石化装置管式炉施工技术

■梁志强 石从胜 陕西化建工程有限责任公司陕西西安712100

石化装置管式炉施工技术

■梁志强 石从胜 陕西化建工程有限责任公司陕西西安712100

详细阐述了延长石油（集团）公司杨庄河炼化项目120万t/a重整装置管式炉的施工方法，介绍了在施工场地狭窄、布局紧凑的情况下此类工程施工的经验，对类似装置管式加热炉的施工具有一定的参考价值。

管式炉施工技术要点

管式加热炉在石化装置中应用比较广泛，按操作工艺可分为加热型、加热反应型两类。在延长石油（集团）公司杨庄河炼化项目120万t/a重整装置中共有4台加热炉（其中圆筒炉3台，总重351.25t；四合一箱式炉1台，总重1881.58t）。施工场地狭窄、布局紧凑、施工难度较大。为此，采用了如下施工方法。

1 施工程序

施工准备→设备材料验收→基础处理→炉体钢结构预制→炉体钢结构安装→墙板安装及完善→炉体附件安装→炉管预制→炉管安装→附属烟道、烟囱安装→炉管水压试验→验收交工。

2 施工技术准备

（1）由业主组织设计单位、监理单位和施工单位进行设计交底，明确设计意图，了解施工注意事项。

（2）由业主组织设计单位、监理单位和施工单位进行图纸会审。施工单位主要考虑工程施工特点、重点、难点，各专业有无冲突，不明确或矛盾的设计问题，材料、设备供货深度和到货日期。生产单位主要考虑生产工艺流程、工艺操作条件和有无设计漏项。将设计存在的问题消除在施工之前。

（3）编制施工技术方案，对参加施工的人员进行详细的技术交底。

（4）编制焊接工艺，并进行评定。对施焊人员进行技术培训，并进行技能鉴定。

3 设备、材料的验收

（1）高强螺栓、螺母、垫片应有质量证明书，机械性能和化学成分应符合设计和专业标准的要求。螺纹不得有损坏部分，螺杆应能自由旋入螺母中，按规格复验其机械性能和化学成分。扭剪型高强螺栓按出厂批号复验螺栓连接副的紧固轴力，每批复验5套。

（2）炉管到货后，按设计图样和装箱单核对设备及零部件的尺寸、数量，检查其质量证明文件是否齐全、是否符合设计图样规定，检查其外观是否碰撞、变形及损坏。

（3）对辐射段炉管、对流段炉管的合金钢管道组成件进行10%的光谱分析，复验其化学成分；对制造工厂加工焊口按总焊口数1%的比例进行射线抽检。

（4）对流段管束应复测管板的位置，相邻管板的间距偏差不大于2mm，总间距偏差不大于3mm。

（5）设备到货后，按设计图样和装箱单核对设备及零部件的尺寸、数量，检查其质量证明文件是否齐全，转动部分应灵活无卡涩。

（6）高温锚固件、管板支撑件应进行光谱分析，合金成分含量应符合材料规定要求。

4 基础的处理

（1）管式炉基础施工完毕后，由业主代表组织土建施工单位向安装单位进行基础中间交接，并提供基础实测记录等中间交接资料。基础上应明显标出标高基准线和纵横中心线，基础混凝土强度达到设计强度的75%以上，基础表面的油污、泥土、积水等均清除干净。

（2）审核基础的交接资料，对基础进行全面检查。

（3）垫铁安装应符合下列规定：

a垫铁放置前，基础表面应铲出麻面，麻面深度不少于10mm，密度为每平方分米内3～5个点，放置垫铁处的基础表面周边50mm范围内铲凿平整，保证垫铁与基础接触良好，铲平部位的水平度允许偏差为2mm/m；

b垫铁应设置在靠近地脚螺栓的柱底板加劲板下，每根地脚螺栓侧应设1～2组垫铁；

c每组垫铁不得多于5块，成对斜垫铁的叠合长度不得小于垫铁长度的2/3，偏斜角度不超过3°；

d平垫铁应露出柱底板外缘10～20mm，斜垫铁至少比平垫铁长出10mm，垫铁组伸入柱底板的长度应超过地脚螺栓；

e垫铁的水平度偏差不大于2mm/1000mm；二次灌浆前，垫铁组应焊接固定。

（4）主框架结构和辐射段炉墙安装完毕、几何尺寸找正合格后，进行垫铁点固焊。然后用水将基础表面冲洗干净，在基础四周支模板，浇注灌浆材料，养护达到强度后，方可安装对流段分组模块。基础的质量要求见表1。

表1 基础质量要求表

5 炉体结构安装

管式炉本体结构包括主框架结构、辐射段炉墙、对流段炉墙、过渡段炉墙、顶部集烟室和劳动保护等。主框架结构分为辐射段框架结构、对流段框架结构和楼梯间框架结构。

5.1 辐射段炉墙和辐射段框架结构的安装

辐射段主框架结构组对：辐射段炉墙和辐射段主框架结构按照轴线顺序在地面组对成榀，依次安装。在管式炉制作现场，用H型钢铺设2个组对平台，在平台上按图纸尺寸进行放样，焊接定位板，节点处用垫铁找平，组成一个片状组装胎具。按钢结构构件编号，依次将立柱、横梁和斜拉撑吊放在胎具架上。然后进行几何尺寸调整，框架钢结构组对几何尺寸允许偏差应符合表2。

表2 框架结构组对几何尺寸允许偏差表

5.2 辐射段炉墙的组对在地面将辐射段炉墙每片侧墙板沿轴线分片，端墙板可沿垂直方向分片，分别进行组装。先组对辐射段墙板的框架结构，几何尺寸调整合格后进行焊接或螺栓连接，尺寸调整时应考虑焊接收缩量。然后组焊墙板和加强筋，墙板焊接时，应采取对称焊、分段焊、加设防变形板等方法防止焊接变形。将辐射段墙板内侧朝上放置，进行保温钉、托砖板等衬里锚固件的位置放样和组焊衬里锚固件。墙板组焊完毕后进行调整和矫形，其几何尺寸偏差应符合下表的要求，墙板宽度尺寸偏差应控制在正偏差范围内，见表3。

表3 墙板组对几何尺寸允许偏差表

用一台大型吊车主吊（按吊装重量选择），一台小型吊车配合，利用两根带平衡滑轮组的平衡梁，将放置在组装平台上的分片框架结构和辐射段墙板缓慢吊起，依次将每片框架钢结构和辐射段侧墙板吊装就位，拧紧地脚螺栓。然后，用拖拉绳临时固定。按照对应的辐射段端墙板宽度，调整好侧墙板之间的距离。依次吊装端墙板就位，再将安装螺栓紧固。然后安装辐射段底部横梁和炉底板，再将安装螺栓紧固。对辐射段壳体和框架钢结构进行找正，安装几何尺寸允许偏差符合表4要求。找正合格后，对端墙板角形缝进行焊接。

表4 炉壳和框架钢结构的安装几何尺寸允许偏差表

5.4 过渡段炉墙的安装

过渡段炉墙墙板待辐射段炉墙及对流段主框架结构安装完毕后，可对过渡段墙板进行组装，组装可采取分块组装法进行。

5.5 对流段主框架结构的安装

此部分若与辐射段为一个整体，可随辐射段结构一同安装。若对流段结构与辐射段结构相互独立，对流段采取如下方法安装：

对流段按轴线上的立柱组成对流段模块，先在地面组对成框架结构。对流段框架组对完毕后，进行几何尺寸调整，然后进行螺栓连接和焊接，对流段模块采用吊车整体吊装就位。模块就位后再安装各层横梁，对流段模块组对、安装几何尺寸与辐射段的要求相同。

5.6 对流段模块的安装

制造厂家整体供货的对流模块（含炉管及衬里的模块）现场可整体吊装就位，施工工艺要求如下：

模块安装前，主框架结构、辐射段和过渡段结构应安装找正完毕，影响吊装作业的部分横梁暂时不安装。

模块采用吊车依次吊装就位。每组模块就位后必须找正，合格后用横梁与主框架进行连接，然后再进行下组模块的吊装。对流段模块安装时，模块间应铺设密封陶纤毡。吊装过程中，不得碰撞模块防止衬里损坏。

5.7 劳动保护的安装

炉体框架结构找正合格后，应及时安装平台、梯子和栏杆，进行螺栓紧固和焊接。平台、梯子和栏杆安装允许偏差见表5。

表5 平台、钢梯及栏杆安装允许偏差表

6 炉管预制安装

（1）辐射室炉管安装前进行预制，尽量减少高空作业。对流室炉管单根预制，每根炉管焊接一个急弯弯头，对流炉管安装时从炉两侧分别穿管安装。

（2）辐射室炉管，可用吊车整体从炉顶穿入炉内，进行组对焊接。对流室炉管采用单根两侧对称安装。

（3）炉管及急弯弯管，必须有质量证明文件或合格证，否则不得使用，并逐根进行外观检查。

（4）合金钢炉管及管件应按设计及规范要求，采用快速光谱分析方法复检。

（5）炉管安装前应全面检查与炉管安装有关的钢构、管架、定位管的安装是否符合图纸及规范要求。

（6）炉管在安装前必须进行清扫，并对管口加以保护。

（7）整片炉管吊装前，应对炉管采取加固和保护措施。辐射盘管吊装时应平衡，不得撞击炉墙。对流盘管穿管时，不得撞击管板、管架。辐射盘管安装时，必须保证导向管与定位管的安装尺寸准确，使炉管在开停炉时能够自由伸缩。

（8）辐射盘管炉内吊管时，连接炉管上部的弯头或弯管应与吊钩接触，并使吊钩确实承重，炉管接钩的安装应保证炉管能自由伸缩。

（9）炉管压力试验在炉管热处理和无损检测合格后进行。试验用压力表应经校验，并在周检范围内，其精度不得低于1.5级，表满刻度应为试验压力的1.5～2倍，压力表不少于两块。

（10）炉管系统试验压力依据相关管式炉设计图纸确定。水压试验应用洁净水，水温不能低于5℃。在系统水压试验压力下，保压时间不得小于30min，并对所有焊缝和连接部位进行全面检查，以不降压、无泄露、不发汗及目测无变形为合格。

（11）试压合格后，应立即将水放净，严禁随地排放，应接至排水地沟。

7 结束语

此次杨庄河炼化项目管式加热炉施工，由于方案制定科学合理，施工过程控制到位，未发生质量安全事故，进展顺利，达到了预期的工程目标。

1钱家麟，管式加热炉（第二版），中国石化出版社，2005.

2中国石化工程建设公司，石油化工一般炼油装置用火焰加热炉SH/T3036-2003，中国石化出版社，2004.

3中国石油天然气管道工程有限公司，管式加热炉规范SY/T0538-2004，石油工业出版社，2004.

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