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        “四合一”空壓機(jī)組安裝技術(shù)

        2020-02-26 01:28:10張弘揚(yáng)王書銀張二謙劉志東
        石油化工建設(shè) 2020年6期
        關(guān)鍵詞:汽輪機(jī)施工

        張弘揚(yáng) 王書銀 張二謙 劉志東

        1.中國(guó)化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 河南開封 475002 2. 新疆庫爾勒中泰石化有限責(zé)任公司 新疆庫爾勒市 841000

        1 工程概述

        新疆庫爾勒中泰石化有限責(zé)任公司120 萬t/ a PTA 項(xiàng)目的“四合一”空壓機(jī)組主機(jī)部分是由德國(guó)MAN 公司生產(chǎn),分別由汽輪機(jī)(凝氣式)、工藝空氣壓縮機(jī)(離心式)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)和尾氣膨脹機(jī)組成。汽輪機(jī)動(dòng)力源采用裝置0.35MPa/ 148℃副產(chǎn)蒸汽,尾氣膨脹機(jī)動(dòng)力源則是0.84MPa/ 195℃的氧化尾氣(廢氣),尾氣經(jīng)過兩級(jí)膨脹做功和汽輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。另外,膨脹機(jī)也可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)向外輸送電源,做到了能量的循環(huán)利用。過濾空氣經(jīng)過壓縮機(jī)5 級(jí)增壓至1.39MPa后,供氧化反應(yīng)器使用。空壓機(jī)組主要設(shè)備參數(shù)如表1所示,整體機(jī)組分布和施工工序流程詳見圖1 和圖2。

        2 施工要點(diǎn)

        (1)彈簧隔振器的應(yīng)用改變了部分傳統(tǒng)的施工工序,施工中需在各個(gè)階段對(duì)隔振器進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè),以保證隔振器達(dá)到使用效果并不影響設(shè)備的安裝精度。彈簧隔震器示意圖及實(shí)物照片見圖3。

        表1 空壓機(jī)組設(shè)備參數(shù)表

        圖1 整體機(jī)組分布示意圖

        圖2 施工工序流程圖

        (2)設(shè)備安裝機(jī)組就位前,要進(jìn)行彈簧隔振器的定位檢查與數(shù)據(jù)測(cè)量。

        (3)機(jī)組部件的安裝方式:機(jī)組主機(jī)部分、凝汽器、中間加熱器均定位于壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)二層框架之上,利用大型履帶吊車在廠房完全封閉之前進(jìn)行吊裝;3 臺(tái)中間冷卻器位于廠房?jī)?nèi)地面基礎(chǔ)之上,沿廠房軸線方向水平運(yùn)輸至基礎(chǔ)。

        (4)位于基礎(chǔ)臺(tái)板上的設(shè)備就位后,即可進(jìn)行找正、粗對(duì)中等工作,并對(duì)彈簧隔振器進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)測(cè)。

        (5)設(shè)備一次灌漿后,對(duì)凝汽器和3 臺(tái)級(jí)間冷卻器進(jìn)行注水,使頂臺(tái)板承重達(dá)到運(yùn)行重量。

        (6)彈簧隔振器釋放、調(diào)整完成后,對(duì)汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、尾氣膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)進(jìn)行找正復(fù)查及精對(duì)中工作。

        (7)機(jī)組軸系通過激光對(duì)中法進(jìn)行對(duì)中監(jiān)測(cè),并預(yù)留軸系膨脹量。

        (8)對(duì)管道支架進(jìn)行精準(zhǔn)安裝;對(duì)機(jī)組附屬管道進(jìn)行安裝、調(diào)整,施工時(shí)不得將多余載荷作用于機(jī)組上。管道無應(yīng)力檢查控制。

        (9)機(jī)組灌漿控制:因?yàn)槭褂昧烁粽衿鳎瑸楸WC設(shè)備、管道安裝環(huán)節(jié)的精度要求,改變一般機(jī)組灌漿的工序。

        以上工作全部達(dá)標(biāo)后,即可通蒸汽、電源,進(jìn)入試車環(huán)節(jié)。

        圖3 彈簧隔震器示意圖及實(shí)物照片

        3 彈簧隔振器的應(yīng)用說明及施工要點(diǎn)

        彈簧隔振器的應(yīng)用,改變了傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)的減振形式,機(jī)組的動(dòng)載荷傳導(dǎo)于頂臺(tái)板,通過隔振器的作用使立柱只承受靜載荷,從而可以有效防止基礎(chǔ)與機(jī)器產(chǎn)生共振。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行產(chǎn)生振動(dòng),因基礎(chǔ)本身或機(jī)組重心不均勻分布導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降,甚至發(fā)生地震時(shí),通過彈簧隔振器可快速、平滑地調(diào)整,從而保證機(jī)組的安全運(yùn)行。

        3.1 安裝要點(diǎn)

        (1)柱頂安裝角鋼框,角鋼框焊接在柱側(cè)預(yù)埋件上,既作為灌漿模板,又控制灌漿高度。角鋼框上緣標(biāo)高為設(shè)計(jì)找平層高度(即彈簧支座安裝高度),灌漿料選用強(qiáng)度等級(jí)不低于60MPa 的無收縮灌漿料。灌漿前,柱頂鑿毛并灑水濕潤(rùn),但不能有積水。灌漿料頂標(biāo)高誤差±0.5mm,平整度0.5mm。如不平整,可用手提砂輪打磨平整。

        (2)隔振器安裝:在柱頂彈好隔振器定位中心墨線并打磨平整,標(biāo)高誤差0.5mm,平整度誤差0.5mm;按廠家編號(hào)對(duì)應(yīng)軸線位置安裝就位隔振器,吊裝時(shí)要保持平穩(wěn);隔振器標(biāo)高可通過鋪設(shè)隔震墊調(diào)整,并達(dá)到接觸平穩(wěn);隔振器預(yù)埋件安裝前下表面需經(jīng)防腐處理并進(jìn)行調(diào)平,平整度誤差不大于0.5mm,還要通過底部隔震墊使鋼板底面與隔振器頂面緊密貼合;安裝后,四周用膠帶密封其與模板間的縫隙,并用釘子與臺(tái)板底模板固定牢固。

        3.2 釋放前條件

        (1)彈簧隔振器隨基礎(chǔ)安裝就位后,將臨時(shí)限位拆除。為保證汽機(jī)組的軸系精度,在每個(gè)柱頂布置測(cè)量點(diǎn)(見圖4),并使用千分尺測(cè)量并記錄與臺(tái)板之間的相對(duì)標(biāo)高,以此為釋放基準(zhǔn)參照。

        圖4 柱頭測(cè)量點(diǎn)布置

        (2)凝汽器的熱井焊接完成、機(jī)體找正完成后,對(duì)與凝汽器相連的管道進(jìn)行安裝,并在設(shè)備管程與熱井中注水達(dá)到運(yùn)行狀態(tài)的重量。

        (3)汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)和膨脹機(jī)全部就位(其中汽輪機(jī)、壓縮機(jī)完成安裝檢查及“扣蓋”工作),并完成找正、一次灌漿工作后,機(jī)組各段軸系進(jìn)行粗對(duì)中獲得初始數(shù)據(jù),作為彈簧隔振器調(diào)整的核查依據(jù)。之后,將各聯(lián)軸器脫開,確保各機(jī)器間無硬性連接。

        (4)為保證彈簧隔振器符合機(jī)組運(yùn)行的精度要求,坐落于頂臺(tái)板上的管道、支架、鋼平臺(tái)應(yīng)盡量就位完成。對(duì)于暫不具備正式安裝條件的部分,必須將重量附加至頂臺(tái)板,總重量偏差不得大于5t。

        (5)對(duì)臺(tái)板基礎(chǔ)與四周框架進(jìn)行無剛性連接檢查,及時(shí)清理任何阻礙基礎(chǔ)臺(tái)板自由平衡的約束物;將基礎(chǔ)平臺(tái)上的各類材料、構(gòu)件等額外載荷全部清理干凈;釋放期間嚴(yán)禁在頂臺(tái)板上裝卸重物,避免影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

        3.3 釋放、調(diào)整

        (1)彈簧隔振器的釋放與調(diào)整由液壓調(diào)整系統(tǒng)完成,包括一個(gè)液壓泵和兩個(gè)液壓千斤頂。因該機(jī)組存在兩個(gè)平行的中軸線,達(dá)到運(yùn)行重量時(shí)頂臺(tái)板各個(gè)設(shè)備的重心是不均勻分布的,所以釋放后每組彈簧產(chǎn)生的變量不同。

        (2)釋放精度調(diào)整是依靠液壓調(diào)整系統(tǒng),通過加、減隔振器頂部的調(diào)平鋼板來實(shí)現(xiàn)。調(diào)平鋼板的數(shù)量和厚度,取決于實(shí)際載荷,以及彈簧隔振器釋放后各設(shè)備底座高度的變化量。將彈簧間距逐個(gè)恢復(fù)至初始狀態(tài),偏差控制在±0.25mm 內(nèi)。隔振器調(diào)整實(shí)物圖見圖5。

        圖5 隔振器調(diào)整實(shí)物圖

        (3)在彈簧隔振器的釋放調(diào)整過程中,以保證機(jī)組的軸系在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)為原則,要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高、彈簧隔振器的高度進(jìn)行反復(fù)測(cè)量。釋放工作完成后,調(diào)整螺母時(shí)要松開至螺栓的最底部,隔振器恢復(fù)后即可對(duì)機(jī)組對(duì)中進(jìn)行復(fù)查及精對(duì)中。隔振器結(jié)構(gòu)示意圖見圖6。

        圖6 隔振器結(jié)構(gòu)示意圖

        4 機(jī)組軸系對(duì)中及質(zhì)量控制

        (1)機(jī)組對(duì)中以彈簧隔振器釋放工序?yàn)榻缇€,粗對(duì)中在釋放之前完成,精對(duì)中在隔振器調(diào)整完成后方可進(jìn)行。

        (2)機(jī)組軸系對(duì)中采用激光對(duì)中法,不僅簡(jiǎn)化了過程,而且相對(duì)于傳統(tǒng)工具,利用激光特性消減測(cè)量誤差使數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。軸系對(duì)中工序靠對(duì)汽輪機(jī)的盤車裝置自壓縮機(jī)→電機(jī)→膨脹機(jī)逐步進(jìn)行,根據(jù)機(jī)器類型、振動(dòng)、溫度、殼體固定點(diǎn)、軸的數(shù)量和合力等因素,各機(jī)器都有不同的膨脹或偏移,所以冷態(tài)軸對(duì)中不是以零點(diǎn)為準(zhǔn)。以壓縮機(jī)為例,運(yùn)行時(shí)兩個(gè)齒輪軸水平方向會(huì)向兩側(cè)發(fā)生膨脹,因此機(jī)器對(duì)中過程中,水平的徑向位移需向兩側(cè)預(yù)留偏移量,詳見圖7。

        圖7 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行熱膨脹圖示

        (3)以汽輪機(jī)與壓縮機(jī)的對(duì)中數(shù)據(jù)為例(見圖8)。通常汽輪機(jī)因熱膨脹作用,轉(zhuǎn)子中心會(huì)稍高于壓縮機(jī)。本套機(jī)組在壓縮機(jī)安裝時(shí),壓縮機(jī)對(duì)汽輪機(jī)端的轉(zhuǎn)子有低斜度的要求,因此汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子略高于壓縮機(jī)端。

        圖8 機(jī)組對(duì)中預(yù)留量

        (4)機(jī)組軸系精對(duì)中完成后,即可進(jìn)行二次灌漿工作,灌漿過程中在機(jī)體架設(shè)百分表進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

        5 管道施工及質(zhì)量控制

        管道施工作為機(jī)組施工的另一個(gè)重點(diǎn),由以下幾方面進(jìn)行控制:

        (1)安裝時(shí)需先安裝支、吊架(限位、活動(dòng)支架,彈簧支、吊架),再安裝管道,支架必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行定位,如需變更必須經(jīng)過設(shè)計(jì)部門同意。

        (2)彈簧支、吊架應(yīng)事先與設(shè)計(jì)部門確認(rèn)是否需要進(jìn)行無應(yīng)力調(diào)整還是可微應(yīng)力調(diào)整,以免造成管道調(diào)整的重復(fù)工作。

        (3)與機(jī)組連接的各管線法蘭口與機(jī)組對(duì)應(yīng)法蘭應(yīng)自然平行對(duì)中,嚴(yán)禁強(qiáng)行對(duì)中連接而對(duì)機(jī)組產(chǎn)生附加外力。

        (4)管道無應(yīng)力檢查:法蘭密封面間隙控制在5mm(墊片厚度的+1mm);法蘭平行度按照0.5/ 1000取值(當(dāng)法蘭大于1m 時(shí)取值0.5mm,當(dāng)法蘭小于1m時(shí)按照比例換算選?。?;設(shè)備連接口處的螺栓必須保持能夠無阻礙的自由穿入。

        (5)管線與機(jī)組對(duì)應(yīng)接口連接時(shí),應(yīng)使用力矩扳手分次、對(duì)稱進(jìn)行緊固,并架設(shè)百分表監(jiān)視其對(duì)機(jī)組的影響,監(jiān)測(cè)位移不應(yīng)大于0.05mm。若產(chǎn)生變化超標(biāo),對(duì)管線采取措施處理后,要重新安裝,直到符合要求。

        6 結(jié)束語

        新疆庫爾勒中泰石化有限責(zé)任公司120 萬t/ a PTA 項(xiàng)目的空壓機(jī)組的安裝方式不同于以往壓縮機(jī)組的安裝形式,在施工工序和施工要點(diǎn)中均有所變化,通過以上對(duì)本項(xiàng)目的總結(jié),期望為今后類似項(xiàng)目的施工提供幫助和借鑒。

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