化工裝置檢修吊裝設計

白文田

（華陸工程科技有限責任公司，西安 710065）

1 引言

要維持一個化工裝置的長期運轉并保證其穩(wěn)定運行，平時需要對設備、儀表和管道進行經常性的維護和檢修。石油化工裝置需按計劃進行檢修，目前，大多數(shù)石油化工生產裝置都定為一年一次大修，良好的維護和檢修是工廠下一階段安全生產的重要保證。

在檢修工作中，一般采用移動式的裝置或車輛將需要檢修的設備或部件運走，并運來備用的設備或部件，以便于維修并縮短檢修時間。對于沒有備用部件的大型設備需要就地檢修時，往往提供必要的檢修場地和通道。因此，在檢修廠房內的設備時，通常都要為大型部件的起吊、運輸設置必要的吊車、吊裝孔、檢修通道和場地。

2 檢修吊裝設計內容

檢修吊裝設計是整個工程設計中很重要的部分，具體包括3 個內容：（1）確定吊點平面位置、吊點標高及荷載；（2）確定吊裝孔的平面位置及開孔尺寸；（3）吊車軌道設計[1]。

2.1 吊點設計

2.1.1 吊點平面位置

一般來說，應該在下列類型的設備處設置吊點：（1）有攪拌裝置的設備；（2）有檢修要求的成套機組，如泵、壓縮機、冷凍機組、真空機組等；（3）需打開法蘭蓋進行清洗的大型過濾器，如黑水過濾器等；（4）需加填、裝卸固體物料的設備處，如加料系統(tǒng)等；（5）需經常更換耗材及易損件的設備。例如，磨煤機的磨棒需要經常更換，應該在磨煤機處設置吊點[2]。

2.1.2 吊點荷載

應根據(jù)最大吊裝件的重量來確定吊點的荷載。

2.1.3 吊點標高

應考慮設備起吊時所需要的凈高度來合理確定吊點標高，必要時調整裝置層高，從而滿足設備的安裝檢修要求。以確定廠房內行車吊鉤中心標高為例，可以說明吊鉤中心標高的確定原則。如圖1 所示，H 為廠房的最小高，mm；a 為起重設備最小結構高度，mm；b 為被吊起部件高度，mm；c 為被吊起部件頂部與吊鉤的間隙，按索具夾角≤60°、索具長度≥0.5 mm考慮；d 為被吊起部件底部與固定件頂部的間隙≥0.5 mm；h為固定件的高度或被吊起部件吊運時必須跨越的其他設備的高度，mm?？芍蹉^中心標高需要≥b+c+d+h。

圖1 吊鉤中心標高

2.2 吊裝孔設計要點

在設備安裝和檢修時，對單層裝置只需考慮平面內的運輸即可。對于多層裝置，還需要考慮垂直方向的運輸。對此，要在每層樓面上設置吊裝孔，以供垂直運輸檢修物使用。

1）吊裝孔設置原則。吊裝孔的位置一般應考慮4 個方面：（1）吊裝孔的位置應盡量靠近檢修頻繁的設備；（2）靠近裝置出入口或便于搬運的地方；（3）裝置內統(tǒng)一吊裝孔應設在每層的同一位置；（4）吊裝孔區(qū)域內不得布置有設備、管道。如由于設備布置原因無法在框架內設置吊裝孔時，則可考慮在裝置外設置外挑吊裝梁，且設備需經由吊裝梁起吊進入裝置，同時，外挑梁挑出長度可根據(jù)吊裝件的最大尺寸來確定。

2）吊裝孔尺寸。吊裝孔尺寸應根據(jù)所需吊裝的最大設備或部件來確定。一般來說，不但要滿足本層檢修件的通行要求，還應保證上層檢修件的吊裝要求。吊裝孔一般為方形，凈尺寸一般為最大設備的外形尺寸，且需考慮留有一定余量并結合裝置框架進行設置。

3）吊裝孔構造形式。吊裝孔有閉式和敞開式2 種構造形式：（1）閉式是指在吊裝孔上設有活動封閉蓋板，在吊裝時開啟；（2）敞開式則在孔的四周設置欄桿，同時可根據(jù)實際需要將一面或兩面做成可開啟式，以方便設備進入本樓層。

上述2 種構造形式各有優(yōu)缺點，在設計時通常結合使用。閉式吊裝孔的優(yōu)點在于設置吊裝孔不會減少裝置的通行面積，通常適用于設備的一次性吊裝且吊裝孔尺寸不大的情況。敞開式吊裝孔的優(yōu)點在于裝置內上下樓層聯(lián)系方便，因此，一般裝置內的整體吊裝通常采用敞開式吊裝孔。

2.3 吊車軌道設計

設備由吊裝孔進入目標樓層后，在利用吊車水平運輸至該設備就位的地點后，便可將設備就位，同時吊車軌道（吊車的行進路線）需滿足運輸要求[3]。吊車軌道設計主要包括軌道數(shù)量、軌道形狀、軌道長度3 個方面。

1）軌道數(shù)量。根據(jù)吊裝需求，確定采用單軌或雙軌。如在一條線上布置多個需要檢修的設備或部件，則適宜在設備上方設置吊裝梁，并配備起吊工具（如電動葫蘆），同時滿足起吊和運輸要求。在機組集中布置的廠房（如壓縮機廠房、冷凍機組廠房、空壓機廠房），因設備檢修次數(shù)頻繁且吊運行程較長，所以，一般會設置雙軌橋式吊車。

2）軌道形狀。雙軌吊車軌道一般為直線形，單軌吊車軌道有直線形和環(huán)形2 種。直線型軌道一般用于沒有轉向要求的吊車，可滿足大部分情況的吊裝要求。當?shù)踯囋谄矫鎯扔修D向要求時，可設置環(huán)形軌道。

3）軌道長度。雙軌吊車受限于自身結構，吊車運行時吊鉤不可能到達軌道的盡頭，具有死點位置。因此，在設計軌道長度時應結合起吊點與吊裝孔、檢修區(qū)的位置和距離以及吊車類型進行綜合考慮，使吊車到達極限位置后，吊鉤仍可自然到達吊裝孔中心和設備安裝位置。

3 工程實例

3.1 階梯式吊裝孔

當檢修吊車用于不同樓層的吊裝時，一般在吊裝孔上方中間位置設置檢修吊裝梁并配置電動葫蘆作為起吊工具。但在實踐操作中，當設備或部件起吊至目標樓層后，往往會存在操作困難極不方便的問題。針對此問題，實踐中將吊裝孔設置為階梯式，如圖2 所示，在最小吊裝孔滿足要求的前提下，將吊裝孔一端取齊，從下到上，吊裝孔依次增大，并在吊裝孔旁設置檢修平臺。

圖2 階梯式吊裝孔

通過階梯式的錯位設計，電動葫蘆可將檢修物直接放置于檢修平臺上，這就大大提高了操作的便利性及安全性，獲得了現(xiàn)場工人的良好反饋。因此，在裝置空間允許的情況下，可考慮設置階梯式吊裝孔。但需注意的是，應在設備布置圖中注明此吊車僅用于吊裝小型檢修件，不得用于吊裝大型設備，以防事故的發(fā)生。

3.2 吊裝孔尺寸與設計余量

曾有吊裝孔設計失敗的案例，某項目煤漿制備廠房設置吊裝孔時，因受到廠房結構跨距影響，將吊裝孔設為6 m。在除掉梁及墻面厚度凈距離后，吊裝孔遠小于6 m，而實際所需吊裝的磨棒長度為6 m。根據(jù)不允許豎直吊裝的相關規(guī)定，實際操作時只能斜對角吊裝。另一個弊病是，使用電動葫蘆起吊時，吊裝物容易發(fā)生晃動，導致磨棒與吊裝空間墻壁發(fā)生碰撞。所以，在保證吊裝孔凈尺寸能滿足吊裝要求的同時，應充分考慮留一定的設計余量。

3.3 運輸通道

本工程沒有屋面的露天裝置，為了滿足最上層樓面設備的安裝檢修需求，需要在設備上方局部設置起吊框架支撐吊車梁，為滿足結構的穩(wěn)定性，有時需要設置斜拉撐。如果設置的檢修吊車梁方向與斜拉撐方向垂直，那么吊裝最上層檢修物進入頂層的通道時，會受到斜拉撐的影響。為此，在設置檢修吊車梁時，應確認結構是否有斜拉撐，當有斜拉撐時，則不可設外挑吊車梁，以確保吊裝件運行通道暢通。

3.4 裝置層高應滿足吊裝要求

某加料間所加物料呈固體粉末狀，包裝規(guī)格為500 mm×1 500 mm 袋裝，質重500 kg，加料操作頻次為2 d 加1 次。在進行加料操作時，需將物料由吊裝區(qū)起吊，運輸至加料漏斗上方后將包裝袋打開進料。在設計過程中，由于將檢修梁設置于上層樓面（EL6 500）梁底，因而導致吊鉤收緊后吊鉤離加料漏斗只有約600 mm 的凈空，吊裝空間不足，無法加料。對此，在實際施工時，可將加料間層高局部抬高1 500 mm。由此可知，在確定裝置層高時，應考慮設備的吊裝要求，且尤其應注意帶有攪拌裝置的反應器及加料裝置。某加料間布置圖如圖3 所示。

圖3 某加料間布置圖

4 結語

化工裝置中檢修吊裝設計主要包括吊點設計、吊裝孔設計及軌道設計3 方面的內容。本文結合工程實例，重點闡述在設計中應該注意的問題，并提出可優(yōu)化的建議，希望能夠為相關的檢修吊裝設計提供參考。