再生器内部旋风分离器更换吊装施工方法

任旭鹏，冯庆辉

中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛 266300

再生器内部旋风分离器更换吊装施工方法

任旭鹏，冯庆辉

中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛 266300

再生器内部的旋风分离器在运行过程中，不断受催化剂颗粒的强烈冲刷而容易老化，因此旋风分离器需要进行更换，而旋风分离器均布在再生器筒体内部，作业空间狭小，且施工环境粉尘较多，给施工带来较大困难。为提高再生器旋风分离器更换施工的工作效率，减少有限空间作业工时，保证施工作业的安全性，在大庆炼化公司100万t/a重油催化裂化装置检修项目中，在再生器筒体内部布置滑车组和倒链，同时在再生器筒壁上开一侧门，利用滑车组和倒链将每台旋风分离器吊移至侧门处，再利用外部的吊车进行夺吊，将旋风分离器吊装至地面上。此工法流程简单，不仅节约了劳动力，同时提前完成施工计划，值得推广。

再生器；旋风分离器；侧门；卷扬机；滑车

1 概述

重油催化裂化装置中直径最大最具标志性的设备是再生器，再生器内部均布着旋风分离器。旋风分离器分为一级和二级旋风分离器，一级旋风分离器质量一般在10 t左右，长度10 m，直径最大处约1.5 m；二级旋风分离器质量一般在8 t左右，长度和最大直径比一级略小。近年来再生器旋风分离器的更换施工较为频繁，由于旋风分离器位于再生器内部，四周是封闭状态，施工人员需在狭小的有限空间内作业，且施工环境粉尘较多，因此给施工带来较大困难。

传统的拆除方法主要分为两种，一种是拆除再生器封头，再将旋风分离器用吊车直接提升出来；第二种是旋风分离器分段或整体从装卸孔拆卸出来。但如果遇到同轴式两器（再生器和沉降器在同一条轴线上），沉降器位于再生器上方，则不可能先将沉降器全部拆除后再拆除再生器的旋风分离器，这样做工程量相当巨大，方案不可行；而对于第二种方法，装卸孔一般仅比旋风分离器直径稍大，旋风分离器长度较长，不易向外移出，因而施工进度缓慢。

本文介绍一种在再生器筒壁上开侧门的旋风分离器拆除施工方法，该方法施工过程较传统方法简单，效率也显著提高。以大庆炼化公司100万t/a重油催化裂化装置再生器9组旋风分离器更换吊装施工为例进行分析。

2 工程概况

大庆炼化公司100万t/a重油催化裂化装置再生器筒壁内径10.6 m，内部衬里厚度150 mm，内部有9组，每组2个，共18个旋风分离器，一级旋风分离器几何尺寸为φ1 264 mm×8 150 mm，质量为7 237 kg，二级旋风分离器几何尺寸为φ1 264 mm× 7 438 mm，质量6 257 kg，旋风分离器分布及位置见图1和图2。

图1 沉降器、旋风分离器立面位置示意

图2 旋风分离器平面布置示意

3 工艺原理

由于旋风分离器位于再生器筒体内部，需要从筒体内部倒运到筒体外部，不能采用吊车直接提升吊装，因此需采用卷扬机、滑车组、倒链和吊车协同配合的吊装方法进行施工。

在再生器内部设置滑车组和倒链，主要用于旋风分离器在再生器筒体内部的转移吊装，并在再生器筒壁上开一个侧门。旋风分离器通过滑车组配合倒链将每台旋风分离器移至侧门处，然后旋风分离器的尾部系挂外部吊车的索具，吊车和滑车组配合，将旋风分离器放置水平，然后摘除旋风分离器和滑车组之间的连接索具，由吊车独自将旋风分离器水平吊至地面上。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 再生器筒体开侧门

先在再生器筒体上开一个2.5 m宽，7.7 m高的侧门，见图3，用来进出旋风分离器，侧门的底标高是26.8 m，顶标高34.5 m，以54°方位为对称中心，详见图4。吊装侧门前应先对侧门周围的筒体进行加固以防止侧门本体变形[1]。

图3 侧门尺寸

图4 侧门方位

采用有限元分析软件计算了侧门的加固方案，即侧门周边采用I20a工字钢进行加固，为防止侧门拆除后弧度变化，在侧门上均布三张弧板。

侧门选用100 t汽车吊作主吊，主吊索具选用1对φ24 mm×8 m的钢丝绳扣一圈使用，2个17 t卸扣；25 t汽车吊溜尾，溜尾索具选用1根φ24 mm ×8 m的钢丝绳扣一圈使用，1个8.5 t卸扣。

侧门吊装时标高为29.4 m和32.6 m层平台和侧门一同吊装至地面上，因为吊装索具尽量保持垂直，吊钩偏摆范围控制在5°范围内，因此标高为38.7 m和35.4 m层平台侧门之上的范围需拆除。

吊装侧门时起重作业人员必须站位在侧门两侧，不可站在侧门正面，预先切割侧门大部分焊道，留下四个角约100 mm焊道系挂吊装索具，再进行切割。由于吊车钢丝绳与侧门会有一定程度的夹角，侧门会向外倾斜，为防止突然向外倾斜，在筒体内部焊接2个夺吊吊点，用一台5 t倒链溜着侧门向外出，这样就不会产生较大的倾倒力。

4.2 旋风分离器的吊耳布置

在每台旋风分离器上方的筋板上切割4个吊耳孔，作为旋风分离器吊装吊耳。蓝线表示2台10 t倒链活动端的钩子系挂的旋风分离器吊点，垂直向上对应在再生器筒体上方再焊接2个吊耳，用来系挂10 t倒链的葫芦上的钩子；红线表示动滑车系挂的吊点，一、二级旋风分离器吊点位置见图5[2]。

图5 一、二级旋风分离器吊耳位置

图5 中一级旋风分离器画蓝色筋板的正上方的吊架上对称焊接2个吊耳作为10 t倒链系挂的吊点，二级旋风分离器画蓝色筋板的正上方的筒体上焊接2个板式吊耳作为系挂10 t倒链的吊点，现场可按实物进行测量，根据筋板位置用吊坠测出吊耳的焊接位置。画好线后，系挂二级旋风分离器的倒链上端吊钩的吊耳位置要砸掉部分衬里才能焊接吊耳，一、二级旋风分离器提升吊耳见图6[3-6]。

4.3 卷扬机、滑车组设置

在再生器筒体内部上方设置三套H16×3D（额定载荷16 t，3组滑轮）滑车组，其中1#滑车组固定方位在侧门处，2#和3#滑车组位置靠里面，如图7所示。滑车组上缠绕φ15 mm的跑绳，跑绳的一端固定在动滑车上，然后进行缠绕，最后由动滑车经过2～3个5 t导向滑车从再生器装卸孔跑出，再经过2～3个导向滑车与5 t卷扬机连接。滑车组定滑车上各配置一个25 t的卸扣，与焊接在过渡段的吊耳连接[7-9]。

图6 一、二级旋风分离器提升吊耳位置

图7 滑车组设置位置及负责吊装区域

1#滑车组主要承担与外部吊车进行配合进出旋风分离器，使旋风分离器放平或直立。由于1#滑车组距离内部远，不方便直接吊装与距离侧门远的旋风分离器，因此2#和3#滑车组主要承担内部旋风分离器的承接，将旋风分离器呈递到1#滑车组上，如图7所示绿线和蓝线圈住的旋风分离器分别由2#和3#滑车组吊装，其余旋风分离器可直接由1#滑车组进行吊装。

4.4 吊装索具设置

4.4.1 提升用的10 t倒链索具设置

旋风分离器上方再生器顶部所有吊耳均要系挂一个10 t倒链作为旋风分离器的提升索具，拆除旋风分离器时用倒链下落旋风分离器，安装旋风分离器时要用倒链进行找正组对焊接，提升倒链设置如图8所示。

图8 提升倒链设置

4.4.2 滑车组索具设置

动滑车的吊装索具是一对φ24 mm×4 m的钢丝绳扣，双股使用，2个12 t卸扣与旋风分离器的2个板式吊耳连接。

4.4.3 吊车索具设置

100 t吊车共有两套索具，一套是1根φ24 mm ×8 m的钢丝绳扣和一个12 t卸扣系挂在旋风分离器底部的吊耳上；另一套是1根φ24 mm×4 m的绳扣双股使用并挂在吊钩上，下方系挂一个10 t倒链，倒链下方系挂一根φ24 mm×2 m的绳扣双股使用，一个12 t卸扣，系挂在旋风分离器顶部的吊耳上，详细吊车系挂的吊装索具见图9。

图9 吊车吊装索具设置

4.5 拆除过程控制

4.5.1 拆除顺序

拆除顺序如图10所示，按1#到9#的顺序拆除后，然后安装9#到4#，再拆除10#到18#，再安装18#到10#，最后安装3#、2#、1#，图中已标注出吊装顺序序号。

图10 旋风分离器吊装顺序

4.5.2 吊装过程控制

（1）系挂10 t倒链，断开旋风分离器。先用2个10 t倒链吊着一个旋风分离器，拉紧倒链断开一级旋风分离器和二级旋风分离器的连接，如果吊一级旋风分离器，要断开一级旋风分离器与拉杆的连接，如果吊二级旋风分离器，要断开二级旋风分离器与集合烟道的连接。

（2）滑车夺吊。2个10 t倒链松钩，旋风分离器向下移动2 m。系挂滑车组吊装索具，卷扬机紧绳，缓慢松开2个10 t倒链，直至滑车将旋风分离器夺来，将旋风分离器移至出口处。滑车独自吊着旋风分离器，旋风分离器的最低点高出侧门底边200 mm。

（3）系挂侧门顶部夺吊机构的索具锁住旋风分离器底部，将旋风分离器底部移出侧门，拉紧该夺吊索具的10 t倒链，使旋风分离器底端移出侧门1 m。

（4） 旋风分离器吊至水平位置。外部承接的100 t吊车有两套索具，一套有倒链，另一套索具只是钢丝绳。系挂钢丝绳索具至旋风分离器底部的板式吊耳上，100 t吊车起钩，松开起初夺吊的倒链，由吊车独自吊着旋风分离器的底部。吊车向检修道路方向转杆，滑车缓慢落钩，吊车和内部滑车配合将旋风分离器吊至水平状态。

（5）旋风分离器平稳吊至地面。旋风分离器水平后，系挂吊车另一套索具至旋风分离器顶部的筋板上，拉紧该索具的10 t倒链，使吊车的两套索具均受力，摘除滑车索具，由吊车独自将旋风分离器吊至地面上[10-15]。

安装过程与拆除过程相反，不再赘述。旋风分离器吊装过程放样模拟见图11。

图11 一、二级旋风分离器吊装过程放样模拟示意

4.6 施工流程

再生器开侧门→再生器内部焊接旋风分离器的提升就位吊耳和定滑车导向滑车吊耳→切割旋风分离器顶部筋板成吊耳→系挂10 t倒链→安装3组滑车组、跑绳、卷扬机→先拆除靠近侧门处的一级旋风分离器→10 t倒链下放旋风分离器→1号滑车组夺吊→外部夺吊机构夺吊→系挂吊车第一套索具→吊车向东转杆起落绳，摘除夺吊机构索具，同时滑车组落钩→旋风分离器吊至水平→系挂吊车第二套索具→拉紧第二套索具10 t倒链、旋风分离器放置水平→摘除滑车索具→吊车将旋风分离器吊至地面→其他旋风分离器按此流程进行吊装。

5 工程应用实例

此工法应用于国内三套重油催化装置再生器旋风分离器的更换检修情况见表1，施工单位均为中油七建公司。

6 结束语

本工法已在国内三套重油催化装置的再生器旋风分离器更换检修工程项目中得到了应用，实践表明，应用效果良好。本工法可望日后为其他重油催化裂化装置再生器旋风分离器更换施工提供借鉴。

表1 施工项目

[1]柳向国.钢框架式工业厂房钢架预制、吊装、找正变形的预防和控制[J].石油化工建设，2008，30（2）：31-34.

[2]SH/T 3515-2003，大型设备吊装工程施工工艺标准[S].

[3]SH/T 3536-2011，石油化工工程起重施工规范[S].

[4]HG 20201-2000，工程建设安装工程起重施工规范[S].

[5]梁建智.简明结构吊装工程施工手册[M].北京：中国环境科学出版社，2003.

[6]建设部人事教育司.安装起重工[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[7]SY 6279-2008，大型设备吊装安全规程[S].

[8]刘佩衡.塔式起重机使用手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[9]余厚极.简明结构吊装手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.

[10]樊兆馥.重型设备吊装手册[M].北京：冶金工业出版社，2001：13-24.

[11]闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010：200-208.

[12]吴忠宪.大型设备吊装工程实用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2012：155-180.

[13]卜一德.起重吊装计算及安全技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[14]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[15]国家职业资格培训教材编审委员.起重工[M].北京：机械工业出版社，2006.

Hoisting construction method for replacing cyclone separators in regenerator

REN Xupeng，FENG Qinghui

China Petroleum 7th Construction Company，Qingdao 266300，China

Cyclone separators in regenerator are easily aging duo to strong scouring by catalyst particles，therefore they need replacing.But separators are uniformly distributed inside the cylinder of regenerator，the narrow operation space and much dust in the construction environment bring more difficulties to the construction.In the repair project of 1 million t/a heavy oil catalytic cracking unit at Daqing Petrochemical Company，the following measures were adopted:set pulley block and chain in the generator cylinder，open a side door in the cylinder wall，move each cyclone separator to the side door by pulley block and chain，then move the cyclone separator out from the door and down it to ground by a crime outside the cylinder.This method had the features of simple process and labor saving.The replacement construction plan was completed ahead of schedule.

regenerator；cyclone separator；side door；windlass；pulley block

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.01.009

任旭鹏（1986-），男，山东青岛人，工程师，2008年毕业于大庆石油学院过程装备与控制工程专业，现从事石油炼化、化工设备的吊装方案编制工作。Email：306698074@qq.com

2016-09-16；

2016-11-18