浅谈壳牌煤气化气化炉组件吊装施工.docx
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浅谈壳牌煤气化气化炉组件吊装施工
浅谈壳牌煤气化气化炉组件吊装施工
摘要：
越南北氮改扩建项目气化炉组件（三台设备组合成倒Y字型）采用德马格CC6800型1250吨履带吊吊装圆满成功。
这是我单位第一次独立完成如此大规模的吊装。
一、工程简介：
越南北氮改扩建项目是我国在越南建设的第二套以壳牌煤气化为核心的化肥项目，是我单位在越南建设的第一套煤气化，煤气化规模Nm³（C0+H2），日投煤量T，采用框架结构，框架总高96米，其中0-37米为混凝土结构，37-96米为钢结构。
气化炉组件就坐落在框架内。
1.1设备技术规格见下表：
序号
位号
设备名称
规格（mm）
重量（t）
安装标高（m）
理论
实际
1
V-1301
气化炉
Ø4250/Ø2850×80/60×26400
392.5
366
+37
2
V-1302
合成气冷却器
Ø3000×58×44270
408
395
+53.8
3
V-1303
气体返回室和输气管
Ø3000/Ø2850×170/60×17945
217
195
+63.4
1.2设备布置见下图：
二、工程特点：
2.1．气化炉组件体积大，重量重，安装高度高，交叉作业多，设备全部在框架内，更增加了设备吊装的难度。
2.2.三合一气化炉组件在空中组成为一体，两道黄金焊口要同时达到组对要求，要求气体返回室和输气管在吊装前要调平，设备不规则调平难度大。
并且内件是承插式膜式水冷壁，所以组合件就位时必须平稳，并且采取措施保证设备降落时不晃动。
2.3.吊装之前要详细测量三台设备之间相对尺寸，保证设备的顺利组对。
2.4.煤气化装置是当今世界先进水平的大型化工装置，对吊装施工技术提出了很高的施工要求。
三、总体吊装方案的选择：
在越南两套壳牌煤气化装置中，气化炉吊装分别利用不同的方法进行吊装。
宁平项目采用十一化建的1100吨液压提升装置进行吊装；我单位负责施工北氮项目采用1250吨履带吊进行吊装。
四．吊装工作
1.吊装前的复测工作：
吊装之前要复测设备之间的相对尺寸。
复核气化炉与合成气冷却器中心的平面尺寸及基础高差。
2.气化炉的吊装：
2.1到货状态及运输要求：
设备制造成型后整体交货，两管轴式吊耳必须水平，溜尾板式吊耳朝正上方，到厂后根据吊装要求，在标定位置摆放。
2.2本项目根据气化炉的整体组合重心位置，主吊点选用距离设备顶部9.6米的两个对称布置的管轴式吊耳，溜尾吊耳选设备尾部基础环的两个板式吊耳。
2.3气化炉布置在气化框架内，37米层的混凝土楼板上，通过地脚螺栓进行固定。
2.4气化炉采用双车抬送法吊装。
主吊车选用CC6800型1250吨级的履带吊，辅助吊车选用CCH2800型280吨级履带吊。
气化炉V-1301运输进场至指定位置→→1250t履带吊进场站位到指定位置→→280t履带吊进场站位到指定位置→→设置主吊和溜尾绳索具→→1250t吊车添加超起配重400t→→现场进行联合检查，完成吊装前各项程序并签吊装令书→→先进行试吊，1250t履带吊提升主吊钩，280t履带吊车配合抬送，用两台吊车将气化炉V-1301水平吊起0.3米左右，确认安全后→→用叉车移走支撑设备的水泥墩及钢梁→→开始正式吊装，1250t履带吊继续提升主吊钩，280履带吊伴随着设备的直立适时向前行驶→→气化炉V-1301直立后，拆除280履带吊吊钩上溜尾绳索→→1250t履带吊顺时针旋转吊车臂杆→→将气化炉V-1301移至气化框架设备基础方向→→1250t履带吊继续提升主吊钩，至气化炉底部高出EL:
44300mm→→1250t履带吊向前行走至吊装就位位置，使气化炉位于基础正上方→→调整好气化炉安装方位后1250t履带吊回钩，使气化炉就位于基础上，拆除主吊绳索→→完成气化炉V-1301吊装。
2.5气化炉吊装参数：
设备安装形式
立式
吊装工艺
两台吊车抬送法
设备参数
设备名称及位号
气化炉V-1301
设备规格（内径×长度）
Ø4250/Ø2850×26400mm
设备重量
392.5t
重心位置（距溜尾吊点）
11274mm
主吊力
268t
溜尾力
124.5t
主吊车
型号/吨位：
CC6800型1250t级履带式吊车
工况
SSL
臂杆长度
96m
工作半径
24m
超起配重
400t
超起配重半径
24m
额定载荷
475t
重量
G1+G2+G3：
19.5t
吊装总重量
412t
吊装负荷率
412/475×100%=86.7%
主吊耳
形式：
管轴式
规格：
Ø700×40-345，方位：
120°～300°
平衡梁
600t级，长6m
钢丝绳扣
平衡梁上方：
额定负荷300t，300×0.85×2×sin64°=458t>415t（吊装总重量减去吊钩自重）
平衡梁下方：
Ø120mm，长12m一对,额定负荷300t，300×0.85×2=510t>417t（吊装总重量减去吊钩自重）
溜尾
吊车
型号/吨位：
CH2800型280吨履带吊
工况
S：
21m
工作半径
6m
额定载荷
175t
重量
G1+G2+G3：
4.8t
溜尾吊装总重量
129.3t
溜尾吊车负荷率
129.3/175×100%=73.9%
溜尾吊耳
形式：
板式
规格：
Ø115-100，方位：
210°
溜尾机索具
钢丝绳套Ø120mm，长4m一对，额定负荷300t，300×0.85×2=510t>134.3t，150t卸扣2个
2.6V-1301气化炉的吊装是气化炉组件中吊装难度最小的，吊装的关键在于主吊点的选择尽可能要降低溜尾吊车的吨位。
3合成气冷却器的吊装
3.1到货状态及运输要求：
设备制造成型好整体到货，要求两个对称布置的管轴式吊耳水平布置，尾部采用厂家提供的临时法兰板式吊耳固定在下法兰口。
到场后根据吊装要求，设备摆放在固定的位置。
3.3合成气冷却器位于气化炉右侧，它与气化炉最大的不同就是，合成气冷却器是通过恒力吊固悬挂在54米标高的钢结构箱型梁上。
备必须等到恒力吊全部安装完成后1250吨吊车方可能回钩，部分恒力吊是安装在预留的箱型梁上，所以合成气冷却器在空中的悬挂时间的长短取决于箱型梁预留形式及安装速度。
为了尽可能的缩短悬吊时间，我单位各相关人员多次讨论确定了比较优化的方案，并在吊装前进行了多次预拆装。
3.4吊装方法，合成气冷却器采用双车抬送法吊装。
主吊车选用CC6800型1250吨级的履带吊，辅助吊车选用CCH2800型280吨级履带吊。
合成气冷却器V-1302运输进场至指定位置→→1250t履带吊进场站位到指定位置→→280履带吊进场站位到指定位置→→设置主吊和溜尾绳索具→→1250t吊车添加超起配重400t→→现场进行联合检查，完成吊装前各项程序并签吊装令书→→先进行试吊，1250t履带吊提升主吊钩，280履带吊车配合抬送，用两台吊车将合成气冷却器V-1302水平吊起0.3米左右，确认安全后→→用叉车移走支撑设备的水泥墩及钢梁→→开始正式吊装，1250t履带吊继续提升主吊钩，280履带吊伴随着设备的直立适时向前行驶→→合成气冷却器V-1302直立后，拆除280履带吊吊钩上溜尾绳索→→1250t履带吊顺时针旋转吊车臂杆→→将合成气冷却器V-1302移至气化框架设备基础方向→→1250t履带吊继续提升主吊钩，至合成气冷却器V-1302底部高出EL:
30500mm→→1250t履带吊向前行走至吊装就位位置，使合成气冷却器V-1302位于基础正上方→→调整好合成气冷却器V-1302安装方位后,恢复钢结构，安装恒力吊→→恢复工作完成后，安装临时缆风绳，然后1250t履带吊回钩，使合成气冷却器V-1302就位于基础上，拆除主吊绳索→→完成合成气冷却器V-1302吊装。
3.5合成气冷却器吊装参数：
设备安装形式
立式
吊装工艺
两台吊车抬送法t
设备参数
设备名称及位号
V-1302
设备规格（内径×长度）
Ø3000×44270mm
设备重量
408t
重心位置（距溜尾吊点）
23910mm
主吊力
233t
溜尾力
175t
主吊车
型号/吨位：
CC6800型1250t级履带式吊车
工况
SSL
臂杆长度
96m
工作半径
24m
超起配重
400t
超起配重半径
24m
额定载荷
475t
重量
G1+G2+G3：
17t
吊装总重量
425t
吊装负荷率
425/475×100%=89.47%
主吊耳
形式：
管轴式
规格：
Ø800×40-290，方位：
90°～270°
平衡梁
600t级，长4m
钢丝绳扣
平衡梁上方：
Ø120mm，长6m一对,额定负荷300t，300×0.85×2×sin74°=490t>418t（吊装总重量减去吊钩自重
平衡梁下方Ø120mm，长4m一对,额定负荷300t，300×0.85×2=510t>418t（吊装总重量减去吊钩自重）
溜尾吊车
型号/吨位：
CCH2800型280吨履带吊
工况
S:
18m
工作半径
5m
额定载荷
280t
重量
G1+G2+G3：
5.3t
溜尾吊装总重量
180.3t
溜尾吊车负荷率
180.3/280*100%=64.4%
溜尾吊耳
形式：
板式
规格：
Ø155-140，方位：
180°
溜尾机索具
钢丝绳套：
Ø114mm，长9m一根，一弯两股，额定负荷200t，200×0.85×2=340t>180.3t，200t卸扣1个
3.7V-1302合成气冷却器的吊装是气化炉组件中吊装难度较大的，吊装的关键在于设备吊装与设备基础钢梁的配合安装，交叉施工，要在吊装前对基础钢梁进行预拆装，保证有序并在最短时间内完成钢梁及恒力吊的安装调试。
注：
合成气冷却器吊装就位时，安装标高要比实际安装标高低50mm,最后通过恒力吊上部液压上紧装置提来升合成气冷却器，使合成气冷却器与气体返回室合拢。
建议：
合成气冷却器溜尾吊耳需要进一步优化，在溜尾过程中，溜尾钢丝绳及卡环与设备间隙太近，在设备直立到一定的角度，造成索具与设备相撞，有一的不安全因素。
建议在以后的吊装中修改吊耳的形式。
见下图：
4气体返回室和输气管组合件的吊装
4.1该设备结构形状不规则，设备的重心与几何中心线不重合，具有相当大的吊装难度。
根据设备的重心分布和设备到货情况，结合现场特点，同时考虑到减小高空作业和降低高空组对难度，决定在吊装现场将输气管与气体返向室V-1303卧式组装成整体形成一个吊装单元后再吊装就位，分别与气化炉和合成气冷却器的上端口组对焊接。
在其它项目也有过气体返回室与输气管分开吊装，因此要在空中组对三道黄金焊口，由于内件膨胀节间隙特别小，再加上框架施工过程中的尺寸误差，对口难度太大，同时施工周期也特长，不予采用该方案。
在地面组对第一道黄金焊口之前，要详细测量气化炉与合成气冷却器中心的相对尺寸
根据测量的实际尺寸来调整气体返回室与输气管之间的组对尺寸。
这也就要求土建混凝土结构与钢结构交接的时候，要控制偏差到最最小，保证设备基础的几何尺寸。
在安装钢结构的时候不仅仅只控制钢结构的安装偏差，同时要注意钢结构与气化炉基础的相对尺寸。
4.2气体返回室及输气管组件的吊装参数：
设备安装形式
立式
吊装工艺
两台吊车抬送法
设备参数
设备名称及位号
输气管与气体返向室V-1303
设备规格（内径×长度）
Ø3000/Ø2850×17945mm
设备重量
217t
重心位置（距溜尾吊点）
4190mm
主吊力
110.5t
溜尾力
106.5t
主吊车
型号/吨位：
CC6800型1250t级履带式吊车
工况
SWSL
臂杆长度
72m+48m
工作半径
24m
超起配重
160t
超起配重半径
24m
额定载荷
267t
重量
G1+G2+G3：
22t
吊装总重量
239t
吊装负荷率
239/267×100%=89.5%
主吊耳
形式：
管轴式
规格：
Ø800×40-290，方位：
0°～180°
平衡梁
600t级，长4m
钢丝绳扣
平衡梁上方：
Ø120mm，长6m一对，Ring（endless）,额定负荷300t，300×0.85×2×sin74°=490t>123t
平衡梁下方：
Ø76mm，长15.3m一对，一弯两股,额定负荷750t,70×0.85×4=238t>123t
找正索具
滑轮组：
H80-6D，2套，钢丝绳：
Ø28mm×150m，2根
钢丝绳扣：
滑轮组上方：
Ø114mm，长9m，2根，额定负荷200t/股，200×0.85×2=340t>125.8t
滑轮组下方：
Ø76mm，长length12m，2根，一弯两股额定负荷85t/股，85×0.85×2×2=289t>125.8t
溜尾吊车
型号/吨位：
CCH2800型280吨履带吊
工况
S：
33m
工作半径
8m
额定载荷
142.8t
重量
G1+G2+G3：
7.3t
溜尾吊装总重量
113.8t
溜尾吊车负荷率
113.8/142.8×100%=79.7%
溜尾吊耳
形式：
管轴式
规格Ø650×40-250，方位：
0°～180°
钢丝绳扣
Ø120mm，长12m一对，Ring（endless）,额定负荷300t，300×0.85×2=510t>112t
4.3气体返回室和输气管组合件吊装分一下几个主要过程，两车抬吊组合件到沙坑——组合件在沙坑轴向翻转90°使输气管位于正上方---将组合件进行径向旋转90°，使两道焊口位于水平位置---地面安装找正索具及找正---组合件设备吊装就位---黄金焊缝焊接及热处理。
a.两车抬吊组合件到沙坑：
此过程用280吨与250吨吊车配合进行。
根据设备中心位置，280吨吊车吊气体返回室，250吨吊输气管上，采用绳扣捆兜方式。
b.组合件在沙坑轴向翻转90°使输气管位于正上方：
由于组合件整体结构不规则，不能够在鞍座等刚体内翻转，因为那样在翻转过程中，设备易跑离鞍座坠落到地面，酿成吊装事故，在一个刚与刚的摩擦容易对设备造成损伤。
故将设备放置在松软的沙坑内，进行翻转，这样翻转重心低，平稳，同时设备接管及本体不会受到硬物的挤伤或划伤，安全稳妥。
由1250吨吊车单独进行翻转，翻转钢丝绳要在输气管端部挡板内的位置。
由于输气管壳体直径较大，钢丝绳与设备间的摩擦太大，不利于翻转过程中的绳子滑动，也易损伤设备，故在1250吨的吊装锁具上设置了一个125吨平衡轮，使钢丝绳能绕出平衡轮自由回转。
（注：
根据设备直径计算好平衡轮两端的钢丝绳长度。
）280吨吊车连接输气管端部的2个板式吊耳，在第一次翻转的过程中不受力，只起到保护作用。
等翻转至输气管正上方后受力，并加载到一定的载荷。
1250吨吊车回钩。
c.将组合件进行径向旋转90°：
此过程以1250吨吊车吊气体返回室的2个轴式主吊耳，280吨吊车配合溜尾输气管上的2个轴式吊耳，使设备直立，并将输气管放置在已经做好的支撑结构上。
d.地面安装找正索具及找正：
这个过程是组合件正式吊装前的地面最后一个过程，也是最重要最难得一个过程。
目的就是通过一套找正索具，把设备进行找正，将组合件的重量全部转移到1250吨吊车上，使1250吨吊车能独立将组合件吊装就位。
找正索具采用两套80吨6轮滑轮组组成，下连接输气管上的两个轴式吊耳。
上边连接1250吨的吊钩，通过现场50吨吊车抽取跑绳，直至组合件重心位于1250吨吊钩的正下方，两道焊口处于水平位置，让后用卡扣固定跑绳并用两个10吨倒链进行封闭。
注：
要计算好找正索具上下钢丝绳的长度，保证滑轮组的足够尺寸，已经滑轮组跑绳的长度，跑绳要抽出多少米，50吨吊车一次抽多少，一共抽多少次，必须进行详细计算。
e.组合件设备吊装就位：
气化炉与组合件之间，合成气冷却器与组合件之间，通过内件相互穿插，而且间隙非常小，为了防止在组合件吊装就位过程中，内件相互刮挤碰撞造成损坏，产生吊装尾项，需在气化炉上端口周围延圆周均布焊接四块组队用的临时限位导向板，在合成气冷却器焊接4块限位导向板，来控制组合件在下降过程中的摆动，来保证吊装安全。
同时用合成气冷却器的8根缆风绳来调整合成气冷却器的位置，来保证组合件顺利就位。
f.黄金焊缝焊接及热处理：
按照工艺要求，在框架上组对焊接2到黄金焊缝，组合件要受到恒定的提升力，使得黄金焊缝在焊接的过程中不收压缩，保证质焊接质量，减少焊接变形和焊接应力。
根据此要求，就要求1250吨吊车要在空中保持很长一段时间，这就对吊车提出了很高的要求。
同时要求组对焊接人员要24小时不间断施工，保证在最短时间摘钩。
4.4组合件吊装过程中的经验教训：
a、找正索具的尺寸计算偏差过大，导致在过程中，更换了一次钢丝绳。
b、主钢丝绳在轴式吊耳内滑动一定的尺寸，见下图,
钢丝绳滑动以后设备重心变化导致设备倾斜，给组合件就位造成了很大的困难。
五、结束语：
就越南北氮项目及越南宁平项目来说，相同的装置、相同的设备，采用了不同的两种吊装方案。
两种方案进行了以下对比：
越南宁平项目龙门架吊装
北氮项目吊车吊装
前期准备
提前确定龙门架的位置，重量；在根据计算确定机桩的规格尺寸，并安排打桩；根据每个项目的不同，加工不同高度的临时立柱。
确定吊车吊装位置，框架基础完成时，同步处理吊车站位位置的地基。
主吊车
1600吨龙门吊
1250吨履带吊
辅助吊车
750吨履带吊（吊装行车梁及称重量）及250吨履带吊配合
250吨履履带吊
吊装时间
吊装周期稍长，中间还要更换吊装用钢绞线，吊装一台设备更换一次。
吊装过程大概需要2个月
一个月内能够完成煤气化装置的大件吊装
吊车费用
龙门吊+750吨+250吨的费用
1250吨+250吨
对现场的一些基本要求
在吊装过程中，要严格保证电力供应；
优缺点
优点：
在吊装气体返回室及输气管组件时，可用两个提升机构自行找正。
缺点：
所有大件必须进行二次倒运，对吊车要求高。
缺点：
吊装气化炉及合成气冷却器时，吊车需要带着设备往前行走，对地耐力及地面平整度有很高的要求。
通过在越南宁平项目和现在北氮项目的两种不同方案的气化炉组件吊装进行比较，采用大吊车吊装更方便，快捷，安全，对施工进度影响最小。
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