石油化工设备吊装技术对比与分析

胡 伟

（华陆工程科技有限责任公司， 陕西 西安 710065）



石油化工设备吊装技术对比与分析

胡 伟

（华陆工程科技有限责任公司， 陕西 西安 710065）

摘 要：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，随后，从各类吊装物品自身特点出发，详细分析其对吊装技术的具体要求；论述了吊装技术的两大分支：分体吊装和整体吊装技术，归纳了各自的适用性以及优缺点，最后，总结了石油化工大型装备吊装作业中吊耳、吊车及平衡梁、索具等吊装设备的合理选择方法，研究结果有利于依据吊装技术特点合理选取大型设备，提高了现场施工效率，保障设备工作的稳定性。

关 键 词：石油化工；设备特点；吊装技术；分析对比

石油工业是我国国民经济的重要组成部分，随着我国国民经济的腾飞，石油化工行业得到了迅猛的发展。石油化工产业承担着保障油气安全、高效生产的重要任务。吊装作业在石油化工企业追求高效率、高收益的浪潮中得到了广泛应用，并发挥着不可替代的重要作用［1］，从而使得吊装技术得到了长足的发展，从过去单一的桅杆式逐渐发展成以大型起重设备为驱动核心的吊装方式。等待吊装的物品多种多样，特征各异，在吊装作业中需依据吊装物品的特点选取合适的吊装设备及吊装方式进行作业。

1 吊装物品特点

石油化工工业投产规模不断加大，各种大型、特大型设备相继出现，对吊装作业工艺技术要求越来越复杂。根据吊装物品的重量和形状，可将其分为以下几类，如表1。

表1 吊装物品类型及特点Table 1 Hoisting item types and characteristics

（1）塔类、器类重型装备

塔类、器类装备主要包括反应塔、蒸馏塔、反应器等大型设备［2］。该类型装备具有质量大、体积大、高度大、内径大等特点，吊装过程中较难固定和起吊，要防止吊装过程中设备的旋转和滑脱。因此在吊装此类物品时，要求吊装设备具有较强的起重能力和较好的固定方式。

（2）细长类装备

细长类设备主要包括火炬、排气设备等。该类设备长度大、容易弯折、结构不稳定。在吊装此类设备时，必须进行垂直作业，避免设备在吊装过程中出现挠曲变形或稳定性波动。因此，此类物品在吊装作业过程中需要提供垂直作业空间，以保障吊装作业安全高效进行。

（3）薄壳结构重型设备

薄壳结构重型设备以储油罐、储气罐等压力容器及大型穹顶、设备顶盖为典型代表。该类装备具有壁薄、直径大、占用面积大等特点。在该类设备吊装过程中要提供水平空间，避免设备在吊装过程中发生形变和失稳，以免发生生产安全事故。

2 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。

2.1 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［2］。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，如图1所示。

2.2 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［3］。中石化引入的号称“吊车航母”的1 250 t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604 t的两个反应容器的吊装，后来又在南京成功吊起850 t、96 m高的精馏塔和648 t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。

图1 薄壳结构垂直剖分分体吊装Fig.1 Thin shell structure of fission lifting vertical subdivision

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，如图2所示。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］。

图2 塔类装备滑道整体吊装Fig. 2 Tower type integral hoisting equipment slide

总之，吊装技术两个分支分体吊装和整体吊装各有优势。分体吊装技术对空间、起重设备起升能力要求不高，能够利用较简单的设备完成复杂的吊装任务，但存在工时长、操作复杂、安全隐患多等缺点；整体吊装技术操作简单，能够单次吊起大型重物，作业效率高，安全可靠，但整体吊装作业对起重设备起升能力要求较高，需要专业滑轨进行配合，对场地和空间有一定的要求。因此，在实际吊装作业中，应根据现场情况和吊装物品特点合理选择适当的吊装方式完成吊装作业，如表2。

表2 吊装技术类型及优缺点Table 2 Hoisting type and advantages and disadvantages

3 吊装设备选择

3.1 吊耳

吊耳在大型设备吊装作业中起着至关重要的作用，根据吊耳安装位置不同和安装数目差异可将吊耳分为以下几类：

（1）简体吊耳。简体吊耳一般用于大直径设备吊装，为了防止设备椭圆度发生大范围改变，应先加固待吊装设备内部结构，然后再在设备四周对称焊接四个简装吊耳。

（2）翻个吊耳。翻个吊耳多用于吊装过程中需将吊装物品翻个的吊装作业。翻个吊耳一般设置在吊装物品重心左上方或右上方，用板式吊耳辅助固定，以维持吊装物品的整体稳定，防止其发生形变过内部结构损坏。

（3）重型吊耳。此类吊耳一般用于吊装特大型反应器等装备，通常采用将吊盖板厚与设备法兰匹配后的法兰式吊盖进行吊装，并辅以板式吊耳加固。用高强度螺栓连接吊盖和法兰，控制每个螺栓预紧力，保证各螺栓均匀受力［5］。

3.2 吊车

吊车通常根据待吊装装备的尺寸、重量、存放状态及施工环境等因素进行选择。在满足吊装作业的前提下合理调整吊车起重能力、起升高度、作业空间等参数，以获得最大经济效益。当需要吊车连续作业时，应合理设计施工方案，尽量减少不必要的吊装环节，定时轮换作业工人。

3.3 平衡梁

平衡梁是指在吊装作业中起支撑和平衡作用的稳定结构。平衡梁的出现使吊装作业能够将多个超限设备合并到一起一次吊装，极大的提高了劳动效率，减少了工人的劳动强度和出现错误的几率。在吊装重型设备作业中通常采用十字支撑平衡梁进行加固，撑杆的型号根据吊装物品的质量、尺寸、索具长度及外径进行合理选择。

3.4 索具

索具是保证吊装作业安全有效完成的基础。索具最大试验载荷通常为额定载荷的1.3～2倍，绳圈周长根据是否受到作业空间限制通常为绳径的50～100倍。具体索具一般根据吊装物品重量和吊装施工实际进行选择，为吊装作业提供保障。

4 结 论

石油化工大型装备吊装是石化工业中重要的施工程序。根据待吊装装备的体积、质量等参数将吊装物品分为塔类、器类、细长类、薄壳类等类型，总结了各类型装备的特点及其对吊装作业的要求。分体吊装和整体吊装是吊装技术的两个主要分支。分体吊装技术对空间及起重设备要求较低，能够将大型装备分为多个部分吊装，完成吊装任务，但分体吊装设计和施工复杂，需要相关人员具有较高的专业素质；整体吊装技术相对分体吊装而言，对吊装物品整体作业，施工效率高，作业相对简便，但整体吊装技术对起重设备和作业空间要求较高，需要具有大型起重设备和较为充足的垂向和水平向作业空间。在现场施工中，应结合实际，根据吊装物品类型和吊装设备的自身特点合理选择吊耳、吊车等吊装设备。两种吊装技术应相互借鉴、优势互补，在保障安全顺利生产的前提下用最小的投入获得最大的经济效益。

参考文献：

［1］柳路，王志勇，高媛.石油化工施工中大型设备吊装的管理方式分析［J］.辽宁化工，2015，44（9）：1119-1120.

［2］王欣，高顺德.大型吊装技术与吊装用起重设备发展趋势［J］.石油化工建设，2005，27（1）：58-60.

［3］吕春来，马增涛，宋金福.大型设备吊装一体化管理模式的探索与研究［J］. 石油化工建设， 2006， 28（5）：10-12.

［4］关则新.国内外大型石油化工设备吊装技术及装备的比较和分析［J］.石油工程建设，2010，36（4）：51-54.

［5］刘军岐，李军谋，李丽红.浅谈大型化工项目的设备吊装［J］.起重与吊，2014，261（9）：43-46.

Comparison and Analysis of Petrochemical Equipment Hoisting Technologies

HU Wei
（Hualu Engineering & Technology Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710065，China）

Abstract:The lifting technology plays a more and more important role in petrochemical industry， industrial modernization degree has higher and higher demand for big machinery production， hoisting operation also is toward large and super large development. According to the size， volume and quality parameters， petrochemical lifting items can be divided into tower type， container type， long and thin type， thin shell type， and so on. Based on the characteristics of all kinds of lifting goods itself， specific requirements of hoisting technology were analyzed； two branches of the hoisting technology were discussed， including split hoisting technology and integral lifting technology. Their respective advantages and disadvantages were summarized as well as their applicability. Finally， reasonable selection methods of the hoisting equipments for lifting lug， crane and balance beam and other petrochemical large equipments were discussed.

Key words:Petrochemical industry； Characteristics of the equipment； Hoisting technology； Analysis

中图分类号：TQ 052

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2016）02-0342-03

基金项目：国家973项目，项目号：2009CB219604。

收稿日期：2015-10-28

作者简介：胡伟（1982-），男，陕西宝鸡人，工程师，2001年毕业于西北大学化工专业，研究方向：大型石油化工装置设备布置。邮箱：hw1917@hlet.com。