伊泰新疆能源有限公司200萬t/a煤制油項目費托反應器吊裝

葉尚武 張利寬

中石化第十建設有限公司 山東青島 266000

1 項目簡介

伊泰新疆能源有限公司伊泰甘泉堡200萬t/ a 煤制油項目是伊泰集團繼16萬t/ a 煤制油工業化示范廠2009年3月順利產出我國煤間接液化工業化第一桶合格成品油之后，投資建設的第一個大型工業化煤制油項目。項目位于新疆烏魯木齊市甘泉堡工業園，項目I 期產能為200萬t/ a，技術路線采用煤間接液化技術合成液體燃料，產品包括LPG、石腦油和柴油等，II 期建成后產能將達到540萬t/ a。

該項目由中石化第十建設公司承建，其中費托合成反應器是項目大型設備吊裝和短途運輸一體化工程最重直徑最大的設備，是最關鍵設備之一。本工程吊裝的費托合成反應器共有4 臺，位號分 別 為 26111- R001、26112- R001、26113- R001、26114- R001，每臺費托合成反應器分成2 段進行吊裝，空中立式組對。第一段吊裝完成后，安裝內件，然后進行第二段吊裝。設備主要技術參數如表1 所示。

表1 費托反應器安裝工程量及吊裝參數一覽表

2 吊裝方法概述

2.1 吊裝方案的確定

根據費托合成反應器下段的吊裝參數、結合現場實際情況及國內大型吊裝設備性能，經過多種方案的安全性、可行性、經濟性的比較分析，決定采用液壓提升裝置（2600t/ 71.66m）主吊、1000t 級履帶式起重機（XGC15000 型）溜尾的方法進行吊裝就位，液壓提升裝置采用“液壓同步提升技術”將設備直立、提升、就位；1000t 級履帶式起重機采用直吊、履帶行走的方法完成設備由臥態到直立的溜尾。液壓提升裝置的液壓同步提升由計算機控制，具有全自動完成同步升降、負載均衡、姿態校正、應力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能，保證吊裝過程的安全穩妥。

2.2 主吊機械設置

2.2.1 2600 t/ 71.66 m 液壓提升裝置

本工程選用的主吊機械為 2600 t級/ 71.66 m 的液壓提升裝置。該提升裝置由塔架（6m 標準節、底節、頂節）、液壓提升器、泵站、計算機同步控制系統、塔身平臺、提升大梁、桁架、導線架、塔身扶梯等組成；塔架底節采用法蘭盤與地面基礎埋件連接。

該塔架設計安裝高度為120m，設計有效工作高度117m，每付塔架設計承載能力2600t。塔架的橫截面尺寸為4.2m×4.2m，兩個塔架之間的中心距最小為16.8m，最大為21.8m (可在16.8- 21.8m 調節)。

由于本次吊裝的反應器下段高度為54.4m，因此根據現場實際情況和被吊設備高度確定塔架的實際安裝高度為71.66m，有效工作高度為68.63m。兩塔架分別在費托反應器基礎的0°～180°站位，兩塔架中心與費托反應器基礎中心在同一條直線上，兩塔架中心間距為19.8m。

2.2.2 液壓提升設備

根據吊裝要求的需要，配備YS- SJ- 400 型液壓提升器、YS- 1400 型液壓提升器、TJDV- 30 型變頻液壓泵源系統及YT- 2 型計算機同步控制系統。

主提升油缸選用的鋼絞線為高強度低松弛預應力鋼絞線，抗拉強度為1700Mp，直徑為18 mm，破斷拉力為35t；本工程中每臺提升油缸實際配置27根鋼絞線，費托合成反應器整體提升重量為 2126t （含吊具等），共配置YS- SJ- 400 型液壓提升器8 臺，荷載不均勻系數取1.2，則單根鋼絞線的平均 工 作 荷 載 為 ：2126 ×1.2/ 8/ 27=11.81t。單根鋼絞線的荷載系數為：35/ 11.81=2.9＞2.5，滿足使用要求；

纜風繩油缸選用的鋼絞線為高強度低松弛預應力鋼絞線，抗拉強度為1860Mp，直徑為15.24 mm，破斷拉力為26.3t；本工程中每臺纜風油缸實際配置6 根鋼絞線，單根纜風繩最大拉力設計值為334KN，則單根鋼絞線的平均工作荷載為：341/ 10/ 1/ 6=5.68t。單根鋼絞線的 荷 載 安 全 裕 度 系 數 為 ：26.3/ 5.68=4.7＞2.5，滿足使用要求；

2.2.3 纜風地錨

2600 t 門式液壓提升系統設置6個錨點，每個錨點通過纜風繩與塔架頂節相連接，形成纜風系統，通過6 臺液壓千斤頂分別控制6 條纜風繩來調節纜風系統受力。

纜風繩錨點采用埋置式地錨，其中F1、F2 錨點分別埋置一塊規格為4.8m(長)x2m(寬)x2m(高)的三角鐵地錨，埋置深度為3m，地錨與140t 液壓油缸下錨具之間采用兩根φ47.5mm x 18m 的鋼絲繩相連接；C1、C2、D1、D2 錨點分別埋置兩塊規格2.196m (長)x1.22m (寬)x1.2m(高) 的三角鐵地錨，埋置深度為2.5m，地錨與140t 液壓油缸下錨具之間采用兩根φ32.5mm*15m 的鋼絲繩相連接。

2.3 吊裝過程控制

2.3.1 過程控制

液壓提升裝置索具系掛設備吊耳并預緊，保證主吊機索具鉛垂；溜尾吊車行至吊裝站位處，系掛溜尾索具并預緊，保證吊車跑繩鉛垂。液壓提升裝置提升（提升速度5～6m/ h），溜尾吊車緩慢起繩，將費托反應器下段水平抬離鞍座100mm，停止起繩，檢查吊裝系統包括液壓提升裝置、溜尾吊車、站位點、索具、設備等各部位受力情況。檢查合格后，液壓提升裝置提升，溜尾吊車緩慢向前走車，溜尾吊車根據實際情況不連續落（起）鉤，費托反應器下段緩慢直立。液壓提升裝置停止提升，溜尾吊車停止走車，摘除溜尾索具。找準方位后，液壓提升裝置緩慢回落提升機構，使設備平穩落到基礎上，找正找平后把緊地腳螺栓，設備就位。

2.3.2 液壓提升控制要點

為確保費托合成反應器及提升門架提升過程的安全，根據費托合成反應器的特性，采用“吊點油壓均衡，結構姿態調整，位移同步控制，分級卸載就位”的同步提升和卸載落位控制策略，具體步驟如下。

（1）同步吊點設置

共設置2個同步提升吊點。每個吊點處各設置一套位移同步傳感器。計算機控制系統根據這2 套傳感器的位移檢測信號及其差值，構成“傳感器－計算機－泵源比例閥－液壓提升器－費托合成反應器”閉環系統，控制整個提升過程的同步性。

（2）吊點油壓均恒

每一吊點處的液壓提升器并聯，對每個提升吊點的各液壓提升器施以均恒的油壓，這些吊點以恒定的載荷力向上提升。

（3）提升分級加載

以主體結構理論載荷為依據，各提升吊點處的提升設備進行分級加載，依次 為 20% ，30% ，40% ，50% ，60% ，70%，80%，在確認各部分無異常的情況下，可繼續加載到90%，95%，100%，直至費托合成反應器全部離地（胎架）；

（4）離地檢查

費托反應器離地后，停留12～24h作全面檢查（包括吊點結構，承重結構體系和提升設備等），并將檢查結果以書面形式報告指揮部。

（5）姿態檢測調整

用測量儀器測出各吊點的離地距離，計算出各吊點相對高差，并與理論值進行比較，提升設備調整各吊點高度使之接近理論值。

（6）整體同步提升

以調整后的各吊點高度為新的起始位置，復位同步傳感器。在費托合成反應器整體同步提升過程中，保持該姿態直至提升到預定高度。

（7）整體同步下降

將下降前的各吊點高度設為新的起始位置，復位同步傳感器。在費托合成反應器整體同步下降過程中保持該姿態直至接近下部結構。

（8）分級卸載就位

以卸載前的吊點載荷為基準，所有吊點同時下降卸載10%。在此過程中可能會出現載荷轉移現象，即卸載速度較快的點將載荷轉移到卸載速度較慢的點上，以至個別點超載甚至可能會造成局部構件失穩。計算機控制系統監控并阻止上述情況的發生，調整各吊點卸載速度，使快的減慢，慢的加快。萬一某些吊點載荷超過卸載前載荷的10%，則立即停止其它點卸載，而單獨卸載這些點。如此往復，直至鋼絞線徹底放松，費托合成反應器自重載荷完全轉移到反應器基礎上，液壓提升作業完畢。

（9）提升過程的微調

費托反應器在提升及下降過程中，因為空中姿態調整需要進行高度微調。在微調開始前，將計算機同步控制系統由自動模式切換成手動模式。根據需要，對整個設備提升系統的8 臺液壓提升器進行同步微動（上升或下降），或者對單臺液壓提升器進行微動調整。微動即點動調整精度可以達到毫米級，完全可以滿足費托反應器結構安裝的精度需要。

3 塔架的組裝和拆除

3.1 塔架安裝

塔架安裝完成后，應進行檢驗試驗，同時宜通知當地技術質量監督部門參加檢查監督。

3.2 塔架組裝、拆除和移位

油品合成裝置有 4 臺設備需要吊裝。塔架第一次在第一臺費托反應器（26114- R001）基礎南北兩側用 1000t履帶吊組裝塔架，利用塔架液壓提升裝置及1000t 履帶吊吊裝第一臺費托反應器（26113- R001）完畢后；利用1000t 履帶吊（48m 臂桿變為96m）將塔架拆除移 位 至 第 二 臺 費 托 反 應 器（26114- R001）基礎兩側。

塔架第二次在第二臺費托反應器（26114- R001）基礎兩側用1000t 履帶吊組裝完塔架，吊車工況變為48m，利用塔架液壓提升裝置及1000t 履帶吊吊裝第二臺費托反應器（26114- R001）。

待 第 一 臺 費 托 反 應 器（26113- R001） 吊裝完成以后，利用1000t 履帶吊先將塔架頂部的提升系統和吊具拆除至地面，然后將塔架分成八大件吊裝至第二臺設備基礎上，將塔架組裝達到預定高度，調試完后，開始第二臺費托反應器（26114- R001）的吊裝工作。

4 實施過程

依照以上方案，4 臺費托反應器下段（Φ9860×54400mm，重1960t）吊裝自2014年10月16日開始，2014年11月20日結束，歷時35 天。第一臺費托反應器（26113- R001）2014年10月15日運輸到位，10月16日吊裝就位；第二臺費托反應器（26114- R001）2014年10月28日運輸到位，10月29日吊裝就位；第三臺費托反應器（26111- R001）2014年11月11日運輸到位，11月12日吊裝就位；第四臺費托反應器（26112- R001）2014年11月19日運輸到位，11月20日吊裝就位。此外還完成了2600t 級液壓提升裝置三次拆/ 組工作。目前，4 臺費托反應器的吊裝被業主評為樣板工程。