大型塔器分段组对整体安装和分段安装对比分析

董洪军，杜 卓，张荣才

（中国石油兰州石化公司建设公司，甘肃兰州 730060）

0 引言

以往的施工过程受运输条件的限制，大型塔器基本按照分段方式供货。受吊装能力的影响，大部分塔器都是分段安装，在塔器安装完成后，还要进行塔的梯子平台、塔内件、附塔管线及保温等装置的安装工作。这种施工方式既浪费工期，又消耗很多劳动力，经济效益较差。

中国石油兰州石化公司（以下简称兰州石化）新建国Ⅵ车用汽油质量升级项目——900 kt/a 催化柴油加氢改质装置，装置内高压反应器、大型塔器和容器数量众多。汽提塔为该项目高大塔器的代表，塔直径2000/2800 mm，高37.2 m，质量＞50 t，由于该塔直径大、高度高、质量大，因此施工难度大。分析比较汽提塔分段组对整体安装和分段安装的施工工艺流程、经济效益、工期要求及安全方面的优缺点。

1 安装施工工艺对比

1.1 分段安装法

分段安装法是从下至上逐段进行安装，在两段间环缝组对前搭设一圈脚手架，人员站在脚手架上进行环缝组对焊接作业。每段安装前先将该段的所有梯子平台安装完成后再进行吊装就位，第一段安装完成后，进行第二段的安装作业。安装第二段时，采用200 t 吊车进行吊装，吊车要一直提住第二段进行环缝的组对焊接，焊接完成后吊车才能离开。整台设备安装完成后进行压力试验，合格后才能进行塔内件、设备保温和管线安装等后续工作。

采用分段安装法的优点是整个塔器施工过程中的一次性投入量少，使用的吊装设备便于进入现场，对场地要求低；缺点是后续施工工作面小，工序不可同步进行，高空作业多，施工时间长，施工成本高。

1.2 分段组对整体安装法

分段组对整体安装法是将塔器在地面组对焊接完成，采用大型吊车一次吊装就位。在塔器吊装前，塔器压力试验、塔内件安装、附塔管线和保温工作全部在地面施工完成，高空作业大大减少。在附件安装过程中，需要大量使用吊车进行配合。

采用分段组对整体安装法的优点是塔内件安装、附塔管线安装、保温施工等工作都是低空作业，材料工具传递方便，人员移动迅速，管理方便、工效高；缺点是辅助材料设备的一次性投入量大，整体吊装需要采用大型吊车，吊装难度增大，工作完成后保温成品保护难度大。

分段组对整体安装法和分段安装法的相同之处是每段的平台梯子都在地面完成；不同之处是分段组对整体安装法环缝组对焊接、试压、保温、附塔管线安装等在地面及低空完成，分段安装法这些工作都在高空进行。

1.3 工序对比

（1）分段组对整体安装施工工序：分段塔器运至现场→第一段平台等安装→第一段筒体吊装就位→第二段筒体平台安装→第二段筒体吊装组对焊接→塔体压力试验→附塔管线和塔内件安装→塔体保温施工。

（2）分段安装法施工工序：分段塔器运至现场→第一段和第二段筒体组对焊接→塔体压力试验→附塔管线和塔内件安装→塔体保温施工→整座塔吊装就位。

1.4 工期对比

（1）分段组对整体安装法和分段安装法在组对焊接和平台安装过程中都需要在地面搭设脚手架，但分段安装的后序工作（保温施工），需对整个塔体搭设脚手架，分段安装法脚手架搭设拆除需6 d，塔体梯子平台安装6 d，塔体环缝组对焊接和试压4 d，附塔管线安装2 d，塔内件和塔体保温10 d，总工期28 d。

（2）分段组对整体安装法大部分工作都在地面和低空完成，脚手架搭设拆除需3 d 工期，塔体梯子平台安装6 d，塔体环缝组对焊接和试压4 d，附塔管线安装2 d，塔内件和塔体保温8 d，总工期21 d。

由此看来，采用分段组对整体安装法进行汽提塔安装，总体工期节省7 d。

2 经济效益对比

2.1 物资

（1）分段安装法在汽提塔施工时所用物资见表1。由表1 可知，分段安装所用物资质量合计4.3 t，按钢材均价5300 元/t 计算，外脚手架正装法的物资投入为26 540 元，脚手架使用材料按照10%进行摊销，60 t 滚轮胎使用寿命6 年，1 套60 t 滚轮胎价格5.4 万元。按一套滚轮胎每年使用6 次计算，每台储罐的成本为0.15 万元。分段安装共投资26 540×10%+1500=4154 元。

（2）分段组对整体安装法在汽提塔施工时所用物资见表2。由表2 可知，分段组对整体安装所用物资合计4.3 t，按钢材均价5300 元/t 计算,外脚手架正装法的物资投入为26 540 元，脚手架使用材料按照5%进行摊销，60 t 滚轮胎使用寿命6 年，1 套60 t 滚轮胎价格5.4 万元。按一套滚轮胎每年使用6 次计算，每台储罐的成本为0.3 万元。分段安装共投资26 540×5%+3000=4327 元。

表1 分段安装法所用物资

采用分段安装法比分段组对整体安装少投入173 元。

2.2 人工

（1）采用分段安装法所用工时=脚手架搭设拆除＋塔内件安装保温施工＋塔组对焊接试压＋附塔管线安装=198 工作日。

（2）采用分段组对整体安装法所用工时=脚手架搭设拆除＋塔内件安装保温施工＋塔组对焊接试压＋附塔管线安装=150 工作日。

在汽提塔安装过程中，采用分段组对整体安装法比采用分段安装法少用的综合工作日为48 个，根据相关文件，采用分段组对整体安装法比采用分段安装法少投入7200 元。

表2 分段组对整体安装法所用物资

2.3 机械

分段组对整体安装法安装汽提塔需采用400 t 吊车对塔器进行整体吊装，用400 t 吊车1 台班，100 t 吊车2 台班，25 t 吊车2 台班，机械费用50 400 元

分段安装法安装汽提塔用200 t 吊车2 台班，100 t 吊车4台班，25 t 吊车5 台班，机械费用62 300 元。

在机械投入方面分段组对整体安装法比分段安装法少投入11 900 元。

通过以上数据可以计算得出，分段组对整体安装法在物资、人工及机械投入等方面比分段安装法少投入1.89 万元，具有一定的优势。

3 安全保障对比

采用分段安装法施工，脚手架需要进行多次搭设和拆除，且保温用脚手架搭设高度高、高空作业多，在整个设备保温和附塔管线安装过程中，大量的工作都在高空，作业难度大、危险性增大。同时，分段安装法上下同时作业多，交叉作业不可避免，危险性进一步增加。而采用分段组对整体安装法，所有工作都在地面和低空进行，高空作业量大为减少，因此安全性能够得到更好的保证。

4 结语

通过分段组对整体安装法和分段安装法在汽提塔施工中施工工艺、经济效益、工期要求及安全保证方面的对比分析可以看出，分段组对整体安装法比分段安装法在各方面都有优势。在我国石油化工和电力行业装置建设过程中，有很多比汽提塔直径更大高度更高的塔器需要安装，大力提倡采用分段组对整体安装法进行塔器的安装，不仅施工进度方面能够得到提高，还能降低成本、提高安全性。