搭设框架平台及使用牵引技术更换大型换热器
2020-03-21李志方邱定林张德永
杨 光，李志方，邱定林，张德永
中国石油工程建设有限公司第一建设公司，河南洛阳 471203
1 工程概况
2019 年独山子石化公司100 万t/a 乙烯装置大检修，乙烯一联合车间原料预热和稀释蒸汽发生区大型换热器E3018 需要更换，但由于其在高框架内，因此更换难度极大。设备外形尺寸见图1，吊装质量103.5 t，换热器底部就位高度8.1 m，其中框架高度24 m，设备中心距离框架边缘6 m。
图1 大型换热器E3018 外形尺寸
2 施工方法
传统的更换方法是：在拆除换热器上部的钢结构、管道、电气仪表等设备后，采用大吨位长臂起重机将旧换热器吊离，再就位新的换热器，还需回装拆除下来的钢结构、管道、电气仪表等设备。而采用框架外部设置支撑平台整体牵引换热器的施工方法相对传统的方法有以下优点：其一，可以减少拆除和回装工作量，缩短工期；其二，可提前制作支撑框架和牵引平台，提高工作效率；其三，可尽可能维持原结构受力特点，保证施工安全；其四，吊装选用更小吨位的吊车，节约台班费用。综合考虑检修工期、安全、成本等多方面因素，最终决定采取框架外部设置支撑平台整体牵引换热器至框架外部，再吊装更换该设备的施工方法。
3 施工流程
大型换热器E3018 更换过程主要分为旧设备拆除和新设备安装两部分。
旧设备拆除主要施工流程为：确定吊车和索具→场地准备及设备基础防火层剔除→制作安装支撑钢架→铺设作业平台并安装牵引轨道→设置换热器鞍座及加固梁→顶升换热器并放置在50 t地坦克上（地坦克为一种设备承重设施，下方有滚轮，可行走。） →起升牵引倒链，将换热器从框架内牵引到框架外平台上→用300 t 汽车吊将换热器从框架外平台吊装至地面。新设备安装流程与旧设备拆除流程反向。
4 牵引及吊装准备
4.1 吊车选用
根据同类设备吊装施工经验，结合本工程换热器的重量及现场实际情况等，决定更换吊装采用“单机吊装法”，主吊选择徐工QUY300 t 汽车吊。
4.2 吊装索具准备
吊装索具：φ60 钢丝绳，长25 m，共计2 根（每根折2 股使用）。经过计算主吊索具承受力大于吊装重量的5 倍，满足安全需求。
4.3 场地处理和设备基础防火层剔除
吊车站位及场地平面见图2，吊车站位和支撑钢架现场为C30 混凝土硬化地面，经勘察满足安全需要。在吊装前对路面上的杂物进行清理，清理完毕后铺设30 mm 厚的砂石找平层并压实处理，使用水平仪精确控制水平度，确保场地水平[3-4]。场地找平后测量放线，吊车站位，在吊车支腿位置放置专用钢拍子。吊装前还要将设备基础上的防火层完全剔除，保证设备能够顺利完成牵引工作。
图2 吊车站位平面示意
4.4 制作安装支撑钢架
确定支撑钢架位置，在支撑钢架下方铺设厚50 mm 钢板，确保支撑钢架受力扩散，从而确保安全，支撑钢架在场外预制好，运输至现场安装到指定位置（见图3、图4）。
图3 支撑钢架实物
图4 支撑钢架尺寸
4.5 作业平台和轨道准备
在支撑框架上部铺设格栅板等使其上表面与原框架梁（距离地面7.7 m 层） 上表面平齐，作为作业平台。焊接H 型钢作为双轨道铺在作业平台上（见图5、图6），将4 台50 t 地坦克摆放在双轨道上，确保其沿直线水平行走。
4.6 鞍座和加固梁焊接
支座上焊接好顶升加固所需的鞍座（见图7），在两个支座之间焊接两根 HW300 × 300 × 10 × 15型钢进行连接加固，使两个支座之间形成框式结构，确保在牵引过程中支座受力均匀。
5 牵引及吊装
5.1 制作安装牵引系统吊耳
在换热器两端的框架上焊接好10 t 级牵引吊耳共计4 个，用于钩挂倒链和牵引钢丝绳，吊耳见图8。
图5 牵引轨道示意
图6 作业平台及双轨道
图7 鞍座焊接加固
图8 吊耳
5.2 螺栓千斤顶顶起换热器
采用4 台50 t 螺旋千斤顶将设备从基础上整体顶升200 mm，见图9，配合提升倒链平稳地把换热器放在地坦克上。
图9 千斤顶设置
5.3 实施牵引、吊装和更换
起升两台倒链进行牵引（见图10），保证换热器坐在4 台50 t 地坦克上并平稳行走在轨道上，直至把换热器牵引至支撑平台上，用提前准备好的300 t 吊车把换热器吊下支撑平台。然后把新换热器吊上支撑平台，用同样的牵引系统和牵引方法牵引到原位置，再安装就位即可。
图10 设备牵引
6 结束语
采用框架内的大型换热器E3018 整体被牵引至框架外部支撑平台上进行更换的施工方法，不破坏原结构，吊装距离更近，提高了施工安全性；缩短检修工期10 d；节约机械台班费和材料费约100万元；节约人工费10.2 万元。
当前大型炼油厂的大型检修工程要求工期时间越来越短，采用此方法在缩短工期的同时还能减少施工成本，并且大大提高施工的安全性，该方法可为同类设备吊装提供借鉴和参考。
