丙烯酸及酯装置大型设备吊装综合布置技术论述

李丰震

（上海市安装工程集团有限公司)

化机制造

丙烯酸及酯装置大型设备吊装综合布置技术论述

李丰震*

（上海市安装工程集团有限公司)

分析了丙烯酸及酯装置设备布局的特点和吊装施工的难点。采用分区域集中吊装的工艺方法，可提高设备吊装的工作效率，避免传统的吊装方法因吊装点多而导致的施工散乱、吊装效率低的弊端。

大型设备 吊装 地基处理 吊装工艺 吊装区域 吊索具设置

0 概述

上海市安装工程集团有限公司承接了上海化工区某厂32万t/a丙烯酸及酯项目的安装及施工总承包任务。丙烯酸及酯生产装置的布置结构紧凑，设备、工艺管道安装的工作量巨大。其主装置中的大型设备 （50 t以上）总计17台，分散布置在生产装置区域，施工作业面广。这些设备的吊装及安装施工是整个项目的重中之重。如何运用先进合理的吊装施工部署及规划，保证这些大型设备的顺利吊装，并且降低起重机械的使用台班及劳动力成本，提高施工效率，是该项目施工管理的核心问题。

本文分析了丙烯酸及酯装置设备布局的特点和吊装施工的难点。

（1）装置总平面布置图

如图1所示，装置施工区域为呈长矩形的、且置有钢结构框架的区域，大型设备大致分散布置在框架外侧及四周。

（2）设备吊装工作量

该项目中单台质量在50 t以上的设备如表1所示，其中质量最大的为2台第一氧化反应器 （位号为111R01、112R01），单台中段质量为321.9 t，以及2台第二氧化反应器（位号为111R02、112R02），单台中段质量为238.166 t，共4台套；吊装高度最高的设备为2台塔设备丙烯酸汽提/吸收塔（位号为111C10/C20和112C10/C20），直径为Ø4 500 mm/Ø4 000 mm，高度为77 108 mm，单台总质量为159 t。

图1 现场总平面布置图

1 施工难点

（1）大型设备与框架钢结构布置较紧凑，安装吊装过程中易产生交叉作业，影响彼此施工流程。

（2）设备台件数多，现场吊装作业频繁、大型吊机进出场及转场次数多。

（3）设备吊装单台总质量较大 （364 t），高度较高（77 m），吊装施工难度大。如何合理地规划场地布置及设备进场路线是吊装施工成功的关键。

（4）现场吊装场地处理要求高。设备吊装重量较重，吊机站位区域对于场地的地耐力要求高，且吊装就位过程中履带吊行走等工况对于地基处理的要求较高。

表1 丙烯酸及酯装置大型设备参数表

2 设备吊装施工工艺

2.1 吊装工艺概述

由于现场设备分布广，需吊装的设备数量多，且设备主要围绕钢结构主装置框架外围四周分布，因此需要将现场多台设备吊装划分成若干个吊装区域。要统筹安排每个区域的设备吊装，尽量保证该区域设备集中到货，集中吊装就位。吊装机械的选用应尽量满足能覆盖吊装区域所有设备吊装任务的要求，避免大型吊机多次进场及转场。

（1）同一区域设备的吊装，应充分考虑设备的运输问题，保证每台设备运输至吊装位置时其运输路线合理。

（2）主（副）吊机的吊装载荷能力应能满足（覆盖）区域内所有大型设备的吊装要求；主吊机站位后应尽量避免移位，其吊装作业半径应能覆盖该区域内所有设备的吊装工作。

（3）同一区域内设备吊装时应周全地考虑各设备就位前后次序，避免先就位设备阻碍后就位设备的吊装和就位。

（4）吊装场地的加固及平整处理应按该区域最重、最大设备的要求进行规划，保证场地的地耐力、承载能力满足最不利工况条件的要求。

2.2 合理的吊装场地布置

传统的设备吊装往往是采取点对点的吊装施工方法，即针对单台吊装设备设计吊装施工方案，起重吊机的选择、站位和场地处理、吊索具设置、设备运输路线等一系列的吊装工艺及参数都是针对单一设备设计规划的。而本项目中的设备吊装将采用一种点对面的吊装施工方法，即将大型设备按所属区域及重量尺寸进行划分，统筹考虑每个区域内多台设备的吊装方案，力争集中进行设备吊装。具体地说，就是要综合性地考虑选择合适的起重吊机，兼顾性地考虑吊机站位、吊索具设置、设备进场路线、吊装工艺等因素，最终达到一次性规划能满足区域内多台重型设备连续、集中吊装的工艺要求。

根据表1所示的设备清单及设备现场平面布置图，相关技术人员考虑将现场吊装区域划分为四块，并根据每块区域的设备吊装重量及规格尺寸统一拟定该区域连续吊装施工的主吊机。吊装区域分布如图2所示。

图2 吊装区域划分示图

（1）第一吊装区域

该吊装区域主要考虑的是2台第一氧化反应器和2台第二氧化反应器以及2台热媒盐罐的吊装，主吊机选用LR1600/2（600 t）履带吊机进行单机吊装作业。

（2）第二吊装区域

该吊装区域主要考虑的是2台丙烯酸汽提/吸收塔，以及2台丙烯酸提纯塔的吊装，采取整体吊装的形式，主吊机选用LR1600/2（600 t）履带吊机，尾部抬吊选用QUY300（300 t）履带吊机。

（3）第三吊装区域

该吊装区域主要考虑的是产品罐/降膜结晶器（181D2/C10）、 冷媒缓冲罐/进料罐 （181D70/D03）、热媒缓冲罐/进料罐 （181D80/D04）以及第一、第二酯化反应器的吊装，主吊机选用LR1600/2（600 t）履带吊机，产品罐/降膜结晶器尾部抬吊选用QUY300（300 t）履带吊机，热媒缓冲罐/进料罐和冷媒缓冲罐/进料罐尾部抬吊选用QY130K （130 t）液压式汽车吊。

（4）第四吊装区域

该吊装区域主要考虑的是2台冷凝器设备的吊装，主吊机选用LR1600/2（600 t）履带吊机，尾部抬吊选用QY130K （130 t）液压式汽车吊。

需要注意的是，以上各个吊装区域不仅仅局限于上述这些设备的吊装，有些提前进场的在此区域的设备也可利用该吊机进行吊装。

2.3 吊装场地地基处理措施

根据上述四块吊装区域的划分及大型吊机的选用原则，大致规划模拟了各个区域大型吊机的吊装站位示意图，如图3所示。

图3 主吊机站位示图

图3中网格阴影部分为大型吊机站位位置的处理部分，斜线阴影部分为场地道路的处理部分。

大型吊机站位地基的处理 （600 t履带吊、300 t履带吊）如图4所示。

图4 主吊机站位路基箱板设置示图

吊机定位地基的地耐力要求按最重吊装设备进行计算。600 t吊机定位地基的地耐力要求为

Q=1 324.88/86.4≈15.33 t/m2300 t吊机定位地基的地耐力要求为

Q=457.75/47.25≈9.69 t/m2结合当地地质状况采用换土法处理。对于600 t吊机站位位置的地基处理，采用开挖1.5 m深的基坑，抛填大石块的方法，该法可满足各大型吊机定位支承的要求。对于300 t吊机的站位位置的地基处理，采用开挖1.0 m深的基坑，抛填大石块的方法，该法也可满足各大型吊机定位支承的要求。

2.4 主要吊装工艺

（1）关于大型设备的吊装，在各设备运到设备布置图上的起吊位置后，原则上直接在装卸车辆上起吊，不再进行设备的卸车放置。

（2）对于4台卧式容器及第一反应器、第二反应器，则采用单机吊装就位的方式进行吊装作业。

（3）塔类设备起吊时采用主、副2台吊机抬吊的方法，即主吊吊机吊装设备上部 （头部），副吊吊机抬吊 （溜尾）设备下部 （尾部）。当设备为水平卧置状态时，主副吊机同时起吊设备，将设备提升至一定高度后，主吊吊机继续不断地提升设备，副吊 （抬吊）吊机则停止提升，并抬吊设备尾部向前行走，把设备尾部往主吊方向递送，直至设备扳转竖立呈垂直状态后，撤去副吊吊机、吊索具，由主吊吊机单独进行设备的吊装就位。

2.5 吊索具设置

（1） 111R01、 111R02 和 112R01、 112R02 四台氧化反应器设备吊装及吊索千斤选用2根Ø110 mm钢丝绳34 m，单边对折1圈2股使用 （有效长度17 m），两边共计受力4股，兜套于设备两侧管轴吊耳上。

（2） 111C10、 111C20 和 112C10、 112C20 丙烯酸汽提/吸收塔吊装，吊装千斤选用2根Ø65 mm钢丝绳36 m，单边对折2股使用，卸扣选用150 t级四只。

（3）111C30和112C30丙烯酸提纯塔吊装，吊装千斤选用2根Ø60.5-6×371×170钢丝绳24 m，单边一折二使用 （有效长度12 m），卸扣选用100 t级两只。

（4）181C10降膜结晶器吊装，吊装千斤选用Ø60.5-6×371×170钢丝绳24 m，单边一折二使用（有效长度12 m），卸扣选用100 t级两只。

2.6 各吊装区域主要设备吊装立面示图

图5、图6为各吊装区域主要设备吊装立面示意图。

图5 第一吊装区域 （氧化反应器）、第三吊装区域 （丙烯酸汽提/吸收塔）吊装图

图6 第二吊装区域（产品罐/隔膜结晶器）、第四吊装区域 （冷凝器）吊装图

3 工程效果分析

该吊装区域划分具有如下优点：

（1）针对同一区域的设备吊装作业，采取设备集中到场、施工连续紧凑的规划，提高了大型吊机的使用率，避免了因零星设备到场，导致施工过程中大型吊机重复进场，且每天施工台班使用率不足的缺点。

（2）分区域布置设备吊装作业，可以合理规划大型吊机的站位场地布置，综合考虑大型吊机站位地基的处理技术措施，提高技术措施设置的合理性及有效性。

（3）分区域布置设备吊装作业，可以提高现场总体施工平面内的管理工作效率，现场施工管理的有利条件更多。集中区域作业可以封闭化管理，降低吊装作业的安全风险。

4 结论

在该套32万t/a丙烯酸及酯项目的安装施工过程中，通过前期合理的大型设备吊装规划，在2个月内顺利完成了全场17台大型设备 （单台质量超过50 t）的吊装及安装工作。大型履带吊台班使用合理紧凑，避免了多次进出场组装产生的额外费用，也提高了项目整体的吊装施工效率。该项目的大型设备吊装工作的规划思路可以在今后同类项目施工中推广和借鉴，以提高企业的大型设备吊装施工技术能力。

Technical Discussion on Comprehensive Arrangement of Large Hoisting Equipment for Acrylic Acid and Ester Unit

Li Fengzhen

The characteristics of equipment layout of acrylic acid and ester unit and difficulties in hoisting construction are analyzed.The method of centralized lifting in the subarea can improve the working efficiency of the installation and hoisting of the equipment in the field.It avoids the disadvantages of the traditional hoisting method,such as the scattered construction caused by more hoisting points and the low efficiency of hoisting.

Large equipment;Hoisting;Foundation treatment;Hoisting process;Hoisting area;Rigging arrangement

TQ 050.7

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2017.08.014

2016-12-28)

*李丰震，男，1976年生，工程师。上海市，200080。