催化裂化裝置中外取熱器安裝技術的改進

龐學龍

中國石油天然氣第七建設有限公司，山東青島 266300

1 概況

哈薩克斯坦PKOP奇姆肯特煉油廠現代化改造項目新建200萬t/a催化裂化裝置采用了美國UOP公司技術。該項目再生器錐段下方南、北兩側需各懸掛一臺外取熱器，再生器和兩臺外取熱器被整體包裹在框架內部。外取熱器由殼體、管束和松動風管三部分組成，每臺總質量約93 t，其中殼體質量約36 t，管束及松動風管質量約57 t。外取熱器在中國臺灣制造完成后，經中國內陸進入哈薩克斯坦，整體運至PKOP奇姆肯特煉油廠。因其制造工藝復雜，制造周期長，并經長途運輸，到貨時工期已嚴重滯后，再生器及其包裹框架已經全部施工完畢。

2 UOP推薦安裝工藝及難點

UOP公司推薦的外取熱器安裝工藝是采用滑車組及卷揚機系統分體倒裝外取熱器殼體和管束。具體工藝是在再生器筒體上設置外取熱器殼體的提升系統，采用滑輪組及卷揚機系統，將外取熱器殼體倒裝提升就位后，安裝外取熱器支撐梁，在支撐梁上設置外取熱器管束的提升系統，在外取熱器管束、管箱上設置抱箍提升系統，采用滑輪組及卷揚機系統，將外取熱器管束分兩次倒裝提升就位。

外取熱器為整體到貨，如按照UOP公司推薦的安裝工藝進行安裝，會增加外取熱器管束與殼體間的分體、回裝作業。每臺外取熱器安裝需設置3次提升系統，并預留倒裝提升所占用的框架結構。這就存在框架鋼結構預留量大、滑車組及卷揚機系統設置復雜、施工時間長、安全隱患大等問題，而且外取熱器管束的分體及回裝過程均可能對殼體襯里造成磨損，襯里質量難以保證。

3 改造創新安裝工藝及優點

盡管兩臺外取熱器懸掛安裝于再生器錐段的下方，但兩臺外取熱器本體并沒有完全懸掛于再生器上部筒體垂線的內側，而是每臺外取熱器本體的一半超出了再生器上部筒體垂線的外側位置，這樣的布局有利于采用吊車整體吊裝，為提升索具提供了空間。外取熱器安裝結構如圖1所示。

圖1 外取熱器安裝結構

根據外取熱器的到貨情況、結構特點，結合施工現場實際情況，對安裝工藝進行創新，采用大型吊車整體倒裝、奪吊、提升、就位的方法安裝兩臺外取熱器。具體工藝為：再生器安裝過程中不考慮兩臺外取熱器的到貨時間，按照工期節點正常施工；再生器框架隨著再生器依次進行安裝（需預留外取熱器安裝位置結構橫梁），待外取熱器到貨后采用大型吊車整體將設備吊裝直立后，從再生器框架之間旋轉至外取熱器接管底部，并向上提升至松動風管與接管距離200 mm后，設置奪吊系統；奪吊系統設置完畢后，配合吊車將松動風管穿入外取熱器接管內部，直至外取熱器殼體頂部接口與外取熱器接管滿足焊接條件后，進行組對焊接；焊接完畢后，安裝外取熱器支撐梁和彈簧支架；安裝完畢后，拆除吊車和奪吊系統；后續完善再生器預留鋼結構。

采用此安裝工藝的主要優點為：無需考慮外取熱器的到貨時間，可根據施工節點進行再生器及框架的安裝；外取熱器整體到貨后不需分體而就位，縮短了外取熱器安裝的施工工期，并減少3次提升系統的設置及滑車組、卷揚機等費用投入；降低高空作業風險，避免外取熱器殼體襯里的磨損。不足之處是：再生器安裝外取熱器位置的框架外側鋼結構橫梁位置需預留，待以后完善。

4 工藝原理

4.1 出廠要求

外取熱器內部是襯里結構，需在設計階段設計吊耳，吊耳應適用于整體或分體安裝的要求，并且滿足檢修時外取熱器管束更換的需要。每臺外取熱器在出廠前，需在殼體方位線位置設置4個管式吊耳，在管束、管箱方位線位置設置3個管式吊耳，吊耳規格按照廠家當地標準進行設置。吊耳的位置及方位設置由施工單位提供，吊耳需在制造廠家進行焊接，檢測完畢滿足使用要求后，才能出廠發運。

4.2 施工預留

根據外取熱器整體安裝工藝并結合再生器框架施工進度，再生器南、北兩側外取熱器位置的橫梁（標高6.8 m以上）全部預留，再生器框架預留位置詳見圖2。

圖2 再生器框架預留位置

4.3 吊裝設備

依據外取熱器的外形尺寸、質量并結合吊裝設備情況，用1 000 t履帶吊車主吊，2臺60 t履帶吊車溜尾，采用“單吊車提升雙吊車滑移法”，將外取熱器整體直立，然后實施旋轉、提升、奪吊、提升就位。

4.4 吊裝平面布置

兩臺外取熱器運至現場后，采用1 000 t履帶吊車“兜底法”整體卸車，設備擺放在吊車的南側位置，便于2臺輔助吊車站位，吊裝平面布置見圖3。

圖3 吊裝平面布置

4.5 吊車參數設置

4.5.1 南側外取熱器吊裝

主吊（1000t履帶吊車）：作業半徑R=28m；臂桿長度L=108 m；額定載質量Q=133 t；0 t超起配質量。

輔助（2臺60 t履帶吊車） 作業半徑R=5 m；臂桿長度L=22 m；額定載質量Q=30 t。

4.5.2 北側外取熱器吊裝

主吊（1 000 t履帶吊車）：R=40 m；L=108 m；Q=169 t；160 t超起配質量。

輔助（2臺60t履帶吊車）：R=5m；L=22m；Q=30 t。

4.6 吊裝索具設置

主吊索具設置如圖4所示：160 t平衡梁一套（4個85t卸扣），平衡梁上、下部分別配備φ52 mm×20 m鋼絲繩一對，每根兩圈使用，每根連接一個85 t卸扣，兩個85 t卸扣連接一個240 t卸扣，240 t卸扣上部連接兩根φ120 mm×30 m鋼絲繩，每根單根使用，φ120 mm×30 m鋼絲繩上部連接一個150 t卸扣，卸扣和吊鉤之間連接一對φ52mm×20m鋼絲繩，每根兩圈使用。

圖4 主吊索具設置

溜尾索具：φ44 mm×16 m鋼絲繩一對，每根兩圈使用。

4.7 吊裝過程控制

4.7.1 吊車站位、系掛索具

1 000 t履帶吊車和兩臺60 t履帶吊車調整吊裝站位，3臺履帶吊車位置符合要求后，拴繩掛鉤，并將索具預緊至跑繩無可見偏擺。

4.7.2 試吊

索具系掛完畢后，將外取熱器整體抬高200 mm停止作業，檢查吊裝系統受力情況，檢查合格后，準備正式吊裝。

4.7.3 設備直立

指揮人員指揮吊車將設備吊裝直立后，摘除輔助索具。

4.7.4 旋轉、提升

主吊吊車起鉤，將外取熱器拔高至障礙物上面約0.2 m處；然后，擺桿使外取熱器旋轉到再生器框架內部（外取熱器接管下方）；最后，提升外取熱器至松動風管與外取熱器接管相差200 mm時停止作業。外取熱器提升過程見圖5。

4.7.5 奪吊系統設置

向上提升過程中，上、下接口錯口約200 mm，通過設置奪吊，將外取熱器向再生器筒體內側奪近200 mm，奪吊系統由2臺5 t手拉葫蘆和吊帶配合完成，外取熱器奪吊系統見圖6。

4.7.6 提升、就位

奪吊系統設置完畢后，采用2臺5 t手拉葫蘆進行拉緊，主吊吊車緩慢起繩，2臺手拉葫蘆與之配合，將松動風管穿入外取熱器接管中，再進行組對焊接，外取熱器就位見圖7。

圖5 外取熱器提升過程

圖6 外取熱器奪吊系統

圖7 外取熱器就位

4.7.7 支撐梁、彈簧支架安裝及索具摘除

外取熱器組對焊接完畢后，安裝外取熱器支撐梁及彈簧支架，彈簧支架安裝完畢后拆除主吊索具。彈簧支架就位見圖8。

圖8 彈簧支架就位

4.7.8 預留鋼結構完善

安裝完畢外取熱器，恢復再生器框架預留橫梁，完善鋼結構平臺等后續工作。

5 實施效果

采用此工藝流程，只用4 d時間就完成了2臺外取熱器的安裝工作，無任何安全、質量事故發生，且施工周期短，操作方便，節省了分體倒裝用工、機具采購費用，降低了施工成本，對今后安裝或檢修此類UOP工藝催化裂化裝置中外取熱器的作業，有非常好的借鑒意義。

6 結束語

采用此工藝安裝外取熱器需要注意以下方面：

（1）外取熱器吊耳的設置還應考慮現場安裝和后期檢修的需要，因該設備為襯里設備，后續不能在設備本體上進行焊接。

（2）平衡梁下部索具的長度選擇至關重要，需確保平衡梁從提升位置至就位位置一直處于再生器錐段變徑下方，否則平衡梁一旦處于錐段上方，外取熱器將無法就位。

（3）吊車吊鉤一定要在再生器頂封頭以上運行，否則吊鉤與再生器筒體相碰，外取熱器也無法完全靠近接管位置，使奪吊距離增大，安全隱患大。

（4）平衡梁和吊鉤之間使用單根索具進行吊裝，有利于底部外取熱器進行調整，加之再生器筒體索具穿過位置有接管和平臺，采用兩側設置索具，會刮碰再生器筒體上的接管和平臺，造成接管破壞或外取熱器無法就位。

要充分利用現有資源和施工環境，制訂切實可行的安裝方法，沒有一成不變的工藝，只有不斷改進，才能編制更好的工藝，創造更大的經濟效益。