施工升降机在大型塔内件安装中的应用

朱景峰

摘 要：该文以大型丙烯精馏塔内件安装为例，从费用、安全、进度等方面提出施工升降机在石油化工大型塔类设备内件安装及检修中应用的优势，进而为石化类似项目施工提供借鉴。施工升降机在房屋建筑工程中应用十分广泛，产品及技术非常成熟。在石化行业大型丙烯精馏塔的安装或检修中，如果将其应用于塔盘的上下运输，则相比传统的吊车加吊笼的方式在多方面都有独特的优势。

关键词：塔内件 安装 升降机 应用

中图分类号：TH211 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）04（a）-0039-02

大型塔类设备是石油化工生产装置中的关键设备，它们在复杂的石化生产中起着举足轻重的作用。例如丙烯精馏塔，由于工艺要求，塔体巨大，塔盘繁多。此类塔的内件安装无论是在新塔的安装施工中，还是在装置检修老塔的维护工作中，必为关键任务，制约着装置建设和检修的整体工期。

1 施工升降机简介

施工升降机是建筑行业成熟完善的施工起重运输设备，根据要求有不同型号可供选择，其中“SSD100型人货两用升降机”是较为常见的型号。

SSD100型人货两用升降机，具有：（1）运行可靠、节省电耗；（2）防坠及安全保护性能完善；（3）升降平稳无噪音；（4）整机价格低、使用及维护成本低；（5）安装、拆卸方便，不需要吊车；（6）外观简洁大方等优点。

SSD100型人货两用升降机的导轨架由逐节拆装的标准节组成，可以根据实际需要，安装至合适高度。该结构优点是标准节的安装不需要吊车，可利用升降机系统自带液压爬升机构和吊杆逐节安装加高。标准节之间由4根M16×70的高强螺栓实现连接。螺栓的预紧力矩、标准节安装垂直度必须依照升降机的行业要求进行。升降机的整体安装及调试，必须由专业人员进行。

2 升降机及平台搭设方案

如何将SSD100人货两用升降机系统的架设与大型塔类设备联系起来，是个难题。现以某石油化工企业生产装置的丙烯精馏塔为例，此塔高95 m，直径5.8 m，总重约850 t。该丙烯精馏塔内部共设计安装了167层塔盘，每层塔盘整体由数量近百件的的塔盘零部件拼装而成。

考虑到新塔盘在塔内安装，及检修过程中更换塔盘需先拆除旧塔盘等操作，为了加快施工进度，可以考虑把整个塔的高度依据人孔的分布分成3～5段，在塔内安全措施完善的前提条件下，组织相应3～5组人员同时进行施工，这样共167层塔盘可以近似分成每组33～55层。在每段塔内空间进行安装时，先从低层开始，逐渐往上安装；拆除旧塔盘过程则相反，从高层逐渐往下拆除，这样就要求每组工作时，新旧塔盘要依靠每段塔高处的人孔运进送出。如果用升降机来完成地面至每段塔高处人孔的运输，则升降机最高要提升至塔顶人孔处的高度。在这样近百米的高度，必须要对升降机的导轨架加设多个附墙架以保证其稳定，附墙架的一端连接升降机导轨架，另一端必然要和塔身相连接。而塔身最适合连接处为不同高度的人孔检修平台，这样造成的结果是对塔本体带来附加的载荷，这是问题一。在塔的各个人孔处的检修平台面积非常有限，在新旧塔盘的安装和拆除过程中，不足以满足塔盘零部件的中转需要。这样在运送塔盘零部件的过程中，升降机必须在人孔处长时间停留，难以发挥其优势，这是问题二。

为解决上述两个问题，可以在塔体和升降机之间搭设平台，以施工升降机用标准节作为平台的主要承载构件，具体是分别用4套标准节组件做为平台的4个立柱，用钢结构将4套标准节组件相互连为一体形成一个大的桁架结构，在此结构上依照需要的高度组建多个平台以供塔盘零部件运送中转之用。平台设置的位置及层数需满足任务分组的要求，平台承载重量与升降机额定载重量对应，即载重量为1 000 kg。

平台的平面结构布主体为Φ76×5优质无缝钢管用专用抱箍连接固定而成，然后在钢管结构上平铺长条型的网板，并将网板与钢管结构绑扎固定，平台四周除与升降机、塔人孔检修平台对接两处之外，需设置护栏。平台的搭设同样不需要吊车，因为平台的4个立柱与升降机的导轨架相同，均配有液压爬升机构和吊杆，除标准节外，搭设平台斜撑同样用Φ76×5钢管及网板等材料，均可利用液压爬升机构上的吊杆由地面吊至高处。斜撑与立柱间通过抱箍连接固定。

3 使用升降机相对传统吊车方式的优势

3.1 经济性

（1）升降机方案。以某项目租用SSD100型升降机的费用报价，包括安装、拆除、运输等项目在内，每年每台的租赁费用为32.5万元。为了不占用检修的时间，可以提前完成升降机的安装、调试和报验，以保证在检修期开始时即可使用升降机，在检修完成开车成功后再行拆除。以此为参考按租用期为两个月计算，升降机折旧及使用费可大幅度降低，安装及拆除费用和其他费用按不变考虑，另还需考虑平台的架设拆除及材料租赁费用，包括运输等，粗略估算在检修期内，租用SSD100升降机及搭设整套平台系统的费用约为60万元。

（2）吊车方案。根据吊车性能表，要针对该文所举95 m高塔顶段部分塔盘进行更换，至少须选用260 t或以上级吊车，按每层塔盘需要4次运输，在塔内外均没有中转平台，即塔盘需送进塔内安装完毕每次至少需要半小时，每层则需要两小时才能安装完毕，粗略估算塔最高段30层塔盘安装所需台班数0.5×4×30÷8=7.5台班，假设拆除时间与安装相同，则仅仅塔顶段30层塔盘更换即需要15个台班，按3万元/台班计算，吊车费用15×3=45万元。以上估计是建立在非常理想的拆装塔盘操作速度基础上的估算，实际可能需要更长的时间。

塔中低段可选用相对低吨位吊车完成工作，保守考虑选用100吨吊车计算，仍需台班0.5×4×（167-30）÷8×2=68.5台班，需68.5×1.2万元/台班=82.2万元。共需45+82.2=127.2万元。

可见在非常理想的状况下，只考虑机具方面，更换塔盘选用吊车所需的费用达到升降机的2倍以上。

3.2 安全性

（1）天气适应性。根据SSD100型人货两用升降机使用说明，在导轨架结冰、大雨、大雾或风速超过20.8 m/s即风力达到9级时，则禁止使用升降机。一般的吊装作业在风力达到6级，即风速达到10.8 m/s就禁止，近百米的吊车垂直运输作业要求应更为严格。由此可见，升降机抗风性能大大超过使用吊车，排除在极端天气情况下，升降机都是可以使用。因此，在对天气的适应能力上，使用升降机要比吊车具有较大优势。

（2）夜间安全性。升降机在夜间作业时需要对作业区域，即上下货有限范围内有适当照明即可。而如果进行高空吊装运输作业，则必须在整个作业区域设置充足照明，否则安全性难以得到保证，也无法对作业进行有效指挥。可见升降机在夜间对照明的要求低于吊车，安全性要强于吊车。所以升降机非常适合用于为赶工而安排倒班作业的情况。

3.3 计划性

SSD100型施工升降梯具有双笼，具有双倍效率。吊笼上升速度38 m/min，如果以该文所举167层丙烯塔同时投入5组施工人员为例，忽略塔裙座高度，近似计算完成5层平台单次运量需（95+76+57+38+19）/38=7.5 min，假设与吊车相同每层塔盘需4次运输，则满足5组人员施工所需运输时间为7.5×4=30 min。需要指出的是，使用升降机除首次运输之外，由于有操作平台提供周转，后续运输完全可以不占用塔盘拆卸和安装时间，运输量完全满足人员施工需要，可以确保实际工作按计划进行，大大增强了可控性。如果采用传统吊车方案，则会形成运输瓶颈，形成人员等待塔盘的状态。

4 结语

施工升降机在石油化工大型塔类设备内件安装及检修中的应用是完全可行的，而且在费用、安全、进度方面均有明显优势。需要特别指出的是，随着塔类设备的大型化趋势，以上各方面所显现的优势越加明显。

参考文献

[1]SSD100/100施工升降机使用说明书[Z].徐州东起工程机械有限公司.

[2]程俊，廖爱军，王俊彤.一起施工升降机坠落事故分析[J].建筑机械化，2016（5）：72-73.

[3]刘琪，李德利.施工升降机的安全使用与管理[J].陕西建筑，2013（5）：61-62.