重油催化裂化装置两器组装施工技术方案Word格式.doc
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介质
烟气、催化剂
油气、催化剂
重量
1938649kg
496175kg
设备高度
56500mm
75850mm
设计压力
0.35MPa
设计温度
350℃
550℃
焊接接头系数
1.0
2.1.1再生器概况
再生器为两段再生结构，重叠式布置，设计压力0.35MPa，设计温度343℃。
上部为一再筒体，直径为Ф16000mm，筒体长度17500mm，上部为椭圆形封头，厚度34mm，材质为16MnR。
内置20组旋风分离器，采用内集气室结构。
下部有4组树枝状空气分布管和一组烟气分布器。
下部二再筒体直径Ф8300mm，筒体长度14250mm，厚度40mm，材质为20R，内有一组树枝状主风分布管。
中间锥形过渡段长度6200mm，厚度56mm，材质为16MnR。
再生器内衬100mm厚隔热耐磨衬里，第二再生器空气分布管部位隔热耐磨衬里厚度125mm。
金属总重1352吨，衬里合计重量1939吨，其内部的旋风分离器及主风管、烟气分布板、集气室筒体等内构件材质选用0Cr18Ni9，设备需要进行焊后热处理。
2.1.2再生器壳体主要实物工程量如下：
序号
名称
规格
材质
重量（kg）
1
椭圆形封头（下）
EHA8300×
40
20R
43364
2
二再筒体
φ8300×
52/40
99953
3
锥段
δ56
16MnR
84444
4
一再筒体
φ16000×
42/34
227705
5
椭圆形封头（上）
EHA16000×
34
128470
2.1.3沉降器概况
沉降器设计压力0.35MPa，设计温度550℃；
上部筒体直径Ф7700mm，长度13400mm，厚度44mm，球形顶封头，厚度30mm。
下部汽提段直径Ф4200mm，长度7400mm，厚度32mm。
中间锥形过渡段长度2550mm，厚度72mm，金属总重428吨，总重496t。
沉降器采用内集气室结构，上部为轴向分离系统和10台单级旋风分离器组成；
下部汽提段内部有七层圆盘形挡板；
沉降器采用热壁结构，因其操作温度较高，其壳体采用15CrMoR材料，内部的旋风分离器及内构件材质选用15CrMoR，设备需要进行焊后整体热处理。
2.1.4沉降器壳体主要实物工程量如下：
球形封头
ER3850×
30
15CrMoR
19708
筒体（I）
φ7700×
44
98946
加厚筒体
100
29335
锥段（I）
δ72
39126
筒体（Ⅲ）
φ4200×
32
22376
6
锥段（Ⅱ）
δ32
9881
2.2工程特点
两器结构复杂，是催化装置最重要的设备，壳体分片到货，组对、焊接、热处理等工序繁杂，无论外形尺寸和重量在同类装置中都列全国之最。
两器概括起来具有“高”、“大”、“重”、“难”、“繁”、“严”、“新”等特点。
“高”沉降器安装基础标高56.5m，沉降器设备顶标高达到76.15m，顶部油气管线标高超过78m;
再生器基础标高12.65m，顶标高达56.5m。
由于设备尺寸和重量都较大，空中组对焊接工作量大，内件安装和多数衬里都是高处作业，施工交叉作业频繁，不安全因素多。
“大”再生器总长44050mm，最大内径16.0m，沉降器（包括提升管）总长达到73350mm，最大内径为7.7m，均为分片、分段到货，现场组对，设备外形尺寸在同类装置内均位居全国之最，组对和焊接难度都比较大。
“重”再生器总重1939吨，金属重量1352吨，分五大段吊装，最大吊装重量300吨；
沉降器总重496吨，金属重量428吨，分六大段吊装；
上述吊装采用公司一台德玛格CC5800型1000吨履带吊作为主吊。
两器吊装作业多，吊装工况复杂，对相关专业的施工有一定的制约，对地基的承载力要求高，需要精心计算，确定吊装方案，两器吊装将采用公司现有的德玛格CC5800型履带吊作为主吊设备。
“难”再生器壁厚34/40mm，过渡段壁厚56mm，整体补强处壁厚最高达100mm；
沉降器采用热壁结构设计，材质采用15CrMoR,壁厚30/32/44mm，过渡段壁厚72mm。
两器现场组对难度较大，焊接时不仅要求焊前预热，焊后还要求进行热处理，对接焊缝要求100%无损检测，大体积厚壁设备的无损检测和现场热处理都有很大难度，同时，设备布置紧凑，施工区域狭小，两器安装与反再框架交叉进行，这就为现场平面管理、大型设备的预制、吊装及大型吊车的站位带来了很大难度。
“繁”再生器、沉降器等设备分片分段到货，现场组焊，现场开孔，分段吊装，组装内件，再生器、沉降器需进行现场热处理，加上多数设备都还要进行隔热耐磨衬里，施工周期长，施工工序繁多，环环相扣，施工时需合理安排，精心组织，确保工序最优化。
“严”该工程设备内外构件安装的精度要求高。
沉降器、再生器内总共有50台旋风分离器，这些构件的安装标高、垂直度、及与筒体的同心度要求均很高，特别是翼阀安装，折翼板密封精度达0.05mm，角度安装精度+0.5-0。
；
催化剂斜管在设备上的开孔方位和开孔形状及滑阀的同心度等均有较高的要求。
“新”该装置采用美国UOP工艺包设计的重油催化裂化装置，装置主体部分工艺采用了UOP公司成熟可靠的重叠式两段再生技术，全套装置由UOP公司进行流程设计和主要工艺设备的选型设计，其中沉降器是国内首次采用热壁设计工艺。
装置的操作工艺新，由于设备无论外形尺寸和重量在同类装置都列全国之最，施工时大型吊装、现场焊接、无损检测及热处理等技术都需进一步改进和创新。
3施工技术方案
3.1施工程序
3.1.1再生器施工程序
3.1.1.1再生器分段
再生器分段一览表
分段
重量（t）
分段位置标高（mm）
具体分段内容
Ⅰ段
61
▽12650～▽14200
二再下封头+裙座
Ⅱ段
130
▽14200～▽27350
二再筒体φ8300，长13150mm（6节板）
Ⅲ段
175
▽27350～▽36150
过渡段+φ16000一节筒体（单节板高1500mm）+φ8300一节筒体（50mm厚，板高1000mm）+一再烟气分配器筒体（φ8300mm，0Cr18Ni9）
Ⅳ段
227
▽36150～▽52150
一再筒体φ16000，长16000mm（6节板）
Ⅴ段
128
300
▽52150～▽56500
顶封头+内集气室20mm厚筒体段+接管（一次吊装）
顶封头+内集气室+10台旋分+接管+衬里（二次吊装）
3.1.1.2再生器组焊流程
再生器组焊流程图见附图1，流程如下：
⑴吊装Ⅰ段即下封头+裙座，在场内预制厂组焊后，运至现场吊装就位。
焊接采用焊条电弧焊。
⑵吊装Ⅱ段即二再筒体，施工现场采用立式正装法组对，组对成整体，进行吊装。
⑶吊装Ⅲ段锥段+二再一圈筒体+一再一圈筒体，锥段在现场预制平台上大口向下组对，组焊后翻转与两圈筒体组焊。
⑷吊装Ⅳ段，即一再筒体在现场采用立式正装法组对，环缝采用横缝埋弧自动焊（整体补强影响处采用焊条电弧焊），纵缝采用焊条电弧焊。
⑸吊装Ⅴ段上封头在现场预制平台上组装，点焊后吊下平台进行焊接，焊接采用焊条电弧焊。
⑷接管开孔：
①二再下封头上的开孔接管在厂内预制场开完。
②吊装Ⅱ段即二再筒体上开孔接管，在地面上开孔，受吊装分段影响的开孔应在吊装组焊后进行。
③吊装Ⅲ段即过渡段开孔接管，可在地面组焊时放线开孔（主要包括：
循环催化剂口一段空气入口，外取热器口2个）。
④吊装Ⅳ段即一再筒体段开孔接管，可在地面组焊时开完。
⑤上封头的开孔接管在地面组焊时开完。
3.1.2沉降器施工流程
3.1.2.1沉降器分段情况
沉降器分段一览表
86
▽5900～▽44600
外提升管及衬里
Ⅱ
60
▽44600～▽56200
汽提段
Ⅲ
77
▽56200～▽61280
裙座+过渡段＋φ7700筒体一节
（单节高度2680mm），总长16715mm
Ⅳ
72
▽61280～▽69320
沉降器φ7700筒体，长8040mm，三节板，每节高2680mm
Ⅴ
58
117
▽69320～▽76150
沉降器球型封头+内集气室+接管（一次吊装）
沉降器球型封头+内集气室+接管+10台旋分（二次吊装）
注：
Ⅰ-Ⅱ段需临时放置在反再框架中，待热处理后由上至下依次安装。
3.1.2.2沉降器组焊流程
沉降器组焊流程图见附图2，流程如下：
⑴吊装Ⅰ段：
外提升管三段进厂后，现场卧式组对成整体并衬里，放入STR11框架内临时固定。
⑵吊装Ⅱ段：
汽提段汽提段整体进场后进行局部衬里，吊装至框架内临时固定。
⑶吊装Ⅲ段：
裙座+过渡段在厂内预制场组焊成整体，然后运到现场与φ7700的一节筒体立式组焊，吊装就位。
⑷吊装Ⅳ段即沉降器φ7700筒体段,在现场采用立式组焊。
⑸吊装Ⅴ段球形封头、内集气室分别在厂内预制场进行组焊。
球形封头+内集气室在厂内预制场组焊成整体后，运至现场吊装。
沉降器焊接均采用焊条电弧焊。
⑹接管开孔：
所有接管均应在地面上安装完毕。
离分段处过近的开孔避免变形，应在吊装组焊后开孔。
3.2施工方法及技术要求
3.2.1基础验收
3.2.1.1.再生器安装在标高12.5m的混凝土基础上，安装前，基础必须经过正式交接验收，交方应提供基础测量报告，基础标高和纵、横向中心线标记。
3.2.1.2基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞及露筋等缺陷。
基础上表面（灌浆表面）铲好麻面，表面不得有油污和疏松层，表面清扫干净，放置垫铁处周边50mm范围内应铲平，铲平部位水平度允许偏差2mm/m。
基础混凝土强度应达到设计要求，周围土方应回填、夯实、平整，预埋地脚螺栓螺纹应无损坏，且有保护措施，预埋孔内的杂物应清理干净。
3.2.1.3再生器混凝土基础的外形尺寸、坐标位置、预埋件应符合图纸要求。
混凝土基础的允许偏差如下表：
检验项目
允许偏差
检验方法
坐标位置（纵、横中心线）
±
15
全站仪或经纬仪、钢尺检查
外形尺寸
20
水准仪、经纬仪、钢尺检查
平面水平度
每米
钢直尺检查
全长
10
侧面垂直度
经纬仪检查
预埋地脚螺栓
顶端标高
钢尺检查
中心距
地脚螺栓预留孔
中心位置
深度
孔壁垂直度
3.2.1.4沉降器钢构架式基础允许偏差如下表：
允许偏差值
基础坐标位置X、Y（纵、横轴线）
全站仪或经纬仪、钢尺现场检查
基础上平面的标高
基础上的平面的水平度
L/1000且不大于5
水准仪、水平尺和钢尺检查
地脚螺栓孔
中心圆直径
掉线坠、钢尺检查
相邻孔中心距
孔中心线垂直度
h/250且不大于15
3.2.2材料到场验收
两器壳体均分片到货，排版图（附图3）两器成品及半成品件到达现场后应检查下列内容，并符合相关规范规定的标准要求。
3.2.2.1所有材料到货时制造厂必须提供原材料质量证明书和产品质量证明书且原材料必须符合图纸、GB150-1998及《压力容器安全技术监察规程》。
3.2.2.2制造厂的产品质量证明书应标明材料名称、主要尺寸、检查记录及尺寸偏差、质量检验责任工程师签字及盖有单位质量检验章。
原材料有探伤、热处理要求的必须附有探伤和热处理报告，封头和过渡段出厂前的组装记录。
3.2.2.3根据到货清单上的规格、数量、材质认真清查实物。
3.2.2.4散件到货的壳体、封头、过渡段应提供正式排版图，排版图应清晰并且标有尺寸、板号、焊缝号、开孔位置。
检查钢板上的材料标记与排版图上的材料标记是否一致。
3.2.2.5检查壳体及封头、锥体的几何尺寸。
⑴壳体板片到货后逐张直立放于组装平台上测量，长度偏差不大于1mm,宽度偏差不大于1mm，对角线差不大于2mm，用弦长等于内直径1/4的样板检查板片的弧度，间隙不得大于3mm。
⑵封头瓣片到货后逐张放于组装平台上测量，偏差如下：
封头形式检查项目
椭圆形封头
弦长L1
2.5mm
弦长b1
2.0mm
弦长b2
弦长b3
对角线C
3.0mm
弧长L1
弧长b1
弧长b2
弧长b3
球形封头几何尺寸检查椭圆形封头几何尺寸检查
⑶锥体到货后逐张放于组装平台上测量，长度方向及弦长偏差±
2.5mm,对角线方向弦长偏差±
3mm，两对角线应在同一平面上其垂直距离不大于5mm，曲率用弦长2000mm样板检查，其间隙不大于3mm。
⑷封头、锥段直边高度允许偏差为+5-3mm。
⑸壳体材料成型后的壁厚应不小于设计名义厚度减去钢板的负偏差。
3.2.2.6壳体表面与坡口
材料到货后表面或断面上不得有裂纹、焊疤、夹渣和分层等，表面缺陷的深度不得大于钢板厚度负偏差的一半。
壳体筒节及封头上的坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，坡口防护完好，坡口形式尺寸应符合设计及规范要求。
3.2.2.7复测
对于到货板片表面质量有怀疑时，可进行超声波测厚及无损检测，对不符合要求的及时处理。
3.2.3壳体组对
在厂内预制场和现场布置组对平台，平台分布及形式见附图4。
3.2.3.1组对前仔细审查排版图和实物是否符合下列规定：
⑴筒节长度不小于300mm，相邻筒节A类接头焊缝应相互错开，距离应大于钢板厚度的3倍，且不小于100mm。
⑵与球型封头、椭圆型封头、过渡段连接的筒节应进行周长配制。
⑶封头各种不相交的拼接焊缝中心线间距至少应为封头钢材厚度的3倍，且不小于100mm。
3.2.3.2封头组对
⑴根据每圈板片数和封头端部实际周长并放出焊接收缩量在钢平台上划出筒体基准圆，在基准圆内侧每隔1000～1500mm焊一块定位板，如图。
封头组对示意图
⑵在组装基准圆内，每个瓣片用钢管支撑，用加减丝调节瓣片高度如图所示，利用放样得出瓣片在平面上的投影，在平台上画出基准圆，使用线坠测量，用工卡具使瓣片紧靠定位板和胎具，并调整对口间隙和错变量。
⑶瓣片组对成型后，安装顶盖，利用工卡具固定，调整间隙。
封头在钢平台上组对成封头后，进行检查，检查结果应符合下列要求：
①对口间隙应保证焊接收缩后周长与图纸相符合。
②错边量≤3mm。
③纵缝棱角E用弦长等于1/6内径外弧样板检查≤3mm。
④圆度≤25mm。
⑷检查合格后进行焊接，封头焊后的几何尺寸应符合下列要求：
①封头端口圆度允许偏差≤25mm，周长允许偏差为±
10mm，水平度允许偏差为2mm。
②错边量≤3mm，纵缝棱角E用弦长等于1/6内径外弧样板检查≤5mm，圆度≤25mm。
3.2.3.3单节筒体组对
⑴单节筒体组对前，根据每圈板片数、封头端部实际周长及焊接收缩量在钢平台上划出筒体基准圆，在基准圆内侧每隔1000～1500mm焊一块定位板。
⑵按照排版图编号将同一圈的板片吊至基准圆处，利用工装卡具组对成整圈筒体，并进行检查。
①对口错边量不大于3mm（当筒体δ＞50mm，对口错边量≤1/16δ）。
②纵缝棱角E用弦长等于1/6内径外弧样板检查偏差≤3mm。
③圆度e≤25mm。
④相邻两筒节外圆周长差不大于9mm。
⑤筒体长度偏差不大于3mm。
⑶检查合格后，在纵缝的内侧点焊防变形弧板。
⑷纵缝筒节纵缝焊接后几何尺寸按下列要求进行检查：
①对口错边量不大于3mm。
②纵缝棱角E用弦长等于1/6内径外弧样板检查≤5mm。
⑸单节筒体焊接后，标出方位线（0°
、90°
、180°
、270°
），进行号孔划线。
筒节内用米字型支撑固定。
3.2.3.4筒体组焊
⑴采用正装法进行筒体组对，在组对口下1.5m处搭设临时操作平台，以满足组对及焊接需要。
⑵组对时，在上口外侧每隔约1000mm焊一块定位板，再将上面一圈筒节吊放上去，上、下两圈筒节的四条方位母线必须对正，其偏差不得大于5mm。
⑶用卡具调整间隙、错边量。
组对完成后按下列要求进行检查。
①壳体环缝对口错边量应符合以下规定：
对口处钢材厚度δ（mm）
B类焊缝对口错边量b（mm）
δ=20-40
≤5
δ=40-50
≤1/8δ
δ＞50
≤1/8δs,且≤20
B类焊接接头，当两侧钢材厚度不等时，若薄板厚度大于10mm且两板差大于薄板厚度的30%或超过5mm，均应按要求削薄厚板边缘。
当两板厚度差小于上列数值时，则对口错边量b应符合上表的规定且对口错边量b以薄板厚度为基准确定。
在测量对口错边量b时，不应计入两板厚度的差值。
②组对后形成的棱角E，用长度不小于300mm的直尺检查，E值不大于钢板厚度δ的1/10，且不大于3mm。
③相邻筒节A类接头焊缝应相互错开，距离应大于钢板厚度的3倍，且不小于100mm。
④壳体分段组焊后，应按照排版图上的方位在各段内外壁校准相隔90°
的四条方位母线，并在壳体内壁距端部200～500mm处划出基准圆，作为整体组装及内件安装的基准。
⑷分段组焊后，应按下列各项数据检查：
①吊装段形成后，检查对应筒节的周长及圆度。
②组对棱角度用不小于300mm的直尺检查，E≤5mm（δ24≤4.4mm）。
③筒体直线度小于等于高度的千分之二且不大于20mm。
3.2.3.5吊装段组对
⑴为了使设备在高空组对环口时能顺利进行，应在每个吊装段的上口均布焊接八块导向筋板，并在环缝上下段的0°
主轴线设置一套限位卡具，以利于设备组对就位。
⑵吊装段组对后应符合以下条件：
①壳体直线度应符合以下规定：
任意3000mm长圆筒段偏差不得大于3mm，圆筒长度小于等于15000mm，偏差不得大于L/1000。
②壳体环缝对口错边量应符合以下规定
A类焊缝对口错边量b（mm）
B类焊缝对口错边量（mm）
≤3
≤1/8δs
≤1/16δs,且≤10
③底座标高允差10mm。
中心线位置允差不大于10mm。
④方位允差：
沿底座环外周边测量弧长应不大于15mm。
⑤筒体直线度：
小于等于高度的千分之二且不大于20mm。
⑥筒体总长度：
允许正偏差为高度的千分之二且不大于35mm。
校正完毕，应立即对称均匀拧紧地脚螺栓的螺母，螺栓上端应露出螺母3～5扣，并将垫铁与垫铁、垫铁与底座环点焊牢固。
3.2.3.6垫铁安装
⑴再生器垫铁共放置72组，在每个地脚螺栓两侧各放置一组垫铁。
斜垫铁规格为400mm×
150mm。
⑵斜垫铁应成对使用，搭接长度不小于3/4。
⑶每组垫铁应放置整齐、平稳，接触良好，垫铁表面的油污应清除干净，设备找正后，每组垫铁均应被压紧。
⑷垫铁应露出设备底座环外缘10—30mm。
3.2.3.7提升管反应器安装
⑴提升管反应器分三段到货，现场卧式组焊成整体并衬里。
在沉降器框架吊装前，临时放置到混凝土基础内，沉降器热处理结束后，将提升管就位，找正。
⑵提升管直线度允许偏差为其长度的1/1000且不大于20mm，进料喷嘴外套管的中心线应交汇于一点，其位置允许偏差为2mm，角度允许偏差为±
0.5°
。
⑶提升管及斜管组焊的部位应有方位刻度标识，端部周长公差小于±
10mm，圆度公差小于内径的0.5%，且不大于5mm。
3.2.3.8防变形措施
⑴筒节组对防变形措施，如图所示：
⑵纵缝防变形弧板应焊接牢固，距上、下口200mm各设置一处，中间弧板均匀分布，间距≤1000mm。
环缝背杠周向均布，间距≤1000mm。
⑶封头、过渡段组对时，每块板应用φ89钢管做斜支撑。
3.2.4开孔、接管安装
3.2.4.1开孔接管安装应在吊装前进行，分段位置的开孔接管在吊装段就位后进行，开孔前应对开孔位置进行检查。
主轴线沿外圆周弧长等分，方位准确。
开孔划线标高允许偏差±
3mm，方位允许偏差±
3mm，孔径允许偏差±
2mm，检查合格后方可开孔。
大开孔开孔前应在孔四周焊接护板，放置开孔变形。
3.2.4.2接管组对技术要求如下：
所有法兰螺栓孔应跨中布置。
接管标高允差±
6mm。
接管法兰伸出高度
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