王志成，李海杰，閆世忠，余保志，沈林洪惠生工程（中國）有限公司，上海201210

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潞安煤制油項目煤氣化裝置大件吊裝策劃及實施

王志成，李海杰，閆世忠，余保志，沈林洪
惠生工程（中國）有限公司，上海201210

摘要：潞安煤制油項目的氣化裝置是目前世界上氣化能力最大的裝置，超大型設備多，鋼結(jié)構(gòu)量大，場地布置狹小，吊裝作業(yè)難度大，因此科學、合理的吊裝策劃、作業(yè)是成功進行吊裝的關鍵。在論述了吊裝工程特點的基礎上，介紹了包括吊車配置、設備吊裝、鋼結(jié)構(gòu)模塊化吊裝、施工總平面布置、施工工序安排等的整體吊裝策劃；闡明了合成氣冷卻器下段與鋼結(jié)構(gòu)一起吊裝、氣體返回室+導管段的兩次翻轉(zhuǎn)作業(yè)、排渣罐吊裝等的涉及關鍵設備的吊裝策劃。該項目經(jīng)過180 d的吊裝作業(yè)，已成功地按照施工作業(yè)計劃和安全要求，完成了所有大件設備的吊裝。

關鍵詞：煤氣化裝置；大件吊裝；吊裝策劃

潞安煤制油項目中的氣化裝置設置了4套投煤量3 000 t/d煤粉氣化裝置，采用殼牌粉煤氣化工藝（SCGP），生產(chǎn)的粗合成氣（H2+ CO）產(chǎn)量約為75萬m3/h，是目前世界上規(guī)模最大的氣化裝置，項目占地340hm2，項目總投資220億元。

1　工程特點

（1）高。本裝置中混凝土框架高度42 m，鋼結(jié)構(gòu)高度為國內(nèi)同類裝置中最高的，鋼結(jié)構(gòu)安裝后最大高度為123 m，設備就位后最高標高為130 m。

（2）大。本裝置煤氣化投煤能力為3 000 t/d，為世界上同類裝置中轉(zhuǎn)化能力最大的。

（3）重。裝置中的單臺氣化爐質(zhì)量近2 000 t，單個系列鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量近8 000 t，100 t以上的設備20臺（其中質(zhì)量在300 t以上的設備5臺），設備總質(zhì)量約5 500 t。

（4）小。本裝置占地面積7.13萬m2，有設備835臺，其中非標設備43臺，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量3.3萬t，工藝管道163 km。裝置區(qū)域內(nèi)僅有空地2.5萬m2，其中吊裝能力280 t以上的8臺履帶吊車作業(yè)區(qū)域占1萬m2，僅剩余約1.5萬m2的空間作為設備、結(jié)構(gòu)、管道的擺放及周轉(zhuǎn)場地，以及作為部分非標設備的現(xiàn)場組焊場地、施工通道等，施工場地狹小。

（5）緊。按照正常施工程序，參照以往同類裝置的工程量及難度，確定本裝置的合理施工工期為36個月左右，但本裝置的合同施工工期為28個月，任務量大，工期緊。

2　吊裝策劃

2.1吊車配置策劃

根據(jù)裝置中關鍵設備（高壓飛回過濾器、氣化爐及鋼結(jié)構(gòu)）參數(shù)、安裝位置及現(xiàn)場平面布置，確定大件吊裝時需要一臺1 600 t（或以上噸位）履帶吊吊車作為主吊吊車，其他吊車配合。結(jié)合安裝標段劃分及大件吊裝工程量和施工作業(yè)計劃，確定對于整個裝置必須配置如下的大型吊車：

（1）配置1臺1 600 t履帶吊，主要用于大件設備、結(jié)構(gòu)吊裝。

（2）配置2臺400 t履帶吊，主要用于氣化爐卸車配合、溜尾、小型設備吊裝及高空鋼結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)平臺完善。

（3）配置4臺280 t履帶吊，主要用于鋼結(jié)構(gòu)模塊組裝及高空鋼結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)平臺完善。

2.2設備吊裝策劃

（1）根據(jù)1 600 t吊車的吊裝能力及設備的結(jié)構(gòu)形式，氣化爐分為4段吊裝，其余靜設備整體吊裝。

（2）根據(jù)運輸條件的限制，煤粉袋式過濾器及粉煤過濾器均分為2段吊裝。

2.3鋼結(jié)構(gòu)吊裝策劃

根據(jù)方案策劃中吊車的吊裝能力，對于42～123 m之間的鋼結(jié)構(gòu)共分為13個模塊進行吊裝，鋼結(jié)構(gòu)模塊分段見圖1。

2.4施工總平面策劃

（1）土建施工預留策劃。由于裝置布置緊湊，空間狹小，在大件吊裝作業(yè)時主管廊區(qū)域位于吊車作業(yè)影響范圍內(nèi)，所以在大件設備吊裝結(jié)束前，除變電所及機柜間以外，氣化框架以北所有主管廊管架的基礎不得超出地面，所有地下坑洞暫不施工。

（2）模塊預制位置、材料堆放區(qū)域及施工通道策劃。由于裝置內(nèi)主管廊的鋼結(jié)構(gòu)影響大件的吊裝作業(yè)而暫緩施工，所以框架東側(cè)位置及主管廊區(qū)域部分可以作為鋼結(jié)構(gòu)模塊預制組裝區(qū)域及鋼結(jié)構(gòu)材料周轉(zhuǎn)場地，結(jié)合吊車吊裝能力和吊車外形參數(shù)，模塊預制位置、材料堆放區(qū)域及施工通道策劃見圖2。

3　關鍵設備吊裝策劃

3.1合成氣冷卻器下段吊裝策劃

合成氣冷卻器下段立面安裝位置見圖3。

合成氣冷卻器下部（V- 1302）設備的吊裝需要穿越42 m層及34 m層的混凝土框架。由于合成氣冷卻器裙座環(huán)是吊掛在50.8 m層的箱型梁上的，設備裙座外緣尺寸大于箱環(huán)型梁中間孔尺寸，且設備位于箱型環(huán)梁下部的長度大于箱型環(huán)梁與混凝土框架最高點（標高42 m）之間的空間高度，所以如果設備與箱型環(huán)梁分開吊裝，則該箱型梁在合成氣冷卻器下段吊裝前不可預先安裝。為減少高空組對的工程量，提高工作效率，吊裝前應將該箱型梁固定在合成氣冷卻器下部的設備本體上，使設備與箱型環(huán)梁一起吊裝。

圖1　鋼結(jié)構(gòu)模塊分段示意

吊裝前，將設備按照吊裝要求的位置擺放、墊高后，安裝支撐設備的箱型環(huán)梁，通過滑車組、恒力彈簧吊架及臨時加固措施來臨時固定設備與箱型環(huán)梁，吊裝時將設備與箱型環(huán)梁一起吊裝。

3.2氣體返回室+導管段吊裝

氣體返回室+導管段的結(jié)構(gòu)形式見圖4。當氣體返回室+導管段運抵現(xiàn)場時，設備處于水平狀態(tài)，吊裝時設備需要進行兩次翻轉(zhuǎn)作業(yè)后，才能將其調(diào)整為最終吊裝狀態(tài)，然后才能拴掛吊裝索具，正式吊裝。

（1）第一次翻轉(zhuǎn)作業(yè)。氣體返回室+導管段運抵現(xiàn)場后，按照要求放置在2個300 t托輥和一個臨時支座上，然后進行翻轉(zhuǎn)作業(yè)。首先，將280 t履帶吊吊鉤上的索具兜在導管段的底部準備翻轉(zhuǎn)，見圖5 （a）；然后，起升280 t履帶吊吊鉤，使導管段以返回室的中心線為軸線進行旋轉(zhuǎn)，待返回室中心線與導管段中心線在同一垂直面上時，280 t履帶吊吊鉤停止起升，第一次翻轉(zhuǎn)過程結(jié)束，見圖5（b）。

圖2　施工總平面布置示意

圖3　合成氣冷卻器下段立面安裝位置示意

圖4　氣體返回室+導管段的吊裝

圖5　氣體返回室+導管段第一次翻轉(zhuǎn)過程示意

（2）第二次翻轉(zhuǎn)作業(yè)。第一次翻轉(zhuǎn)作業(yè)完成后，調(diào)整280 t履帶吊車的索具位置，將其拴掛在預先設置在導管段靠近下口位置處的板式吊耳上；同時，拴掛好主吊吊車（1 600 t履帶吊）的吊裝索具：一套索具通過平衡梁拴掛在預先設置在返回室上的兩個管式吊耳上，一套調(diào)整索具直接與吊鉤和預先設置在管道下口位置處的板式吊耳連接，然后開始第二次翻轉(zhuǎn)作業(yè)。

首先，兩臺吊車同時起升吊鉤，將設備抬離托輥位置，見圖6（a）；然后，停止起升280 t吊車吊鉤，繼續(xù)起升1 600 t吊車吊鉤，并保證設備不碰地面，然后280 t吊車回落，直至280 t吊車不再受力，若此時設備兩下口基本處于水平，且調(diào)整索具處于完全受力狀態(tài)，則翻轉(zhuǎn)作業(yè)結(jié)束，可以吊裝就位，見圖6（b）。

圖6　氣體返回室+導管段第二次翻轉(zhuǎn)過程示意

第二次翻轉(zhuǎn)作業(yè)的重點在于控制調(diào)整索具的長度，如果不能通過Auto CAD作圖量出索具的準確尺寸，就需要通過設置一套120 t滑車組調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)作業(yè)后的設備下口水平狀態(tài)。

4.3排渣罐的吊裝策劃

排渣罐（V- 1402）在裝置中的位置見圖7。

圖7　排渣罐安裝位置立面示意

根據(jù)設備在裝置中的位置及框架的結(jié)構(gòu)形式可以斷定，在型鋼混凝土框架整體施工結(jié)束后，按照正常的吊裝方式，設備自上而下穿入就位吊裝是不可能的。因此，設備吊裝需采用其他的形式。

本方案采用不預留側(cè)面橫梁的斜穿方案完成設備吊裝，即設備在標高34 m層與24 m層之間的空間位置，讓設備下錐體首先進入標高24 m層的空洞，然后在吊車及設置的機索具的配合下，讓設備完全直立就位的方案。吊裝過程示意見圖8，并敘述如下。

圖8　排渣罐吊裝過程示意

（1）利用400 t履帶吊將設備水平吊至標高34 m層與24 m層之間的空間位置。

（2）摘掉400 t吊車吊鉤，把預先設置在底部標高在39 m層上的埋件的索具掛在設備尾部，利用一臺280 t履帶吊，讓設備錐體首先進入下部空洞。

（3）400 t吊車上的吊索從42 m層上的空洞穿下，掛在設備的吊耳上，索具受力后摘掉280 t吊車吊鉤。

（4）400 t吊車起升，拴掛在設備尾部的索具回落，設備逐漸垂直，就位。

4　結(jié)束語

潞安煤氣化裝置大件吊裝項目經(jīng)過詳細的施工總平面布置和策劃，并經(jīng)過180 d的大件吊裝作業(yè)，順利地按照施工作業(yè)計劃和安全要求，完成了所有大件設備的吊裝。

參考文獻

［1］李海杰，王志成，姜波.氣化裝置帶環(huán)形支撐梁的合成冷卻器吊裝工藝探討［J］.中國高新技術企業(yè)，2015（13）：70- 71.

［2］黃峰.石化裝置改擴建工程中的吊裝施工［J］.石油工程建設，2011，37（3）：67- 71.

Hoisting Planning and Implementation for Oversize Equipment of Coal Gasification Unit in Lu’an Coal- to- Liquid Project

WANG Zhicheng，LIHaijie，YAN Shizhong，YU Baozhi，SHEN Linhong
Wison Engineering（China）Limited，Shanghai201210，China

Abstract：The coal gasification unit in Lu’an Coal- to- Liquid Project is the biggest gasification unit in the world with lots of oversize equipment and large quantity of steel structures arranged in a narrow space. There is a great challenge to the hoisting operations. The whole hoisting planning is introduced in this paper including crane arrangement，equipment and structural module hoisting，general plane layout of construction and construction sequence plan. In addition，the hoisting planning of integrally hoisting lower segment of cooler together with steel structure，twice turning over of gas reflux chamber and transfer line，hoisting slug- off tank is further described. Through 180 days，all oversize equipment was successfully hoisted in accordance with construction plan and safety requirements.

Keywords：coalgasification unit；hoisting oversize equipment；hoisting planning

doi：10.3969/j.issn.1001- 2206.2016.03.010

基金項目：

國家自然科學基金（51274232）；中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助（13CX06074A）。

作者簡介：

王志成（1974-），男，河南西平人，工程師，1996年畢業(yè)于西南石油大學油建系，現(xiàn)主要從事石油、化工行業(yè)的項目管理工作。Email：wangzhicheng@wison.com

收稿日期：2015- 12- 28