催化裂化装置旋风分离器更换施工技术

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(中国石油 大连石化公司， 辽宁 大连 116031)

催化裂化装置旋风分离器更换施工技术

陈建国，晏永权，王旭

(中国石油 大连石化公司， 辽宁 大连 116031)

旋风分离器是催化裂化装置中的关键设备之一，一旦出现问题，会造成催化剂损耗大幅增加，烟机和高温管线等设备磨损损坏，甚至使反应-再生系统催化剂料位无法维持，装置被迫停工。大连石化公司80万t/a催化裂化装置中的旋风分离器分离效率下降明显，催化剂单耗超过了1.2 kg/t，2013-09首次采用整体吊装的方法对其进行了更换。通过吊装参数计算，最终确定选用LTM11200型吊车。介绍了旋风分离器整体吊装的施工思路、胎架准备以及分离器更换程序，通过选用合理的更换方案，保证了装置停工检修整体施工进度，有效控制了施工质量和施工安全，更换后装置一次开车成功，反应-再生系统运行良好，催化剂自然跑损量低于0.5 kg/t。

旋风分离器； 催化裂化装置； 整体吊装； 更换

旋风分离器是催化裂化装置中最常用的气固分离设备，也是反应-再生系统的关键设备，主要作用是回收昂贵的催化剂。再生器内旋风分离器长期在700 ℃的环境中运行，一旦旋风分离器出现问题，轻则造成催化剂损耗大幅增加，烟机、管线等设备磨损损坏，重则造成反应-再生系统催化剂料位无法维持，装置被迫停工[1-5]。

我公司80万t/a催化裂化装置中的再生器旋风分离器于2006年更换，随着使用时间的增加，旋风分离器的分离效率明显下降，催化剂单耗超过1.2 kg/t[6]。为此，2013年对再生器6组二级旋风分离器进行了更换。由于工期紧，旋风分离器安装要求高，若采用常规的侧壁开孔单体更换再生器旋风分离器的方法施工，施工时间无法保证，同时施工质量和施工风险控制难度很大。为此，经过多次讨论，首次采用整体吊装的方法，确保了旋风分离器如期更换完工。

1 整体吊装方法优点

①旋风分离器与再生器的顶部封头为整体拆装更换，且均在地面进行焊接组对，安全精度容易控制，可有效控制安装质量。②可在地面多点同时拆装旋风分离器，提高了安装效率。同时也为再生器和沉降器内的其它施工作业创造了条件，保证了施工进度。③新、旧旋风分离器更换在地面进行，减少了高空作业和有限空间作业，改善了施工作业环境，减少了作业风险。④旋风分离器拆装均在地面进行，脚手架搭拆量少，大型吊车吊装作业仅2次[7，8]。

2 旋风分离器更换主要工程量

需要更换的旋风分离器主要部件包括再生器顶部17 m烟气管线及附属平台、外集气室和平台、球型封头、6组旋风分离器及其相应附件、阻挡施工的平台和仪表管线等，主要参数见表1。

表1 旋风分离器主要更换部件及参数

3 旋风分离器更换施工准备

3.1施工总体思路

采用大型吊车将顶部烟气管线及外集气室整体吊装落地，然后将再生器顶封头连带6组两级旋风分离器整体吊装落地至胎架上[9，10]。在地面胎架上更换6组两级旋风分离器，再用吊车将在地面整体预制的再生器顶封头连带6组两级旋风分离器整体吊装回位，最后将顶部外集气室和烟气管线吊装就位。

3.2胎架准备

根据旋风分离器的高度和球型封头的直径制作胎架(图1)，用于旋风分离器的整体拆装施工。

在装置检修厂地，沿Ø8 600 mm圆周均匀铺设6个2 000 mm×3 000 mm的方板，在Ø8 600 mm圆心处铺设1张尺寸9 000 mm×2 000 mm、厚30 mm的钢板。现场用型钢制作1个放置封头和旋风分离器的临时支架，高8.2 m。在Ø8 600 mm圆周放置的6块方板上设立6根立柱(立柱采用Ø273 mm×12 mm钢管制作，底座板及筋板选用20 mm厚钢板制作，筋板尺寸200 mm×200 mm，4个均布)，并在顶端使用HM294 mm×200 mm×8 mm×12 mm型钢拉筋加固，侧面采用背靠背等边角钢∠160 mm×10 mm与10 mm厚连接钢板制作。在Ø8 600 mm圆心处的钢板上，用24 mm厚钢

图1 再生器旋风分离器胎架结构

板卷制外径2 500 mm的筒体，底面筋板选用30 mm厚钢板制作，16个均布，尺寸为200 mm×200 mm。中心立柱内采用18 mm厚钢板加固2层，中心柱顶部盖板使用18 mm厚钢板制作。

3.3吊车核算

对主要吊装参数进行计算，以确定吊车型号。

P=(Q1+Q2+Q3)K
H=h1+h2+h3

式中，P为计算吊装质量，Q1为最大吊装质量，Q2为附件质量，Q3为吊具质量，t；K为不均衡系数，取K=1.2；H为吊臂顶点最小高度，h1为吊耳到塔底的距离，h2为捆绑绳占据的长度，h3为吊钩到吊臂顶点的最小距离，m。

本次吊装的Q1=138.5 t、Q2=4.5 t、Q3=10 t、h1=50 m、h2=10 m、h3=10 m ，代入公式计算则有P=153 t、H=70 m。现场测量的最小作业半径为18 m。根据P、H数值以及最小作业半径，选用LTM11200型吊车。当作业半径为16 m(满足最小作业半径要求)，使用80 m杆长时，最大吊装质量158 t(满足P值的需要)，最大吊装高度为77 m(满足H值的要求)。

LTM11200型吊车主要吊装参数见表2。

表2 LTM11200型吊车吊装参数

4 旋风分离器更换程序

4.1旋风分离器到货要求

要求制造厂按图样对一二级旋风分离器组对焊接后整体供货，旋风分离器需按组编号，并在旋风分离器接口位置做好钢印标识。旋风分离器出厂前按照施工单位提供图样焊接吊耳，并经无损检测合格。

4.2主要更换步骤

4.2.1外集气室和烟气管线整体拆除

拆卸旋风分离器时需进行断口，断口部位见图2，断口位置需搭设脚手架配合。

为确保烟气管线割断后移位，需在烟气管线弹簧托处用20 mm厚钢板加固。将烟气管线断口处内衬里砸掉宽200 mm部分，同时将6个拆卸旋风分离器升气管断口处内衬里砸掉宽200 mm部分。使用气刨将烟气管线及外集气室内需断口处的龟甲网刨掉，将烟气管线和升气管割断。

图2 旋风分离器断拆卸口位置

使用LTM11200型吊车将烟气管线及外集气室吊装至落地，吊装位置见图3。吊点设置在外集气室与再生器球型封头连接的6根二级旋风分离器出口管上。将钢丝绳一侧缠绕在3个吊点上，另一侧挂在烟气管线上，每个吊点缠绕2圈钢丝绳，每圈绳长20 m。

图3 旋风分离器吊点部位

4.2.2封头和旋风分离器整体拆除

沿封头焊缝上下各拆除200 mm宽封头内部衬里。拆除上封头前首先用记号笔在上封头焊道处沿圆周均匀做8点标记，之后切割拆除封头。切割完成后用吊车将封头和旋风分离器整体吊起，放在预制好的支架上。吊点布置在封头焊口上方200 mm处新焊接的4个吊耳上[11]。旋风分离器整体吊装图见图4。

图4 旋风分离器整体吊装示图

4.2.3旋风分离器更换

旋风分离器更换情况见图5。

旋风分离器吊装过程如下。

(1)将6台旧旋风分离器逐台拆除，使用LTM11200型吊车将封头吊至地面，铲除封头内需要增设吊耳处衬里，并进行封头坡口修理打磨。

(2)依次吊出6组旧旋风分离器，再依次将6组新旋风分离器吊装至托架上。

(3)使用LTM11200型吊车将封头吊装在胎架上，在封头内调整封头方位，使二级旋风分离器断口处相对应，使用线坠及水平尺等测量并调整封头水平度。

(4)组对二级旋风分离器出口管，测量其垂直度，在旋风分离器底部挂起重机以调整垂直度，垂直度允差为±5 mm。符合标准要求后，可将二级旋风分离出口管点焊固定，同时拧紧一级旋风分离器吊挂螺栓。

图5 旋风分离器更换示图

(5)检查旋风分离器安装是否合格，全部合格后按方案逐步回装各设备[12-15]。

5 结语

通过选用文中所述的旋风分离器整体吊装更换方案，保证了催化裂化装置停工检修整体施工进度，有效控制了施工质量和施工安全。装置检修完毕后一次开车成功，反应-再生系统运行良好，催化剂自然跑损量降至0.5 kg/t以下，不但节省了可观的催化剂费用，保护了环境，也为装置长周期稳定运行提供了保障。

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(张编)

ReplacementConstructionTechnologyofCycloneSeparatorinCatalyticCrackingUnit

CHENJian-guo，YANYong-quan，WANGXu

(PetroChina Dalian Petrochemical Company， Dalian 116031， China)

The cyclone separator is one of the key equipment in catalytic cracking unit. If there was any problem，it would result in catalysts loss increasing sharply，gas machine and high-temperature pipeline were damaged. On further step，catalysts level of regeneration system could not be maintained， and the device was forced to shut down. The efficiency of 800 000 t/a cyclone separator of catalytic cracking device of Dalian Petrochemical Company were decreasing. Catalysts loss was over 1.2 kg/t. In September of 2013，it was firstly replaced by use of whole hoisting. By calculating the hoisting parameters，finally，it was decided to use crane of LTM11200. By introducing the idea of cyclone separator hoisting construction，frame preparation and replacing program of separator and by use of proper replacing plan，the whole shutdown repairing process，the quality and security of the construction were ensured. It was successful to replace the device，the regeneration system went well and catalysts loss was below 0.5 kg/t.

cyclone separator； catalytic cracking unit； integral hoisting； replace

TQ051.8； TE969

B

10.3969/j.issn.1000-7466.2017.02.009

1000-7466(2017)02-0043-05

2016-09-30

陈建国(1980-)，男，辽宁抚顺人，工程师，工程硕士，从事石油化工工艺设备管理工作。