哈萨克斯坦炼油厂自卸式捆绑火炬滑道安装工艺

庞学龙

中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛 266300

1 火炬系统

哈萨克斯坦PKOP奇姆肯特炼油厂现代化改造项目是中国石油最大的海外炼油项目，在项目改造过程中采用了自卸式捆绑火炬系统，它由火炬塔架、滑道、火炬以及自动控制系统等组成，结构形式见图1。火炬塔架根开24m、高130m；火炬塔架捆绑三套火炬，分别为高压火炬、低压火炬和酸性气火炬；每套火炬设有两排H型钢滑道，共6排滑道，每排滑道由12段组成，每段长11m，总长132m。

滑道安装存在大量高空和超高空作业，安全风险系数非常高，是施工控制重点环节，合理的滑道安装工艺对于保证施工进度、安全和经济效益具有重要意义。

2 火炬滑道常规安装工艺分析

从自卸式捆绑火炬系统塔架和滑道设计结构形式中可以看出，在塔架分段安装过程中滑道不能附属在塔架上一同安装就位，只能在塔架就位后才可安装。通常，滑道有两种安装形式：其一，在塔架分段安装过程中，每层滑道利用吊装设备随同塔架同步安装[1-2]；其二，塔架分段安装就位后，再将整排滑道分成几段利用吊装设备依次吊装就位[3]。

无论采用哪种安装形式，都需在塔架与滑道、滑道与滑道连接处搭设高空或超高空作业平台及走台，平台及走台通常采用扣件式脚手架进行搭设，脚手架搭设和拆除过程中人身安全危险系数极高，且脚手架搭设量大（每6 m搭设一个平台）、施工效率低。在搭设完作业平台后利用吊装设备单根或分段安装滑道过程中，作业人员需从塔架爬梯逐层攀爬至作业平台进行施工准备（螺栓及工机具利用吊装设备运至作业平台）及滑道的安装、调试及测量等工作，火炬单排滑道长度通常都在100 m以上，庞大的工程量导致滑道安装周期长、施工成本大，且人员长时间在高空或超高空作业，人身安全时刻受到威胁，如何减少人员高空或超高空作业量是火炬滑道安装的重点，也是提高施工效率的前提。

图1 自卸式捆绑火炬系统结构形式

3 火炬滑道安装新工艺方法

奇姆肯特炼油厂自卸式捆绑火炬系统6排滑道的安装采用1 000 t履带吊车大、小钩配合作业。小钩吊装滑道：6排滑道同步安装，每次吊装一段（每段长11 m，共12段，总长132 m），共吊装12次；大钩吊装高空作业平台：依据滑道安装结构特点，自行设计旋转吊桥式高空作业平台。

吊装前先将高空作业平台放置在塔架滑道的底部，平台内部放置连接螺栓及施工用工机具，施工准备完毕后，利用1 000 t履带吊车小钩吊装平行安装的6根滑道至安装位置，小钩停止工作；大钩回绳系挂高空作业平台，安装人员站在高空作业平台内并采取安全防护措施后，大钩起绳将高空作业平台吊装至滑道安装位置，就位后打开高空作业平台的旋转吊桥进行滑道的安装、测量及调试工作；安装结束后收回高空作业平台的旋转吊桥并拆除小钩索具，大钩回绳将高空作业平台下落至地面完成一次滑道的安装。接着重复此安装步骤，直至完成整体滑道的安装工作。

采用此安装工艺能够将连接螺栓、工机具以及施工人员等在不搭设脚手架平台情况下送达每层滑道的连接处，避免了高空或超高空作业平台搭设及拆除的危险，解决了连接螺栓及工机具的倒运以及实现施工人员上下通行的便捷性、安全性的难题。利用吊装设备平行安装6根滑道和旋转吊桥式高空作业平台，有效缩短了施工工期，减少了大型施工机械的使用，节省了施工成本；施工人员在旋转吊桥式高空作业平台上作业并采取安全防护措施，有效控制了高空或超高空作业人员的安全风险。

4 火炬滑道安装新工艺原理

4.1 平面布置

在塔架分段安装过程中就应该考虑滑道安装时的平面布置，见图2。滑道安装时1 000 t履带吊车必须站位在塔架竖直面的一侧并与塔架、滑道在一条轴线上，吊装设备的小钩和大钩同时使用并且吊装不同物件，必须保证滑道安装平面与大小钩连接面垂直。

图2 平面布置示意

4.2 吊点设置

火炬滑道采用HM400×300型钢制作，每段长度11 m，各段之间采用螺栓连接；滑道预制后表面进行镀锌，为保证吊装过程中不破坏镀锌层，根据滑道结构吊点设计成组合式吊点，主要利用滑道上螺栓及螺栓孔安装一个吊点，火炬滑道吊点装配结构见图3。

图3 火炬滑道吊点装配结构

4.3 索具设置

火炬滑道安装采用平行安装6根滑道，每根滑道1.3 t，采用平衡梁调整滑道之间横向尺寸，为保证滑道在高空组对过程中的竖向调整，滑道与平衡梁之间采用5 t手拉葫芦连接；为防止手拉葫芦断裂危险，另设置一套索具连接平衡梁和滑道，索具采用φ 24 mm×2 m钢丝绳扣，单根使用（手拉葫芦长度调整为1.5 m，钢丝绳扣2 m，保证钢丝绳扣为备用索具）；平衡梁上部采用1对φ 32 mm×20 m钢丝绳扣，每根一圈使用；火炬滑道在翻转过程中防止6根滑道之间相互碰撞，滑道底部采用钢管进行连接固定；手拉葫芦拉链长度通常只有6 m，为方便随处调整滑道尺寸，手拉葫芦拉链长度更换为12 m（火炬滑道单根长11 m）。火炬滑道索具设置见图4、图5。

图4 火炬滑道索具设置实物

图5 火炬滑道索具设置立面

4.4 旋转吊桥式高空作业平台

火炬滑道除滑道与滑道之间连接外，还与火炬塔架进行连接，每层滑道处还有固定滑道方位的连接角钢，全部采用螺栓进行连接。为方便施工人员能在平台上完成滑道的安装、测量及调试工作，设计了旋转吊桥，吊桥采用钢丝绳与作业平台连接，吊桥顶端搭设在火炬塔架的横梁处，旋转吊桥式高空作业平台见图6、图7。

4.5 吊车设置

在1 000 t履带吊车调遣过程中一定要明确吊车配置要求（配置小钩），并在组装过程中安装和调试吊车小钩系统，火炬滑道安装1 000 t履带吊车组装塔式工况，主臂长度96 m，塔臂长度60 m，安装25 t小钩和80 t大钩，其吊装参数如下：

1000t履带吊车大钩参数：吊装半径R=40m，臂杆长度L=96 m+60 m，额定载荷Q=700 kN（超起配重0 kN）；小钩参数：R=41 m，L=96 m+60m，Q=220kN；小钩和大钩之间距离：1m。

4.6 工艺流程

（1）吊装准备：吊装前先将旋转吊桥式高空作业平台放置在塔架滑道的底部并拉起旋转吊桥，高空作业平台内部放置连接螺栓及施工用工机具，履带吊车调整到吊装位置并调试完毕。

图6 旋转吊桥式高空作业平台示意

图7 旋转吊桥式高空作业平台实物图

（2）系挂索具：按照索具配置要求，吊车小钩系挂钢丝绳扣、平衡梁、手拉葫芦等并与滑道连接。

（3）滑道就位：索具系挂完毕后，1 000 t履带吊车小钩起绳，缓慢将滑道翻转至直立状态，并旋转臂杆将滑道吊装至安装位置后小钩停止作业。

（4）旋转吊桥式高空作业平台就位：小钩停止工作后，大钩回绳系挂高空作业平台，安装人员站在高空作业平台内并采取安全防护措施后，大钩起绳将高空作业平台吊装至滑道安装位置，就位后打开高空作业平台的旋转吊桥，并用封车带将高空作业平台与塔架进行连接固定。

（5）火炬滑道安装：高空作业平台固定完毕后，进行火炬滑道螺栓的安装以及滑道的测量、调试工作，每根滑道有三处或四处需螺栓连接，每次安装一处位置后，调整高空作业平台的位置再安装另一处，直至6根滑道各处都安装完毕。

（6）索具拆除：滑道安装结束后拉起高空作业平台的旋转吊桥并拆除小钩索具，大钩回绳将高空作业平台落至地面完成一次滑道的安装。

（7）重复安装：整排滑道需吊装12次，每次吊装高度都相应增高11 m，重复安装作业完成整体滑道的安装工作。

5 实施效果

采用此工艺流程3天时间完成了火炬塔架配置的6排滑道的安装工作，无任何安全、质量事故发生，且施工周期短，解决了高空或超高空作业的难点，节省了脚手架搭设、施工机械作业及人工成本，同时对今后安装此类火炬滑道有非常好的借鉴意义。

6 结束语

自卸式捆绑火炬在国内炼油项目多次应用，其滑道安装施工各有不同，本自卸式捆绑火炬应用的滑道安装工艺流程其前提是利用大型吊装设备。施工难点主要是滑道的支撑结构和连接方式不能附属在塔架上同步安装。建议在以后设计中持续完善火炬滑道结构形式，并使滑道分段与塔架分段一致，最终实现滑道附属在塔架上同步安装。