伊泰新疆能源有限公司200万t/a煤制油项目费托反应器吊装

叶尚武 张利宽

中石化第十建设有限公司 山东青岛 266000

1 项目简介

伊泰新疆能源有限公司伊泰甘泉堡200万t/ a 煤制油项目是伊泰集团继16万t/ a 煤制油工业化示范厂2009年3月顺利产出我国煤间接液化工业化第一桶合格成品油之后，投资建设的第一个大型工业化煤制油项目。项目位于新疆乌鲁木齐市甘泉堡工业园，项目I 期产能为200万t/ a，技术路线采用煤间接液化技术合成液体燃料，产品包括LPG、石脑油和柴油等，II 期建成后产能将达到540万t/ a。

该项目由中石化第十建设公司承建，其中费托合成反应器是项目大型设备吊装和短途运输一体化工程最重直径最大的设备，是最关键设备之一。本工程吊装的费托合成反应器共有4 台，位号分 别 为 26111- R001、26112- R001、26113- R001、26114- R001，每台费托合成反应器分成2 段进行吊装，空中立式组对。第一段吊装完成后，安装内件，然后进行第二段吊装。设备主要技术参数如表1 所示。

表1 费托反应器安装工程量及吊装参数一览表

2 吊装方法概述

2.1 吊装方案的确定

根据费托合成反应器下段的吊装参数、结合现场实际情况及国内大型吊装设备性能，经过多种方案的安全性、可行性、经济性的比较分析，决定采用液压提升装置（2600t/ 71.66m）主吊、1000t 级履带式起重机（XGC15000 型）溜尾的方法进行吊装就位，液压提升装置采用“液压同步提升技术”将设备直立、提升、就位；1000t 级履带式起重机采用直吊、履带行走的方法完成设备由卧态到直立的溜尾。液压提升装置的液压同步提升由计算机控制，具有全自动完成同步升降、负载均衡、姿态校正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能，保证吊装过程的安全稳妥。

2.2 主吊机械设置

2.2.1 2600 t/ 71.66 m 液压提升装置

本工程选用的主吊机械为 2600 t级/ 71.66 m 的液压提升装置。该提升装置由塔架（6m 标准节、底节、顶节）、液压提升器、泵站、计算机同步控制系统、塔身平台、提升大梁、桁架、导线架、塔身扶梯等组成；塔架底节采用法兰盘与地面基础埋件连接。

该塔架设计安装高度为120m，设计有效工作高度117m，每付塔架设计承载能力2600t。塔架的横截面尺寸为4.2m×4.2m，两个塔架之间的中心距最小为16.8m，最大为21.8m (可在16.8- 21.8m 调节)。

由于本次吊装的反应器下段高度为54.4m，因此根据现场实际情况和被吊设备高度确定塔架的实际安装高度为71.66m，有效工作高度为68.63m。两塔架分别在费托反应器基础的0°～180°站位，两塔架中心与费托反应器基础中心在同一条直线上，两塔架中心间距为19.8m。

2.2.2 液压提升设备

根据吊装要求的需要，配备YS- SJ- 400 型液压提升器、YS- 1400 型液压提升器、TJDV- 30 型变频液压泵源系统及YT- 2 型计算机同步控制系统。

主提升油缸选用的钢绞线为高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度为1700Mp，直径为18 mm，破断拉力为35t；本工程中每台提升油缸实际配置27根钢绞线，费托合成反应器整体提升重量为 2126t （含吊具等），共配置YS- SJ- 400 型液压提升器8 台，荷载不均匀系数取1.2，则单根钢绞线的平均 工 作 荷 载 为 ：2126 ×1.2/ 8/ 27=11.81t。单根钢绞线的荷载系数为：35/ 11.81=2.9＞2.5，满足使用要求；

缆风绳油缸选用的钢绞线为高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度为1860Mp，直径为15.24 mm，破断拉力为26.3t；本工程中每台缆风油缸实际配置6 根钢绞线，单根缆风绳最大拉力设计值为334KN，则单根钢绞线的平均工作荷载为：341/ 10/ 1/ 6=5.68t。单根钢绞线的 荷 载 安 全 裕 度 系 数 为 ：26.3/ 5.68=4.7＞2.5，满足使用要求；

2.2.3 缆风地锚

2600 t 门式液压提升系统设置6个锚点，每个锚点通过缆风绳与塔架顶节相连接，形成缆风系统，通过6 台液压千斤顶分别控制6 条缆风绳来调节缆风系统受力。

缆风绳锚点采用埋置式地锚，其中F1、F2 锚点分别埋置一块规格为4.8m(长)x2m(宽)x2m(高)的三角铁地锚，埋置深度为3m，地锚与140t 液压油缸下锚具之间采用两根φ47.5mm x 18m 的钢丝绳相连接；C1、C2、D1、D2 锚点分别埋置两块规格2.196m (长)x1.22m (宽)x1.2m(高) 的三角铁地锚，埋置深度为2.5m，地锚与140t 液压油缸下锚具之间采用两根φ32.5mm*15m 的钢丝绳相连接。

2.3 吊装过程控制

2.3.1 过程控制

液压提升装置索具系挂设备吊耳并预紧，保证主吊机索具铅垂；溜尾吊车行至吊装站位处，系挂溜尾索具并预紧，保证吊车跑绳铅垂。液压提升装置提升（提升速度5～6m/ h），溜尾吊车缓慢起绳，将费托反应器下段水平抬离鞍座100mm，停止起绳，检查吊装系统包括液压提升装置、溜尾吊车、站位点、索具、设备等各部位受力情况。检查合格后，液压提升装置提升，溜尾吊车缓慢向前走车，溜尾吊车根据实际情况不连续落（起）钩，费托反应器下段缓慢直立。液压提升装置停止提升，溜尾吊车停止走车，摘除溜尾索具。找准方位后，液压提升装置缓慢回落提升机构，使设备平稳落到基础上，找正找平后把紧地脚螺栓，设备就位。

2.3.2 液压提升控制要点

为确保费托合成反应器及提升门架提升过程的安全，根据费托合成反应器的特性，采用“吊点油压均衡，结构姿态调整，位移同步控制，分级卸载就位”的同步提升和卸载落位控制策略，具体步骤如下。

（1）同步吊点设置

共设置2个同步提升吊点。每个吊点处各设置一套位移同步传感器。计算机控制系统根据这2 套传感器的位移检测信号及其差值，构成“传感器－计算机－泵源比例阀－液压提升器－费托合成反应器”闭环系统，控制整个提升过程的同步性。

（2）吊点油压均恒

每一吊点处的液压提升器并联，对每个提升吊点的各液压提升器施以均恒的油压，这些吊点以恒定的载荷力向上提升。

（3）提升分级加载

以主体结构理论载荷为依据，各提升吊点处的提升设备进行分级加载，依次 为 20% ，30% ，40% ，50% ，60% ，70%，80%，在确认各部分无异常的情况下，可继续加载到90%，95%，100%，直至费托合成反应器全部离地（胎架）；

（4）离地检查

费托反应器离地后，停留12～24h作全面检查（包括吊点结构，承重结构体系和提升设备等），并将检查结果以书面形式报告指挥部。

（5）姿态检测调整

用测量仪器测出各吊点的离地距离，计算出各吊点相对高差，并与理论值进行比较，提升设备调整各吊点高度使之接近理论值。

（6）整体同步提升

以调整后的各吊点高度为新的起始位置，复位同步传感器。在费托合成反应器整体同步提升过程中，保持该姿态直至提升到预定高度。

（7）整体同步下降

将下降前的各吊点高度设为新的起始位置，复位同步传感器。在费托合成反应器整体同步下降过程中保持该姿态直至接近下部结构。

（8）分级卸载就位

以卸载前的吊点载荷为基准，所有吊点同时下降卸载10%。在此过程中可能会出现载荷转移现象，即卸载速度较快的点将载荷转移到卸载速度较慢的点上，以至个别点超载甚至可能会造成局部构件失稳。计算机控制系统监控并阻止上述情况的发生，调整各吊点卸载速度，使快的减慢，慢的加快。万一某些吊点载荷超过卸载前载荷的10%，则立即停止其它点卸载，而单独卸载这些点。如此往复，直至钢绞线彻底放松，费托合成反应器自重载荷完全转移到反应器基础上，液压提升作业完毕。

（9）提升过程的微调

费托反应器在提升及下降过程中，因为空中姿态调整需要进行高度微调。在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。根据需要，对整个设备提升系统的8 台液压提升器进行同步微动（上升或下降），或者对单台液压提升器进行微动调整。微动即点动调整精度可以达到毫米级，完全可以满足费托反应器结构安装的精度需要。

3 塔架的组装和拆除

3.1 塔架安装

塔架安装完成后，应进行检验试验，同时宜通知当地技术质量监督部门参加检查监督。

3.2 塔架组装、拆除和移位

油品合成装置有 4 台设备需要吊装。塔架第一次在第一台费托反应器（26114- R001）基础南北两侧用 1000t履带吊组装塔架，利用塔架液压提升装置及1000t 履带吊吊装第一台费托反应器（26113- R001）完毕后；利用1000t 履带吊（48m 臂杆变为96m）将塔架拆除移 位 至 第 二 台 费 托 反 应 器（26114- R001）基础两侧。

塔架第二次在第二台费托反应器（26114- R001）基础两侧用1000t 履带吊组装完塔架，吊车工况变为48m，利用塔架液压提升装置及1000t 履带吊吊装第二台费托反应器（26114- R001）。

待 第 一 台 费 托 反 应 器（26113- R001） 吊装完成以后，利用1000t 履带吊先将塔架顶部的提升系统和吊具拆除至地面，然后将塔架分成八大件吊装至第二台设备基础上，将塔架组装达到预定高度，调试完后，开始第二台费托反应器（26114- R001）的吊装工作。

4 实施过程

依照以上方案，4 台费托反应器下段（Φ9860×54400mm，重1960t）吊装自2014年10月16日开始，2014年11月20日结束，历时35 天。第一台费托反应器（26113- R001）2014年10月15日运输到位，10月16日吊装就位；第二台费托反应器（26114- R001）2014年10月28日运输到位，10月29日吊装就位；第三台费托反应器（26111- R001）2014年11月11日运输到位，11月12日吊装就位；第四台费托反应器（26112- R001）2014年11月19日运输到位，11月20日吊装就位。此外还完成了2600t 级液压提升装置三次拆/ 组工作。目前，4 台费托反应器的吊装被业主评为样板工程。