炼油厂催化装置烟气脱硝项目余热锅炉模块化吊装施工

陆 翔

陕西化建工程有限责任公司 陕西咸阳 712100

随着能源需求的不断增加，以石油化工行业为代表的施工模式逐渐由过去中小型设备及钢结构转变为超重、超大及超高设备。由于业主对进度要求严格，原来劳动密集型的施工模式不在适应，而转变为集约式的模块化施工，以降低交叉作业、高空作业的风险。陕西化建工程有限责任公司在榆炼180 万t/ a 催化装置脱硝改造项目中成功运用模块化吊装施工，取得了良好的效果。

1 工程概况

榆炼180 万t/ a 催化装置脱硝改造施工，包括余热锅炉本体拆除并改造新建；水封罐改造4 台；双动滑阀下部烟道改造，以及蒸汽过热炉加固。其中余热锅炉由四大部分组成，即炉本体结构、模块化部件、进出口烟道、梯子平台及栏杆。涉及专业包括设备、工艺、筑炉、防腐保温、电气和仪表。均采用模块化拆除吊装、倒运，以及新建吊装。

拆除原余热锅炉基本尺寸体18.6m×7.712m×24m，拆除工程量主要包括汽包2 台，单重16.3t；炉体金属结构600t、衬里310t；梯子、平台、栏杆拆除180t；水封罐上部烟道拆除34.12t；空气预热器拆除66t，预热器上部烟道拆除68t；脱硫烟道拆除90t。拆除余热锅炉炉本体结构，包括雨棚、汽包、入口烟道、过热段、蒸发段、2# 省煤器、1# 省煤器和出口烟道。

新建锅炉尺寸18.6m×7.712m×39.7m，主要模块包括高温过热器2 组，单重75.3t；中温过热器2 组，单重79.5t；低温过热器2 组，76.6t；稀释风预热器2 组，单重13.2t；喷氨格栅2 组；脱硝模块6 组，单重78.1t；高温省煤器2 组，单重49.2t；中温省煤器2 组，单重56.2t；低温省煤器2 组，单重54.4t；给水预热器2 台；本体钢架464t；平台梯子208t；烟道81t，衬里45m3；管道安装40t；烟道出口空预器更换；出口烟道按原样恢复；进口烟道增高18m。

2 主要施工程序

2.1 旧余热锅炉拆除

采用利勃海尔400t 履带吊进行拆除。其中锅炉入口烟道衬里拆除用时2d，空气预热器（重66t）及上部烟道（重68t）拆除用时2d，剩余5 层模块每天拆除完成一层。拆除入口烟道膨胀节2 段、入口烟道2 节（单重47.2t）及中间平台梁柱，用时2d；过热段2 段（单重82.2t+ 平台重30t）及平台梁柱，拆除用时1d；蒸发段2 段（单重104.6t+平台重30t）及平台梁柱，拆除用时1d；2# 省煤器2 段（单重80.5t+ 平台重30t）及平台梁柱，拆除用时1d；1#省煤器2 段（单重79.8t+ 平台重30t）及平台梁柱，拆除用时1d；出口烟道2 段（单重30.8t+ 平台重30t）及平台梁柱，拆除用时1d。拆除过程中，用100t 平板拖车将旧模块整体运至废料库，使其现场工完场地清。图1 为过过热段模块整体拆除及拆除后装车倒运现场图。

图1 过热段模块整体拆除及拆除后装车倒运施工图

2.2 余热锅炉基础拆除及倒运

新改造的余热锅炉混凝土基础与原基础设计不同，故旧锅炉拆除后，需进行地面开挖将旧锅炉基础进场清除。传统施工方案是大开挖后将旧混凝土基础破碎处理然后用渣土车清出厂，但因该项目施工周期紧，无法按照这种方案施工。为了加快施工进度，现场决定采用整体吊装，整体倒运方案，这样从基础开挖到新建基础的预制，再到土方回填共用了7d 时间，大大缩短了施工周期。施工现场见图2。

图2 水泥基础整体吊装和整体倒运施工现场

2.3 钢结构

新建余热锅炉钢结构也采用模块化吊装。钢结构分片、分段到场后，先用小型吊车在地面进行卧式组对安装，形成模块；然后用100t 平板车倒运至施工现场，再用400t履带吊进行翻转站立；然后安装平台、梯子等劳动保护，自下而上分四大段进行吊装，安装一层钢结构，吊装一台锅炉模块。

钢架组对前应根据施工图及设备到货清单清点构件数量，并对梁、柱子等主要构件进行挠曲度检查。锅炉钢结构预组对及安装顺序：

（1）北侧东西向，柱1 左至柱6 组合为2 片，20m 以下为一段，20～39.7m 分一段；

（2）南侧柱2、3、4、5 单柱安装就位，同样以20m 以下及20m 以上分段；

（3）南侧柱1、6 组对成F 架，并制作吊装加固梁，整体进行安装；

（4）每层支承梁焊接完成后，进行模块安装；

（5）每层模块安装完成后，进行上层模块安装；

（6）进行20～39.7m 层结构及模块安装，过程同（1）—（4）。

钢结构预制过程中，需将平台支架及零星附件全部安装完毕；平台栏杆地面需预组对完毕，以减少安装时工程量。图3 和图4 为钢结构模块现场倒运和吊装图。

图3 钢结构模块现场倒运

2.4 新建余热锅炉吊装

出口烟道模块2 段（单重30t），吊装用时1d；低温省煤器上下模块4 段（单重56t），吊装用时2d；高温省煤器模块2 段（单重46.5t），吊装用时1d；脱硝模块6 段（单重67.6t），吊装用时3d；低温过热器上下模块4 段（单重53t），吊装用时2d；高温过热器模块2 段（单重52.4t），吊装用时1d；进口烟道模块2 段（单重30t），吊装用时1d。

设备模块在设备厂进行加工预制（衬里施工），以成品出厂的方式，通过平板车运至现场，采用400t 履带吊吊装。该方法具有堆积木的特点，可减少交叉作业及高空作业的安全风险因素，加快了施工进度。图5 为新建模块吊装现场。

3 实施效果

该项目采用模块吊装施工方法，减少了用工人数，提高了施工效率，减少了高空作业，提高了安全监管力度，减少了机械用量，提高了安全系数。

（1）高空作业人数的减少：最明显是吊装过程中起重人数减少，以往类似工程的吊装，仅设备就位处需要3—4 人配合，而采用模块化吊装后只需2 个人上下配合。

（2）施工尾项少、零星高空作业少：主要体现在高空作业设备模块及钢结构的漏焊，以及劳动保护的补焊等工序。

（3）吊装作业范围小：采用该模块化吊装，占用施工场地小，吊装作业幅度小，车辆不必来回移动，只需站位于一个地点就可以全覆盖。同时，吊车地基处理面积减少，降低了特殊措施费。

（4）现场施工环境好：采用模块化吊装，从整体拆除→整体运输→整体新建，地面基本没有任何施工垃圾，实现文明施工。

该项目模块化施工的成功实施，为公司今以后施工做出了有益的探索，在安全、进度等方面具有巨大的优势，大大改善了施工作业条件，减少大型闲置及使用时间，避免人员窝工现象；所有钢结构及设备在地面上进行组对焊接，更有利于其几何尺寸和焊接质量的保证，便于过程控制。