 582×1.1=1 740 kN，安全系數(shù)取6，則鋼絲繩的允許拉力：

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，采用兩級(jí)旋風(fēng)倒裝法，封頭與旋風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行地面聯(lián)體預(yù)制、裝置停工后對(duì)舊封頭和旋風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行整體置換的方案，是切實(shí)可行的。該方案不僅大大節(jié)省了裝置的停工檢修時(shí)間，而且保證了旋風(fēng)系統(tǒng)苛刻的垂直度、旋風(fēng)出入口的標(biāo)高、新封頭和舊塔體的對(duì)口錯(cuò)邊量等一系列技術(shù)指標(biāo)達(dá)到要求，第一再生器旋風(fēng)系統(tǒng)從2008年12月更換至今運(yùn)行良好。該方案的順利實(shí)施也為此類(lèi)設(shè)備的檢修或更換施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)拓了新思路。

Abstract：Because of over wire-speed and lining wear problems occurred in the cyclone system of the first regenerator at 180×104t/a heavy oil catalytic cracking unit of SIPOPEC Zhenhai Refining&Chemical Company,the old end cover and cyclone system need to be replaced during downtime.According to field construction environment and time limit for replacement,the following construction scheme is adopted,that is the end cover and cyclone system are prefabricated monolithically on ground,then the old ones are replaced with them integrally.This scheme vastly saves downtime,ensures a series of rigorous technical specifications of the cyclone system installation,and achieves good results.

Key words:heavy oil catalytic cracking unit;first regenerator;cyclone system;monolithic prefabricated;integral replacement

（54）Replacing Cyclone System of First Regenerator at Heavy Oil Catalytic Cracking Unit

YANG Sheng-bo（Zhenhai Petrochemical Jianan Engineering Co.,Ltd.,Ningbo 315207,China）,ZHOU Jian-kang

TE966

B

1001－2206（2011）01－0054－05

楊升波（1977-），男，浙江寧海人，工程師，2000年畢業(yè)于重慶大學(xué)工業(yè)設(shè)備安裝工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事煉油化工工程管理工作。

2010-05-24；

2010-11-06