石油化工設備吊裝技術對比與分析

胡 偉

（華陸工程科技有限責任公司， 陜西 西安 710065）

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石油化工設備吊裝技術對比與分析

胡 偉

（華陸工程科技有限責任公司， 陜西 西安 710065）

摘 要：吊裝技術在石油化工行業中發揮著越來越重要的作用，工業現代化對大機械生產需求度越來越高，吊裝作業也向著大型化、特大型化發展。石油化工吊裝物品按自身尺寸、體積及質量等參數分為塔類、器類、細長類、薄殼類，隨后，從各類吊裝物品自身特點出發，詳細分析其對吊裝技術的具體要求；論述了吊裝技術的兩大分支：分體吊裝和整體吊裝技術，歸納了各自的適用性以及優缺點，最后，總結了石油化工大型裝備吊裝作業中吊耳、吊車及平衡梁、索具等吊裝設備的合理選擇方法，研究結果有利于依據吊裝技術特點合理選取大型設備，提高了現場施工效率，保障設備工作的穩定性。

關 鍵 詞：石油化工；設備特點；吊裝技術；分析對比

石油工業是我國國民經濟的重要組成部分，隨著我國國民經濟的騰飛，石油化工行業得到了迅猛的發展。石油化工產業承擔著保障油氣安全、高效生產的重要任務。吊裝作業在石油化工企業追求高效率、高收益的浪潮中得到了廣泛應用，并發揮著不可替代的重要作用［1］，從而使得吊裝技術得到了長足的發展，從過去單一的桅桿式逐漸發展成以大型起重設備為驅動核心的吊裝方式。等待吊裝的物品多種多樣，特征各異，在吊裝作業中需依據吊裝物品的特點選取合適的吊裝設備及吊裝方式進行作業。

1 吊裝物品特點

石油化工工業投產規模不斷加大，各種大型、特大型設備相繼出現，對吊裝作業工藝技術要求越來越復雜。根據吊裝物品的重量和形狀，可將其分為以下幾類，如表1。

表1 吊裝物品類型及特點Table 1 Hoisting item types and characteristics

（1）塔類、器類重型裝備

塔類、器類裝備主要包括反應塔、蒸餾塔、反應器等大型設備［2］。該類型裝備具有質量大、體積大、高度大、內徑大等特點，吊裝過程中較難固定和起吊，要防止吊裝過程中設備的旋轉和滑脫。因此在吊裝此類物品時，要求吊裝設備具有較強的起重能力和較好的固定方式。

（2）細長類裝備

細長類設備主要包括火炬、排氣設備等。該類設備長度大、容易彎折、結構不穩定。在吊裝此類設備時，必須進行垂直作業，避免設備在吊裝過程中出現撓曲變形或穩定性波動。因此，此類物品在吊裝作業過程中需要提供垂直作業空間，以保障吊裝作業安全高效進行。

（3）薄殼結構重型設備

薄殼結構重型設備以儲油罐、儲氣罐等壓力容器及大型穹頂、設備頂蓋為典型代表。該類裝備具有壁薄、直徑大、占用面積大等特點。在該類設備吊裝過程中要提供水平空間，避免設備在吊裝過程中發生形變和失穩，以免發生生產安全事故。

2 吊裝工藝技術

由一樣吊裝物品特點可以看出，隨著工業現代化，石油化工行業中需吊裝的物品逐漸向大型化發展，所需的吊裝設備也更加復雜和多樣。按照吊裝作業核心的起重設備吊裝能力不同，可將吊裝工藝技術分為分體吊裝和整體吊裝兩大類。

2.1 分體吊裝

分體吊裝是指將待吊裝物品通過拆解成若干部分進行分部吊裝的作業方式。分體吊裝將吊裝物品分部吊裝的方式分散了單次吊裝的重量和體積，解決了大型設備吊重和體積問題，彌補了吊裝場地、作業空間及吊裝能力等現有條件的缺陷，使吊裝作業能夠在有限的條件下順利施行［2］。當分體吊裝用于塔形結構物品吊裝時，可將塔體拆分為多個單元，依次吊起，完成拼裝；當分體吊裝用于薄殼結構物品吊裝時，可將薄殼垂直剖分，減少作業水平占用空間，當完成所有部件吊裝后，拼裝在一起，完成作業，如圖1所示。

2.2 整體吊裝

隨著起重機的載重能力不斷加強，懸臂起升高度和幅度不斷提高，整體吊裝逐漸發展起來。整體吊裝是指將等待吊裝物品作為一個整體，用大型起重設備將其吊裝并合理放置的作業方式。整體吊裝以大型起重設備為核心，應用滑道等輔助設備，對大型物品進行整裝移動。整體吊裝技術工藝簡單，不需拆裝吊裝物品，不影響吊裝物品的原有結構［3］。中石化引入的號稱“吊車航母”的1 250 t級履帶起重機是國內外屈指可數的少數千噸以上起重機，它利用其出色的起重能力，順利完成了上海高橋642 和604 t的兩個反應容器的吊裝，后來又在南京成功吊起850 t、96 m高的精餾塔和648 t的反應器等化工儀器設備，成為了石油化工工業中吊裝作業的核心起重裝備。

圖1 薄殼結構垂直剖分分體吊裝Fig.1 Thin shell structure of fission lifting vertical subdivision

整體吊裝技術用于塔類重型設備吊裝時，將塔體水平放置，一端固定在水平滑道上，另一端與吊機連接。用吊機提升塔體一端，處于平臥狀態的塔體一端慢慢升起，另一端在滑道的控制下，沿水平方向移動，直至整個塔體直立，如圖2所示。該方法簡單快速，安全可靠，節約人力物力，提高了生產效率，但此方法對起重機要求很高，需要較強的設備技術支持，一定程度上限制了其在工業生產中的應用范圍［4］。

圖2 塔類裝備滑道整體吊裝Fig. 2 Tower type integral hoisting equipment slide

總之，吊裝技術兩個分支分體吊裝和整體吊裝各有優勢。分體吊裝技術對空間、起重設備起升能力要求不高，能夠利用較簡單的設備完成復雜的吊裝任務，但存在工時長、操作復雜、安全隱患多等缺點；整體吊裝技術操作簡單，能夠單次吊起大型重物，作業效率高，安全可靠，但整體吊裝作業對起重設備起升能力要求較高，需要專業滑軌進行配合，對場地和空間有一定的要求。因此，在實際吊裝作業中，應根據現場情況和吊裝物品特點合理選擇適當的吊裝方式完成吊裝作業，如表2。

表2 吊裝技術類型及優缺點Table 2 Hoisting type and advantages and disadvantages

3 吊裝設備選擇

3.1 吊耳

吊耳在大型設備吊裝作業中起著至關重要的作用，根據吊耳安裝位置不同和安裝數目差異可將吊耳分為以下幾類：

（1）簡體吊耳。簡體吊耳一般用于大直徑設備吊裝，為了防止設備橢圓度發生大范圍改變，應先加固待吊裝設備內部結構，然后再在設備四周對稱焊接四個簡裝吊耳。

（2）翻個吊耳。翻個吊耳多用于吊裝過程中需將吊裝物品翻個的吊裝作業。翻個吊耳一般設置在吊裝物品重心左上方或右上方，用板式吊耳輔助固定，以維持吊裝物品的整體穩定，防止其發生形變過內部結構損壞。

（3）重型吊耳。此類吊耳一般用于吊裝特大型反應器等裝備，通常采用將吊蓋板厚與設備法蘭匹配后的法蘭式吊蓋進行吊裝，并輔以板式吊耳加固。用高強度螺栓連接吊蓋和法蘭，控制每個螺栓預緊力，保證各螺栓均勻受力［5］。

3.2 吊車

吊車通常根據待吊裝裝備的尺寸、重量、存放狀態及施工環境等因素進行選擇。在滿足吊裝作業的前提下合理調整吊車起重能力、起升高度、作業空間等參數，以獲得最大經濟效益。當需要吊車連續作業時，應合理設計施工方案，盡量減少不必要的吊裝環節，定時輪換作業工人。

3.3 平衡梁

平衡梁是指在吊裝作業中起支撐和平衡作用的穩定結構。平衡梁的出現使吊裝作業能夠將多個超限設備合并到一起一次吊裝，極大的提高了勞動效率，減少了工人的勞動強度和出現錯誤的幾率。在吊裝重型設備作業中通常采用十字支撐平衡梁進行加固，撐桿的型號根據吊裝物品的質量、尺寸、索具長度及外徑進行合理選擇。

3.4 索具

索具是保證吊裝作業安全有效完成的基礎。索具最大試驗載荷通常為額定載荷的1.3～2倍，繩圈周長根據是否受到作業空間限制通常為繩徑的50～100倍。具體索具一般根據吊裝物品重量和吊裝施工實際進行選擇，為吊裝作業提供保障。

4 結 論

石油化工大型裝備吊裝是石化工業中重要的施工程序。根據待吊裝裝備的體積、質量等參數將吊裝物品分為塔類、器類、細長類、薄殼類等類型，總結了各類型裝備的特點及其對吊裝作業的要求。分體吊裝和整體吊裝是吊裝技術的兩個主要分支。分體吊裝技術對空間及起重設備要求較低，能夠將大型裝備分為多個部分吊裝，完成吊裝任務，但分體吊裝設計和施工復雜，需要相關人員具有較高的專業素質；整體吊裝技術相對分體吊裝而言，對吊裝物品整體作業，施工效率高，作業相對簡便，但整體吊裝技術對起重設備和作業空間要求較高，需要具有大型起重設備和較為充足的垂向和水平向作業空間。在現場施工中，應結合實際，根據吊裝物品類型和吊裝設備的自身特點合理選擇吊耳、吊車等吊裝設備。兩種吊裝技術應相互借鑒、優勢互補，在保障安全順利生產的前提下用最小的投入獲得最大的經濟效益。

參考文獻：

［1］柳路，王志勇，高媛.石油化工施工中大型設備吊裝的管理方式分析［J］.遼寧化工，2015，44（9）：1119-1120.

［2］王欣，高順德.大型吊裝技術與吊裝用起重設備發展趨勢［J］.石油化工建設，2005，27（1）：58-60.

［3］呂春來，馬增濤，宋金福.大型設備吊裝一體化管理模式的探索與研究［J］. 石油化工建設， 2006， 28（5）：10-12.

［4］關則新.國內外大型石油化工設備吊裝技術及裝備的比較和分析［J］.石油工程建設，2010，36（4）：51-54.

［5］劉軍岐，李軍謀，李麗紅.淺談大型化工項目的設備吊裝［J］.起重與吊，2014，261（9）：43-46.

Comparison and Analysis of Petrochemical Equipment Hoisting Technologies

HU Wei
（Hualu Engineering & Technology Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710065，China）

Abstract:The lifting technology plays a more and more important role in petrochemical industry， industrial modernization degree has higher and higher demand for big machinery production， hoisting operation also is toward large and super large development. According to the size， volume and quality parameters， petrochemical lifting items can be divided into tower type， container type， long and thin type， thin shell type， and so on. Based on the characteristics of all kinds of lifting goods itself， specific requirements of hoisting technology were analyzed； two branches of the hoisting technology were discussed， including split hoisting technology and integral lifting technology. Their respective advantages and disadvantages were summarized as well as their applicability. Finally， reasonable selection methods of the hoisting equipments for lifting lug， crane and balance beam and other petrochemical large equipments were discussed.

Key words:Petrochemical industry； Characteristics of the equipment； Hoisting technology； Analysis

中圖分類號：TQ 052

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0342-03

基金項目：國家973項目，項目號：2009CB219604。

收稿日期：2015-10-28

作者簡介：胡偉（1982-），男，陜西寶雞人，工程師，2001年畢業于西北大學化工專業，研究方向：大型石油化工裝置設備布置。郵箱：hw1917@hlet.com。