石油化工装置塔类设备吊装技术

石油化工装置塔类设备吊装技术

孙文忠

中石油北方工程设计有限公司管道室吉林省吉林市132000

摘要：塔类设备是石油化工的基本设备，是该类工程施工的难点之一。本文将对塔类设备的吊装技术相关内容进行分析，以供参考。

关键词：石油化工；塔类设备；分类；吊装技术

1.前言

吊装技术在石油化工行业中发挥着越来越重要的作用，工业现代化对大机械生产需求度越来越高，吊装作业也向着大型化、特大型化发展。石油化工吊装物品按自身尺寸、体积及质量等参数分为塔类、器类、细长类、薄壳类，在实际的作业过程中，要根据实际情况选择适合的吊装技术。

2.塔类设备的特点及分类

塔类设备一般由裙座、上下封头、筒体、内部构件和外部构件等几个部分组成，炼化装置常见的塔类设备主要有减压塔、常压塔、闪蒸塔、汽提塔、分馏塔、脱硫塔、乙烯塔、丙烯精馏塔、二甲苯塔等。

塔类设备按照到货形式可以分为现场组焊塔类设备、分段到货塔类设备、整体到货塔类设备。现场组焊的塔类设备主要特点是设备直径大。由于直径过大，无法整体或者分段从设备制造厂运输到装置现场；多由制造厂商将板材制作成分片塔壁后运输到装置施工现场，现场按照程序组对成筒节、吊装段，并按照上下顺序分段吊装就位。典型的现场组焊塔类设备如常压塔、减压塔、急冷油塔等。分段到货的塔类设备主要特点是设备整体高度大。若整体运输，普通道路转弯半径或运输车辆无法满足运输需求。分段到货的塔类设备一般是根据设备的内部结构特点，结合现场吊装施工的要求将设备预制成若干个吊装段，之后分段运输至施工现场，在现场进行分段吊装。典型的分段到货塔类设备如：丙烯精馏塔、乙烯塔等。整体到货的塔类设备一般较前两种类型塔类设备整体高度小，塔体直径小。由设备厂商制作完成后整体运输到现场，一次吊装就位。典型的设备如汽提塔、分馏塔等。当然，由于装置规模的不同，同一种塔类设备的外形规格差异也很大，组焊、分段或整体到货要视具体情况而定。

3.吊装工艺技术

由一样吊装物品特点可以看出，随着工业现代化，石油化工行业中需吊装的物品逐渐向大型化发展，所需的吊装设备也更加复杂和多样。按照吊装作业核心的起重设备吊装能力不同，可将吊装工艺技术分为分体吊装和整体吊装两大类。

3.1分体吊装

分体吊装是指将待吊装物品通过拆解成若干部分进行分部吊装的作业方式。分体吊装将吊装物品分部吊装的方式分散了单次吊装的重量和体积，解决了大型设备吊重和体积问题，弥补了吊装场地、作业空间及吊装能力等现有条件的缺陷，使吊装作业能够在有限的条件下顺利施行。当分体吊装用于塔形结构物品吊装时，可将塔体拆分为多个单元，依次吊起，完成拼装；当分体吊装用于薄壳结构物品吊装时，可将薄壳垂直剖分，减少作业水平占用空间，当完成所有部件吊装后，拼装在一起，完成作业。

3.2整体吊装

随着起重机的载重能力不断加强，悬臂起升高度和幅度不断提高，整体吊装逐渐发展起来。整体吊装是指将等待吊装物品作为一个整体，用大型起重设备将其吊装并合理放置的作业方式。整体吊装以大型起重设备为核心，应用滑道等辅助设备，对大型物品进行整装移动。整体吊装技术工艺简单，不需拆装吊装物品，不影响吊装物品的原有结构。中石化引入的号称“吊车航母”的1250t级履带起重机是国内外屈指可数的少数千吨以上起重机，它利用其出色的起重能力，顺利完成了上海高桥642和604t的两个反应容器的吊装，后来又在南京成功吊起850t、96m高的精馏塔和648t的反应器等化工仪器设备，成为了石油化工工业中吊装作业的核心起重装备。

整体吊装技术用于塔类重型设备吊装时，将塔体水平放置，一端固定在水平滑道上，另一端与吊机连接。用吊机提升塔体一端，处于平卧状态的塔体一端慢慢升起，另一端在滑道的控制下，沿水平方向移动，直至整个塔体直立。该方法简单快速，安全可靠，节约人力物力，提高了生产效率，但此方法对起重机要求很高，需要较强的设备技术支持，一定程度上限制了其在工业生产中的应用范围。

4.整体到货塔类设备吊装工艺

4.1工艺概述

整体到货塔类设备的吊装方法多种多样，按照吊装机具的不同可以分为“吊车法”、“桅杆法”、“门式起重机法”；按照吊装原理可以分为“抬吊法”、“滑移法”、“扳转法”。以上每种吊装方法由因吊点的设置、吊装机具配置、绳索布置形式等因素细分为若干类型。随着我国大型吊装机具的现代化和大型化，同时对设备的吊装安全要求越来越高，扳转法等传统方法逐渐被淘汰。

在制定整体吊装塔类设备的吊装方案时，应根据以下的具体条件选择合适的吊装方法。

（1）塔类设备自身的条件：如直径、高度、已有吊耳高度、塔的总重量、整体重心位置、塔体的刚度、裙座结构等；

（2）吊装作业场地情况，是狭窄还是宽阔、附近是否有构筑物、架空输电线路、管廊以及其他障碍物等；

（3）已有吊装机具的种类、吊装能力、数量、采取改制措施的可行性；

（4）就近租赁吊装机具的途径及经济合理性评估；

（5）吊装作业人员技术水平、操作能力和职业素质。

4.2滑移法整体吊装塔类设备

4.2.1吊装工艺原理

采用吊车或液压提升系统作为主吊点提升系统与设备上部连接，采用尾排系统与设备底部连接。主吊点不断提升，使设备头部抬起，尾排系统利用牵引系统在轨道系统中不断前移，从而使设备逐渐处于竖直状态，并回落就位与设备基础之上。

4.2.2吊装特点

（1）在设备裙座位置设置一个用于滑动的尾排，使之能够在滑移轨道上做水平滑动；

（2）在设备裙座上设置牵引和后溜滑车组来控制尾排的行进速度；

（3）塔体本身的最不利受力状态是在起吊的初始阶段，即塔头部刚抬起离开鞍座的时候；

（4）吊装机具所承受的最大荷载是在脱排后，塔体呈直立状态时；

（5）在脱排前的整个吊装过程中，塔尾始终不离开拖排，因此吊装较稳定；

（6）滑移法不适用于高度大，直径小的高柔型的塔类设备。

4.2.3主吊机索具布置

主吊机具可分为液压提升系统、单吊车、双吊车等多种形式。采用液压提升系统和单吊车作为主吊机具时，主吊点一般是在塔体顶部法兰口安装吊盖、拉板，通过拉板与主吊机具连接；也可采用在塔壁两侧设置管式吊耳，通过钢丝绳扣、平衡梁与主吊点相连接。当采用双吊车作为主吊机具时，两台吊车通过力矩分配器与塔顶法兰口安装的吊盖、拉板连接，或者与塔壁两侧管式吊耳连接的平衡梁相连接。

4.2.4尾排系统的布置

尾排系统仅以高位转轴式为排为例进行说明：高位轴转式尾排由尾排箱体机构、高位转轴支撑机构和尾排连接机构共三部分构成；尾排采用钢板焊接而成，高位转轴式尾排底部内嵌硬木作为尾排滑移材料，硬木需经过镶嵌、刨平、打磨等处理过程。该尾排能够在轨道上滑移至设备基础正上方，保证反应器在吊装过程中自然直立并顺利脱排，无需进行侧向夺拉，使尾排的溜尾工作更具操作性，有效提高了吊装效率及安全性。

5.结束语

总之，石油化工设备吊装需考虑吊装设备的质量和体积参数，分析不同类型设备的特点，满足吊装作业多方面的要求。

参考文献

[1]吴新伟，李蓉娟.某化工厂自备电厂发电机吊装方案[J].内蒙古石油化工，2017，40(8):75～76.

[2]崔印生，曾海云.炼油厂液化气质量适应性改造项目设备吊装计算及吊车选择[J].中国化工贸易，2017，(17):78.