石化装置大型钢结构框架的模块化施工.pdf

M。 d u la r c o n s tr u c t I。 n 礤块化施工专栏 黄峰 中化泉州石 化有 限公司 福建泉州 3 6 2 1 0 3 摘要通 过 5垂典型 装置 的 J 程实例， 总结模块化施工的 关键点 ， 许从安拿 、 质 疑、 进度 势 ， 为 关工程 提供借 鉴。 关键词 化装鼹 大 型钢结构框架 卡 6 3 块化施工 中图分类号 1 “ E 6 8 2 文献标 识码 B 文章编 号 1 6 7 2 9 3 2 3 2 0 1 4 0 4 0 0 4 4 0 5 随着石化装置大型化 的发展 ， 一些装置 的超高 、 大型钢结 构 框架随着 装置规模 的扩 人被广泛应用 。这使得 传统 的钢 结构框 架散 件组装 ， 逐步发展刮地 而模块化预制 、 模块化 吊装和安装 。 1典型装置大型钢结构框架的模块化施工工程实例 1 ． 1 1 6 0万 t ／ a延迟焦化装置 焦炭塔钢结构框架 陔装置采用“ 一炉 舡 j 塔” 的大型化1 - 艺路线， 焦炭塔框架主 体 离度 l 1 8 m， 框架南面是加热炉 ， 北面为贮焦池 ， 东面是放空和吸收 稳定 ， 西面是低压水泵聘及脱臭框架区域 。其 中， E L 2 7 ． O m 以 下勾 钢混凝小结构， 部的钢结构框架分为两部分， E L 2 7 ． 0 ～ 6 5 ． 8 m 为附焦炭塔框架， E I 6 5 ． 8 ～1 1 8 m 为除焦机构井架。 悄 台 焦炭 塔 规 格 9 6 0 04 1 0 8 9 mm， 苇 4 2 0 t 整 体 到 诣， 采用 2 0 0 0 t 乍 框架的西侧整体吊装就位。该场地区域 较 为 敞 ， 也考虑 了 ， ‘ 定的场地 预 留， 给框架的模块化预 制提供 J 订 利条件。 此 ， 框架西侧的预 留场地 ， 埘焦炭塔钢结 构框 架 l采川分段往地向倾制 ， 采 l O 0 0 t 吊车 吊装就化 。E L 2 7 ． 0 ～ 3 4 ． O m钢结构随下部混凝 匡 架安装， E L 3 4 ． 0 ～l 1 8 ． O m钢结 - f ． 构分为 7 段， 在地面组装后分段吊装就位。 焦炭塔框架从 5月 1 9日开始第 1 段吊装，到 6月 2 8 E t 结 构封顶 ， 共 4 0 d时 。 整个框架采川 M 一 2 1 0 0型 l O 0 0 t吊乍 ， 塔 式il - t L 进 行吊装。 表 1焦炭塔框架的分段表 弹弓 标高 结构尺寸 长X宽X高 薰蠹 第 1 段 E L 3 4 0～ 4 4 ． 5 m 2 5 m1 2 ． 5 m1 1 5 m 1 7 8 ． 5 t 第2 段 E L 4 4 ． 5～ 5 5 ． O m 2 5 m’ 2 ． 5 m1 0 5 m 1 6 1 ． 5 t 第 3 段 E L 5 5 ． 0～ 6 5 ． 8 m 2 5 m1 2 ． 5 m1 0 ． 8 m 2 6 1 5 t 下部截蕊 2 5 m1 2 ； 5 m 镰 段 E L 6 5 ． 8～ 7 2 3 m 上部截面 1 0 ． 9 m 谨． 5 m 5 3 O t 高度 6 ． 5 m 下部截面 1 0 9 m1 2 5 m 第 5 段 E L 7 2 ． 3 ～ 8 5 ． 6 m 上部截面 1 0 9 mX 9 8 m 7 4 ． O t 高 度 1 3 3 m 下部截面1 0． 9 m9 ． 8 m 第 6 段 E L 8 5 ． 6 1 0 4 。 3 m 上部截面1 0 ． 9 m 6 ． O m 1 1 5 ． O t 高度 1 8 ． 7 m 下部截面1 0 9 m6 0 m 第 7 段 E L 1 0 4 ． 3～ 1 1 8 ． 0 m 上部截面1 0 9 m3 3 m 7 8 ． 8 t 高 度 1 3 7 m 表 2 焦炭塔框架各段 吊装工况表 I 主杆长度 主杆角度 副臂长 吊装半径 超起配重 超起半径 额定载荷 吊装载荷 负载率 第 1 段 6 7 ． 1 m 8 5 。 4 8 ． 8 m 4 0 m 3 5 0 t 2 2 m 2 0 8 ． 6 t 1 7 8 ． 5 t 8 5 ． 6 ％ 第2 段 6 7 ． 1 m 8 5 。 4 8 ． 8 m 4 4 m 3 5 0 t 2 2 m 1 8 2 ． 5 t 1 6 1 ． 5 t 8 8 ． 5 ％ 第 3段 6 7 1 m 8 0 。 4 8 8 m 3 4 m 3 5 0 t 2 2 m 2 9 8 ， 2 t 2 6 1 ． 5 t 8 7 ． 7 ％ 第 4段 6 7 ． 1 m 8 5 。 4 8 ． 8 m 4 4 m 1 9 0 t 2 2 m 1 7 9 ． 6 t 5 3 t 2 9 ． 5 ％ 第 5段 6 7 1 m 8 5 。 4 8 8 m 4 0 m 1 9 O t 2 2 m 2 0 0 t 7 4 t 3 7 ％ 第 6段 1 O 3 ． 6 m 8 0 。 4 8 ． 8 m 5 0 m 3 5 0 t 2 2 m 1 3 4 ． 5 t 1 1 5 t 8 5 ． 5 ％ 第 7段 1 O 3 ． 6 m 8 0 。 4 8 8 m 4 0 m 3 5 0 t 2 2 m 1 3 4 ． 5 t 7 8 ． 8 t 5 8 ． 6 ％ 4 4 I 石 油 化 工 建 设 2 o 1 4 ．0 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图 l第 1 段 的吊装钢 丝绳 穿绕 图 图 2第 1 段 吊装过程照片 图3第 3 段吊装照片 图 4第 2 段吊装照片 图 3第 3 段 吊装照片 图 5第4 段吊装照片 M。 d u Ia r c 。 n s t ru c t j。 n 模块化施工专栏 图 4第 2 段吊装照片 图 6 第 5段吊装照片 图 7第 6段 吊装照片 图 8第 7段 吊装照片 2 ． 2 2 0 0万 t ／ a连续重整装置 反再框架 该装置 采用 UO P超低 连续蘑整工艺技术 ， 反应器采用一 反、 _反千 u 二反、 四反两两重筏式。 反再框架包括进料换热器、 两 台二 俞‘ 藿整反 器 、 再生器 等 誊没备。 钢结构总吨位约 2 2 0 0 t ，框架总体尺寸为长 宽 高为 4 1 ． 7 m 9 ． O m 1 0 0 ． O m， 共 2 2层 ， 南北分 为 l ～6 1 、 轴 线 、 东两 A／ B两个轴线、 共 1 2 根也柱。 在安装过程中，主要考虑框架【～雨点设备与钢结构的吊装 交替进行。 蚕整 反应器 R一 2 0 1 ／ 2 0 2 、 R一 2 0 3 ／ 2 0 4 安装 在反 再框 架 石 油 化 工 建 设 2 o 1 4 ．o 4 l 4 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m M 模块化施i专栏 表 3 重整反再框架 内重点安装的设备 序号 设备名称 设备位号 规格 重量 使用的吊车 1 重整进料换热器 E 一 2 0 1 巾3 9 2 0 X 1 9 3 9 0 mm 2 2 3 t q 2 5 5 0 X 5 0 2 2 0 2 重整第 一 ／二反应器 R 一 2 O 1 ／ 2 0 2 2 2 0 ． 5 t 2 0 0 0 t n 履带 吊 巾2 5 5 0 X 6 1 0 2 0 3 重整第三 ／ 四反应器 R 一 2 03／ 20 4 2 68． 9 t m m q 2 7 5 O ／中1 9 8 0 X 4 再生器 R -3 0 1 4 8． 2 t 2 6 5 o o m m I 2 44 0／q 1 8 30 x 5 00 t 5 分离料斗 V - 3 0 3 2 0 ． 7 t 1 8 0 2 6 m m 履带吊 中1 3 o o ／ q 8 1 5 ／中 8 闭锁料斗 V 一 3 0 8 1 0． 3 t 1 0 7 0X 1 4 9 5 2 mm 1 4 m 的钢结构平台上， 需要使用 2 0 0 0 t 吊车吊装就位。该反应器 属于长细比较大设备，如果单独吊装，在没有框架保护的情况 下， 在海边承受交变季风、 台风的作用， 对设备本体有较大影响。 冈此，设备的安装确定存反再框架结构安装列 4 6 m标高位置， 再进行反应器的吊装。同时， 反 器吊装就位后， 要尽快完成 上部结构 的安装 。 埘 J 钢 结 构 ， E L l 5 ． O m 以 下 直 接 在 基 础 上 安 装 ， E L l 5 ． O m以上结构根据轴线进行分框、 分片， 在地面组框后吊装就 他。 E I 4 6 ． O m 以下钢结构分段预制后， 与进料换热器、 反应器 一 起考虑，采用2 0 0 0 t 履带吊车吊装就位， E L 4 6 ． O m以上钢结 构采f H 5 0 0 t 履带吊车吊装就位。 表 4重整反再框架 的分段表 序号 标高 l结 构尺寸 长 宽 高 重量 E L 4 6 ． o m以下部分 I第 1 段 A ／ B 一 4 ～5 轴线、 E L t 5 ． 0～ 2 9 ． 0 m 9 ． 0 X 9 ． 0 1 4 0 m 7 1 t 一 第 2 段 A ／ B 一 1 ～3 轴线 、 E L 1 5 ． 0 ～ 2 9 ． O m 1 5 x 9 ． 0 1 4 ． 0 m 9 8 t 第 3 段 A ／ 8 4 ～5 轴线， E L 2 9 ． 0～ 4 6 ． 0 m 9 ． 0 x 9 ． 0 1 7 ． O m 8 5 t 第 4 段 A ／ B 一 1 ～3 轴线 、 E L 2 9 0 ～ 4 6 ． 0 m 1 5 X 9 ． 0 X1 7 ． 0 m 1 0 9 t _ L 4 6 ． 0 m以上部分 第 5 段 4 ～5 轴线、 E L 4 6 ． 0～ 6 2 O m 9 ． 0 9 ． 0 1 6 ． 0 m 8 1 t 第 6 段 2 ～3 轴线， E L 4 6 。 0～ 6 2 ． 0 m 7 ． 5 9 ． 0 1 6 ． 0 m 6 5 t 第 7 段 4 ～5 轴线、 E L 6 2 ． 0～ 7 9 ． 0 m 9 ． 0 x 9 ． 0 1 7 0 m 8 3 t 第 8 段 2 ～3 轴线、 E L 6 2 ． 0～ 7 9 ． 0 m 7 5 9 ． 0 1 7 ． 0 m 6 8 t 第 9 段 4 ～5 轴 线、 E L 7 9 ． 0 ～ 9 2 ． 8 m 9 ． 0 x 9 ． 0 1 3 ． 8 m 6 2 t 第 1 O 段 2 ～3 轴线、 E L 7 9 ． 0～ 9 2 ． 8 m 7 ． 5 x9 ． 0 1 3 ． 8 m 5 7 t 第 1 1 段 4 ～5轴线 E L 9 2 8～ 1 D 0 ． 0 m 9 ． 0 X 9 ． 0 7 2 m 2 9 t 图 9反再框架钢结构在地面组框 4 6 I 石 油 化 工 建 设 2 0 1 4 ．0 4 图 1 0组框后的结构 吊装就位 图 1 1反应器就位后钢结构的吊装 图 1 2钢结构框架封顶 2 ． 3 2 0万 t ／ a聚丙烯装置 净化仓框架 聚丙烯装置净化仓钢结 构框架总 高度 9 6 m，发装 挤 造 粒厂房 高度 2 3 ． 8 m 混凝 卜 框架一 卜， 框架 截面为 1 0 m 1 0 m， 总 重量约 5 1 4 t 。 表 5框架 上重点设备 序号 设备名称 规格 熏爨 安装位置 1 产品净化仓 中5 8 0 0 ／ q 4 0 0 0 3 1 5 8 0 mm 7 1 0 t E L 5 5 ． 3 0 m 2 产品接收罐 3 2 0 0 ,／ 2 5 0 0 1 7 1 3 1 m m 3 3 ． 4 t E L 8 0 ． o o m 钢结构和设备采用 7 5 0 t 履带吊车， S DB ／ B W 工况， 主杆长 度 6 3 m， 主杆角度 8 7 。。 表 6各段 的吊装工 况和顺序 表 吊装 额定 吊装 序号 标离 副臂长 负载率 半径 载荷 载荷 第1 段 E L 2 3 8 ～3 3 9 m 2 8 m 2 6 m 2 1 3 t 6 5 ． 5 t 3 1 ％ 第2 段 E L 3 3 ． 9 ～4 1 ． 8 m 2 8 m 2 6 m 2 1 3 t 8 0 ． 1 t 3 8 ％ I 第3 段 E L 4 1 ． 8 ～6 0 ． 5 m 2 8 m 2 6 m 2 1 3 t 1 4 6 t 6 9 ％ j 产品净化仓 E L 5 5 。 3 0 m 5 6 m 2 6 m 1 2 2 t 7 1 t 5 8 ％ { 第4 段 E L 6 0 ． 5 ～7 3 6 m 5 6 m 3 0 m 1 2 0 t 5 7 t 4 8 ％ I 第5 段 E L 7 3 ． 6 ～8 4 ． 3 m 5 6 m 2 6 m 1 2 2 t 1 0 7 t 8 8 ％ 产品接收罐 E L 8 0 ． 0 0 m 5 6 m 3 0 m 1 2 0 t 3 3 ． 4 t 2 8 ％ 第6 段 E 1 ． 8 4 ． 3 9 6 ． 0 m 5 6 m 3 0 m 1 2 0 t 4 3 ． 7 t 3 6 ％ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图 1 3第 3 段 吊装 霸 图 1 4 产品净化仓吊装 图 1 5产 品接收罐 吊装 图 1 6第 6 段 吊装 2 ． 4 8 0万 t ／a 聚乙烯装置脱气仓框架 聚乙烯 装置脱 气仓框架总 高度 6 8 ． 7 m，反应器安 装在 E L 3 0 ． 7 m 的化骨。 表 7产品脱气仓及框架数据表 序号 设备名称 规格 重量 安装位置 1 产品脱气仓 Ⅱ 3 6 8 8 ，／ 7 0 0 0 5 0 9 2 7 m m 2 2 8 t E L 3 0 ． 7 m 框架下段模块 1 2 o 0 O 1 2 o 0 X3 3 7 0 0 mm 2 1 8 t E L 0 ． 2 m 3 框架上段模块 1 2 o 0 0 1 2 0 0 0 X 3 3 0 0 0 mm 2 1 0 t E L 3 3 7 m 吊装顺序 见图 1 7 。 叵亟 叵垂 叵亟 图 1 7 8 0万 t ／ a聚乙烯装置脱气仓框架 吊装顺序 钢结构和议 备_采川 DE MAG CC 8 8 0 0型 1 2 5 0 t 腹， 带 吊。 表 8产 品脱气仓及框架 吊装工况表 主臂长度 吊装 额定 吊装 设备名称 工况 负载率 副臂长 半径 载荷 载荷 产品脱气仓 S F V L 9 6 m 1 2 m 2 2 m 2 8 1 t 2 5 3 t 9 0 ％ 框架下段模块 S F V L 9 6 m 1 2 m 2 2 m 2 8 I t 2 4 3 t 8 6 ． 5 ％ 框架上段模块 S WS L 9 6 m 4 -3 6 m 2 8 m 2 7 4 t 2 3 5 t 8 5 ， 8 ％ 2 ． 5 2 0 0万 t ／ a加氢裂化装置 反应器框架 加氰裂化反 器足该装置 的孩心 符， f } i 出于制造 周期 长 M。 d u la r c 。 n s Ic t ；。 n 而面两 图1 9反应器框架吊装照片 3模块化施工的关键点 3 ． 1现场的场地条件 根据T程 的实 际场地 ， 应提 前做 好平 f a f t i 髓和规划 ， 要考虑 吊车 站位及变换工 况、 框 架预制场地 、 材 料临时摆 放场地 、 材 料 和设 备运 输进场等 的要求 ， 提 出需要预 留的 纂础、 结 构 ． 艟减 少对周边区域的影响。 钢结构模块化预制应尽鼍考 虑在 装黄删边进 “， I f 接 t f』 以 用大型 吊车 进行起 吊， 减 少二 次运输 的费川 ； 场地 外预 制的 ， 应充分考虑运输道路的通过能力和机具 的运 输能 。 3 ． 2大型机具的吊装能力 框架的分段要满足在场吊车的吊装能|， J ，根据 m乍的m装 能力， 确定好分段的位置； 同时， 根据加大框架 地i 预制深度， 把具备随框架吊装的附件尽量安装到位， 减少高 1 作 。 框架 的分段 工作在钢结构的一次设计 、 二次设 计阶段以及 T厂化 预制阶段就要提前做好策划 。 3 ． 3关键设备的到货时间 对于字 埘 结构模块与没各相互交叉安装的，例受 f 】 祭反应器 与钢结构模块，应根据钢结构的安装进度提出关键没备的到货 时问， 确保设备安装于框架安装同步。 其他一些附属设备也必须列出要求到货时 ，埘‘ J 延 到 货 的要作为重点来催交 。 3 ． 4做好钢结构到货的协调工作 钢结构框架模块化安装， 目的就是为 r减少高 作业昂 ， 石 油 化 工 建 设 2 0 1 4 ． 0 4 】 47 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m M 。 d u la r c 0 n s t ru c t io n 模块化施工专栏 此框架内的次梁、 平台板、 栏杆、 照明、 附属的电动葫芦等要提前 梳理 ， 并列出到货 时间。 4模块化施工的优势 4 ． 1安全 钢结构框架的模块化施工， 大量减少了高处作业的工作量， 特别是高空脚手架的搭设工作和高空吊装工作，可以有效降低 高处作业、 脚手架作业、 吊装作业的安全风险； 在地面组装框架 时， 要求把平台、 栏杆、 梯子等在地面安装到位， 把需要进行面漆 施工的结构在地面补漆完成， 大大减少了高处临边作业、 孔} 同的 危险， 降低了高处坠落的风险。 4 ． 2质量 框架在地面预制能够更为有效地控制结构的组对质量 ， 减 少偏差；在地面进行框架的焊接，能大幅度减少高空焊接作业 量 ， 减少高处 由于大风影响焊 接质量。 4 ． 3进度 大型钢结构框架的安装往往是装置中的关键路线、施工难 度重点。通过模块化施工， 对钢结构框架在地面组装， 可以减少 高空作业量 ； 通过把钢结构、 设备、 管道 、 电气、 仪表、 防腐等各装 置在地面交叉进行、平行施工，在组框过程通过对各专业的协 调， 加强过程的检查和管控 ， 把能解决的问题都在地面解决 ， 能 安装的部位都在地面安装到位， 可以大大地提高作业效率； 地面 上接 3 5页 图 1 3 T - T P Y E S T R AI N E R过滤器 成功。 大 13径管道的垫片安装时也需要严格检查法兰面的清洁 度， 否则只要法兰密封面有杂物， 就在水压试验和气密时泄露 ， 大口径管道内部容量比较大，全部卸压重新检查法兰面会耽误 很长时间。 3 ． 7压缩机入口过滤器的选取 4 8 I 石 油 化 工 建 设 2 0 1 4 ．0 4 作业， 受大风、 大雨的影响较小 ， 可以大大缩短整体的工期、 优化 工程的关键路线施工。 4 ． 4 费用 模块化施工需要使用大型吊车 ，但是大型吊车的使用一般 都是配合框架内大型设备的安装同步进行，可以优化吊车资源 的使用， 也减少了大型框架吊车所需的吊车调遣成本； 在地面预 制同时， 也减少了高处散件安装过程中所需的大吨位吊车时间。 即使考虑模块吊装所需的大型机械，模块化施工所需的机械费 依然比散件安装要低。同时， 减少的高处作业和脚手架作业， 对 于脚手架费用、 安全防护费用等也可以有较大的节约。 4 ． 5现场文明施工 模块化施工减少了施工现场的人力、 机械、 材料的集中， 对 于有限的施工现场合理安排资源更为有利，可以保证现场施工 更加有序， 有利于文明施工。 5结束语 大型钢结构框架的施工在项目策划阶段就应作为项目的关 键路线。 通过模块化施工， 统筹协调设计、 采购、 施工等各方面的 工作， 对于保证工程的安全、 质量、 进度、 费用等有较大的促进和 保证， 是值得推广的一种高效、 安全的施工模式。 收稿 日期 2 0 1 4 0 3 2 0 通常压缩机过滤器有两种形式， T T YP E S T RAI NE R和 C ONE TP YE S T RAI N E R； 但 由于 C O NE T P Y E S T RA I NE R 在检修过滤器时需要拆除过滤器两侧法兰，整个过滤器从管道 上拆除后才可以取下滤网 ， 而 T T YP E S T RAI NE R只需要拆 除端 部盲 法兰 即可 以拆 装滤 网 ；因此建议 尽量 选取 T T YP E S T RAI NE R过滤器 。 4结语 随着装置规模越来越大型化，对设计和施工的要求也越来 越高，本论文是结合神华包头 1 8 0万t ／ a甲醇项目的经验和教 训，对大型甲醇装置压缩机的布置及配管需要重点注意的问题 进行研究分析， 以求提高布置及配管的合理性， 使压缩机这个工 厂的心脏可以顺利地开车、 稳定地运行。 参考文献 1李苏秦， 胡晨等．石油化工企业设计防火规范 G B 5 0 1 6 0 2 0 0 8[S ] 北京 中国计划出版社 ． 2 0 0 9． 收稿 日期 2 0 1 4 -0 5 1 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m