大型石化塔器安装与技术要求

大型石化塔器安装与技术要求

何伟伟

广东国信工程监理有限公司525000

摘要：随着石化行业对产量、效率要求的提升，塔器设备日益呈现大型化和非常规化，这对设备安装提出了更高的要求，因此本文对大型塔器的模块化施工、整体吊装、内件安装等内容进行了探讨。

关键词：大型塔器；安装；技术要求；石化行业

在石化行业，塔器一般是指本体由钢板制成的直立圆柱形静态容器，其高径比较大（一般从几到几十），主要用于气-液或液-液之间的传热与传质。随着石化装置产能规模的不断扩大，大型塔器的应用日益普遍。所谓大型塔器，通常是指塔体内径≥3600mm的塔器[1]。由于大型塔器高度高、直径大，需要考虑的因素更多，安装难度比普通塔器大得多，因此本文对大型石化塔器安装与技术要求进行了探讨。

1大型塔器安装方法概述

1.1塔器类型与基本结构

根据内件结构差异，塔器分为板式塔和填料塔两大类，一般由塔体、内件、支座和附件几部分组成。塔体是构成塔器的壳体部分，如筒节、端盖、封头等。内件依塔器类型有别，板式塔有塔盘板、降液板、横梁、溢流堰、受液盘等，填料塔有填料、填料支撑、液体分布器、气体分布器、床层限位器等。支座用于支撑塔体，有圆筒型、圆锥型等形式。附件是塔器上与其他设备管路相连及用于维修的部分，如进出料管、仪表接管、人孔、扶梯、平台等。

1.2塔器安装方法

塔器安装大体上分为现场制作安装和工厂制作现场安装两种方式。对于工厂制作现场安装方式，根据运输、现场吊装条件，又分为整体运输吊装方式和分段运输现场组装方式。现场组装方式再分为水平组装整体吊装方式和分段垂直组装方式。大型塔器受运输条件限制，一般采用现场制作安装或现场组装方式。

1.3模块化施工

近年来，随着设备制造、安装技术的提升，出现了所谓“模块化施工”的模式，即根据吊装能力将大型塔器及其附属设施（附塔结构、管线、照明、保温）尽可能在地面组装成独立的吊装模块，然后整体吊装，实现“穿衣戴帽，塔起灯亮”的施工方式[2]。这种施工可显著提高作业效率，缩短工期，安装质量和作业安全也有明显改善，因此本文主要以这种方式进行分析。

2大型塔器整体吊装与技术要求

2.1基础检查验收

按《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》（GB50461-2008）第4.1节要求检查验收基础，并在基础上标记出标高基准线、纵横中心线及延伸至建筑物上的坐标轴线、沉降观测水准点。基础面上不能有裂纹、麻面、孔洞、露筋等缺陷。

2.2设备进场检验

按GB50461-2008第3.5节要求进行检查。检查时，应在建设单位、监理单位、施工单位、制造单位代表共同见证下完成。

2.3安装前的准备

安装前应根据图纸资料画出安装基准线及确定方位的基准标记，检查塔体、附件、地脚螺栓，核对设备与基础地脚螺栓尺寸，检查塔体内壁内件安装的基准周线。为了排除运输存放期间的损伤，应做水压试验进行验证。备齐工器具、吊装设备。复核吊装方案，检查吊装参数、模块重心以及吊耳、索具设置，有条件最好通过建立有限元模型优化吊装方案[3]，以确保方案更科学合理。

2.4整体吊装

整体吊装一般分为双机起吊和单机起吊两种方式，如图1所示。双机起吊采用一台门式吊机主吊，另一台双桅杆吊机溜尾，两台吊机配合完成吊装。单机起装是通过一台大型双桅杆吊机整体滑移吊装。双机起吊比单机起吊效率高得多，在吊机满足条件的情况下应尽量采用这种吊法。吊装时，先要试吊，无不良现象后再正式起吊。起吊全程必须在统一指挥下连续吊装到结束，中间不能停歇。吊装就位后，用水准仪检查底座标高，通过调整垫铁使底座标高在允许偏差内。再以两台经纬仪或全站仪在相互垂直的两个方向上检查校正塔器垂直度，并在紧固地脚螺栓后再复查。安装质量应符合GB50461-2008中表4.4.1要求。

3板式塔内件安装与技术要求

3.1塔盘支撑圈的安装

塔盘安装分为卧装法和立装法。卧装法是在塔未立之前安装塔盘，此时塔体卧放在托轮上，由于塔体可以旋转，塔盘上易落部件应在塔体立起之后安装。立装法是在塔体立起后安装塔盘，也就是在塔体垂直度与支撑圈水平度调好后安装。卧装时，在塔体端部做一个垂直于塔体纵向轴线的基准圆，然后以基准圆为依据在塔内壁定出各个支撑圈位置。立装时，以U型管水平仪在筒内壁端部附近找若干水平点，连接成基准圆，同样以基准圆为依据定出各个支撑圈位置。为保证支撑圈的准确安装，应设计合理的工装，以确保支撑圈与筒体间隙小，焊后变形小[4]。支撑圈与塔壁焊牢后，支撑圈上表面水平度、两层支撑圈间距应符合50461-2008表C.0.1质量标准要求，且在300mm弦长的局部水平度偏差不超过1mm。

3.2内件预组装

塔盘预组装的目的是熟悉安装流程，并及时发现安装过程中可能遇到的问题。预组装应在塔体附近的空地上进行，先将包装箱按照安装顺序摆放好，再按照实际安装顺序取出包装箱中需要的部件，并根据塔盘上的参考钢印号识别各个部件的相对位置。通常，每个塔至少应预组装一层。

3.3内件安装

内件安装前应对塔盘支撑件进行复测，测量点数及位置如图2所示。

在塔体就位找正、试压完成以及清除内部油污、焊渣、锈迹、毛刺、杂物之后，开始内件安装。安装部件、工具等可从人孔输入，并采用分层安装，即由底向上发展，每层由周围边板向塔中央推进。通常，安装第一层塔盘需搭设临时脚手架，第二层以后的各层以下面一层塔盘作为安装平台。各部件安装顺序如下：降液板安装→横梁安装→受液盘安装→塔盘板安装→溢流堰安装→气液分布元件安装→通道板拆除→杂物清理→最终检查→通道板安装→人孔封闭。组装塔盘板应在降液板、横梁螺栓紧固后先安装两侧弓形板。塔盘板装好后先临时固定，等各部位尺寸、间隙调整合格后再用卡子和螺栓紧固。每装配完一层塔盘板，就用水平仪校准塔盘水平度。卧装塔体是通过测量塔盘板各测点与铅垂线的垂直距离，这个距离的差值为水平度偏差。各部件安装质量要求见50461-2008附录C。安装需控制每层塔盘上的施工负荷，工作人数不得超过塔盘承载能力，并且施工人员要穿干净胶底鞋进入塔内，站立时不能将身体重量加在塔板上，而应站在梁上或木板上。

4填料塔内件安装与技术要求

4.1填料支撑件安装与测量

填料支撑件的安装与测量可参照塔盘支撑件的方法，质量要求见50461-2008附录C。

4.2填料安装

填料分为规整填料和颗粒填料（分散填料）。规整填料装填从人孔进入，每层装填应从靠近塔壁一圈开始，逐步向塔中央装填。装填时必须严格按设计规定的方向进行安装，相邻层之间的填料盘应错开90°或设计规定的角度。一般应保持填料盘自然压紧状态，不得施加额外的力。颗粒填料应采用吊车将填料包吊到设备平台上，再由人孔送入塔内。装填时，避免填料挤压、变形、破损和搭桥。装填至设计规定的限位后将表面整平。为避免装填过多或过少，每次应只将该层所需数量带进工作区域。安装填料支承板后，应画上连续的刻度，以方便装填时观察填料深度。为避免填料入塔时掉入管道中，装填前应将管口临时封闭。

4.3其他内件安装

其他内件诸如丝网除沫器的安装必须严格按照设计规定进行，在安装过程中采取保护措施，避免踩踏和带入杂物。

4.4人孔封闭

塔内所有内件安装完毕，仔细清理杂物、工具等，经检查合格后封闭人孔，并填写封闭记录。

5结语

塔器是石化行业最常见的静态设备之一，安装质量直接关系到塔器的生产效率、工艺过程的优劣和分离产品的质量，因此必须重视塔器安装技术的应用和安装质量的控制。塔器大型化是发展的必然趋势，但塔器安装技术也在不断进步，随着大型吊车、运输机械的应用及工厂化预制、装配式安装技术的推广，大型塔器安装将不再是难题。

参考文献：

[1]吕延茂.大型塔器的薄壁塔体制造变形的控制[J].化工装备技术，2017，38（6）：47-50.

[2]黄卫明.石油化工装置模块化施工[J].化工装备与管道，2013，50（1）：33-37.

[3]刘利强，吕涛，肖云峰，等.塔器吊装方案分析设计[J].工业安全与环保，2014，40（9）：80-82，58.

[4]张正棠，赵志琦，张任莉，等.大型塔器塔盘支撑圈安装工装对比优化[J].化工机械，2018，45（1）：124-126.