13资料裂解炉模块化安装工法文档格式.docx

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10效益分析26

H应用实例26

1前言

乙烯装置是**化工生产有机原料的基础，是**化工业的龙头，其生产规模、产量和技术是衡量一个国家**化工工业发展水平的重要标志。

我国自60年代建设乙烯装置以来，先后建成了燕山、**、齐鲁、扬子、**、茂名等20多套装置。

裂解炉是将原料高温裂解产生裂解**的装置，是乙烯装置的核心。

随着乙烯工艺技术的进步和市场需求的增加，裂解炉装置的规模、单台炉年生产能力和装置高度也越来越大，并考虑到装置占地和环保，向密集型发展。

与以往建设投产的裂解炉相比，装置布局、设备部件有很大改变。

因此，传统的施工方法已不能完全满足近年来新建、扩建乙烯装置中裂解炉的安装。

本工法是根据历年裂解炉施工经验，总结出的裂解炉模块化安装施工工法。

2特点

该工法在施工工艺上具有以下特点：

2.1吊装大型化

使用多台大型履带吊车完成裂解炉分部整体吊装、就位施工，如日本神钢的CKE4000型、CKE2500型履带吊车等。

充分利用2台高65m和77m的400fm大型塔吊覆盖裂解炉区域进行结构、设备及管道吊装，减少施工占地，节省机械费用。

2.2安装模块化

2.2.1辐射段钢结构

采用分框与分片相结合的组装方法，即整个辐射段钢结构分成两框+两片在地面组装，然后吊装就位并组成整体。

2.2.2对流段

每台裂解炉的对流室被分为数块，在预制场将对流段管束、侧墙（预先衬里）、端头箱组对成整体，经加固处理形成稳定的模块结构，然后在现场利用大吊车统一吊装。

2.2.3辐射炉管

分组安装，即将每个集合管对应的炉管在地面组装成排，临时加固后整组从辐射顶吊入。

2.2.4汽包、SLE（急冷换热器）等设备进行整体吊装。

2.3缩短工期，降低组装费用。

采用模块化组装，大量工作可提前在地面预制，利于工作面的展开，缩短安装工期，并减少了机具台班、脚手架和人工等投入。

2.4利于提高组装质量。

2.5提高了裂解炉组装施工的安全性。

大量工作在地面进行，减少高空作业量，安全更易保证

2.6施工占地面积小，适用于新建密集型装置和改扩建装置，对大型裂解炉的组装施工具有显著的优越性。

3适用范围

该工法适用于和化工行业工程建设中大型新建乙烯装置多台管式裂解炉的施工。

对于改扩建工程中的单台、多台裂解炉安装也可参照本工法进行施工。

4工艺原理

4.1裂解炉简况

裂解炉主要山钢结构框架、辐射室、对流室及其他附属设备组成。

裂解炉对流室从上到下依次山锅炉给水预热段、原料预热段、稀释蒸汽过热段、上混合进料段、超高圧蒸汽过热段（上段）、超高圧蒸汽过热段（下段）、混合进料段（翅片管）、混合进料段（光管）、混合进料段（遮蔽管）组成，原料烧在对流段预热，并与水蒸汽混合、汽化并过热到初始裂解温度（横跨温度），然后通过横跨管分股进入辐射室底部的8个集合管中混合后，进入辐射段进行裂解。

每台裂解炉有224根辐射炉管，分两排八组（每排112根、每组28根）对称布置于辐射室炉膛中央，分别与炉膛底部的八个下联箱相联接。

辐射管出口经文氏管后，通过裤衩管使两根辐射管出口合二为一，将裂解杯迅速送入位于裂解炉管上方的急冷换热器冷却。

4.2施工工艺

4.2.1由中间向两边，分头并进施工。

裂解炉前仅20米宽的区域可供施工占地使用，且还要留出车辆通行道路，所以施工可供用地狭窄，也不可能允许三个施工队伍同时进行裂解炉安装工作。

考虑到施工进度，则必须有两个队伍同时进行裂解炉施工。

从中间两台炉子开始向两边施工，开始阶段仅是结构和设备安装，其它工作尚无法开展，所以现场并不拥挤。

随着施工进行，安装重点逐渐向两边转移，这样也有利于平台结构、工艺配管和筑炉工作的展开，避免了现场的混乱无章。

4.2.2结构、设备随安装随进入；

安装时先大后小，先整体后局部，成框（或成片）吊装,组成箱体。

待安装的结构部件和设备必须根据安装讣划提前进入现场，严禁施工现场出现设备部件堆滞现象。

尤其是大型设备，进入现场前要与施工进度计划和吊车使用计划协调好,减少山于二次搬运而产生的机械费用。

钢结构安装时要将结构在地面组对成框（或片）后进行吊装，减少高空作业和机械费用。

4.2.3加大模块化安装深度。

辐射段在地面组对成两框+两片分别吊装。

对流段是裂解炉中利用烟**余热对物料和蒸汽等进行加热的部分，用于提高炉子的热效率，位于辐射段之上，裂解炉的中心线上。

对流段模块在厂区外单独进行预制，运送到现场后利用大型吊车进行整体吊装。

山于裂解炉施工中不可避免使用大型吊车，故该方法可行性强，既可提高施工质量，也有利于保证施工进度。

4.2.4合理选用吊车和确定塔吊中心位置。

通过对结构部件和设备重量、施工现场布局、可用资源、经济效益等各方面的综合平衡，决定主要由两台塔吊（400fm）和一台可移动的履带吊车（日本神钢CKE2500型）来完成裂解炉的安装。

大型设备吊装使用日本神钢CKE4000型履带吊车。

两台塔吊为沈阳建筑机械厂生产的K5O/5O型自升塔式起重机，属于无轨固定式，吊重能力为400t・m,吊臂长50m,最大吊重50t,最小吊重8t。

若塔吊设置在裂解炉的东西两侧，则无法达到中间两台炉子的部分。

若塔吊设置在裂解炉的南侧，该区域是主要的材料存放和车辆通行的地方，既影响裂解炉安装，乂使塔吊的使用范圉缩小。

故两台塔吊均设置在炉子北侧的A10管廊之北，距管廊5.6m处。

如裂解炉施工平面布置图4.2所示,两台塔吊相距57m分别位于F-1120和F-1130、F-1160和F-1170之间,除两个楼梯间外可以覆盖整个裂解炉区域，便于裂解炉的安装使用。

裂解炉最高点iSi60m,且考虑防止两台塔吊在使用时发生交义碰撞，决定两台塔吊安装高度分别为65m和77m,吊臂高差12mo为保证塔吊能够及时用于裂解炉施工，在确定所用塔吊及其位置后，塔吊基础施工在土建进行裂解炉和管廊基础施工时候就一起进行。

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图4.2裂解炉施工平而布置图

4

4.2.6炉管焊接。

炉管和急冷换热器连接处的焊接是炉本体配管的重点和难点。

炉管出口管和急冷换热器入口管材质分别为25Cr-35Ni和20Cr-32Ni,焊接时使用TIG-35C焊丝，采用充氨保护全氮弧焊接。

由于炉管进行**压试验，不能使用水溶质进行充氨，所以需准备专用管堵，并做好防止其滞留于管内的措施。

采用堆焊焊接方法进行异种钢焊接。

经过专业焊工的反复试验、焊接专家的反复论证，我们掌握了一整套适用于固定焊口堆焊焊接方法的操作方法，并制定了适用于堆焊焊接过程有效的无损检测程序。

八台炉堆焊焊口一次焊接合格率100%，各项无损检测合格率100%o

5施工程序及技术要点

5.1施工程序

裂解炉安装施匸程序主要可分为五个主要阶段：

•第一阶段：

辐射段钢结构和辐射炉管安装；

•第二阶段：

对流段模块和上部钢结构安装；

•第三阶段：

SLE、汽包等设备安装；

•第四阶段：

辐射室内筑炉施工；

•第五阶段：

炉本体工艺配管施工。

裂解炉安装施工工序流程图

图5・1

5.2施工技术要点及要求

5.2.1辐射段钢结构安装

根据结构特点及吊车性能将整个辐射段钢结构分成两部分在地面组框（图3.2・1-1

中框A、框B）,其余部分组成两片（图5.2.1-1中片1、片2）,然后吊装就位并组成整

I

图5.2.1-1

1在离地面有一定高度的钢架上进行框A（框B）的组框，先组装、焊接端墙板的钢结构，铺上护板并与钢结构点焊，然后组焊两侧墙的钢结构，吊装两侧墙的壁板，框A（框B）两中间立柱间无横梁，为了防止焊接护板或吊装时框架变形，设置临时加固横梁3根，使框A（框B）形成一个钢性体。

在框架未加固前，壁板与钢结构之间的连接只允许点焊。

框架加固后，对于壁板与钢架之间的连续焊缝要采用跳焊方式施焊。

2框A、框B就位时，其间距比图纸尺寸大20〜30mm,待片1、片2就位后再调整至正确（设计）位置。

3片1、片2为单根立柱+壁板结构，吊装时壁板极易变形，其两侧必须设置两根临时

立柱。

5.2.2辐射炉管组对1辐射管与Y型管组对：

将辐射管放在支架上，为防止焊接变形及控制焊接变形，两根辐射管间用六组卡具固定，以便于每焊接完一遍的炉管翻动（为防止焊接变形，焊缝一面焊完一遍后，需将炉管翻转焊接另一面，完成一组焊接需将炉管翻转3次）。

山于两焊缝距离较近，组焊需要使用自制磨光机（将角磨机轴加工后安装到直磨机上）。

炉管组对简图与卡具详图见图5.2.2-1：

图5.2.2-1

2炉管组片：

将焊好的炉管按组排列整齐进行盘管组片（尽量选择长度一致的炉管组成一片），组片完成后用空压机对管内进行空揪吹扫，吹扫合格用及时进行管口封堵。

固定胎具示意图见图5.2.2-2：

图5.2.2-2

5.2.3辐射炉管吊装

炉管是耐高温的高珞傑合金离心浇铸管，长度大，吊装过程中易产生非弹性变

形而损坏炉管。

起吊时使用双吊车抬吊，并使用图5.2.3所示的吊装胎具

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吊装胎具示意图

图5.2.3

5.2.4对流段模块组装

10

对流段的结构：

设计将对流段分成九段，每段中设有一层或两层管板，段与段之间的墙板采用法兰、螺栓连接。

1对流墙板预制：

各段的墙板在预制场统一下料、防腐好后倒运到现场进行成片组焊。

上下模块间的连接法兰下好料后，配对点焊后钻孔。

为保证上下模块接口处的尺寸一致和对流段整体的垂直度，不至于出现上下模块错位，大面积的螺栓孔对不上的情况，组焊时，将对流段各模块的侧板连成一片（或两片，根据场地及组装平台的情况定）进行组对、焊接，等焊完后再从分段处（法兰连接部）断开，这样就可以保证侧墙整体尺寸。

2墙体组焊尺寸的控制

1）对流墙面的钢结构构件下料时，各部件的长度要准确，避免组对成片后，有的部件之间的连接缝过宽，造成焊接收缩应力过大而变形；

2）钢结构组装成型后，应检查及外型尺寸（长、宽及对角线的尺寸偏差）是否达到要求；

3）钢结构之间的连接焊接完后，在上墙板前，确认焊后的尺寸偏差，如果超标，需进行处理。

3墙体平直度的控制：

对于双层衬里结构（内层硅酸铝纤维板，外层耐火浇注料）墙板，为防止背衬板（即硅酸铝纤维板）与壁板之间间隙过大，烟郴窜入、冲刷造成衬里脱落，必须严格控制壁板平直度。

1）墙体钢结构组片时，应确保贴板的那一面平整；

2）墙板吊装时，如钢板下陷，应用型钢、马仔和斜尖将其拉平后才同钢结构点焊,点焊和焊接时，应从内到外：

连续的焊缝应采用跳焊方式。

4墙板平直度调整：

超标部位可采用以下方法处理：

在鼓起的地方以梅花状布置烤点,烤点间距以50mm左右为宜，用火焰加热烤点，墙板发红后用水急冷，然后转至下一烤点，逐个重复，通过冷收缩的方式，将鼓起的部位拉直，确保整体平直度。

5中间管板托架的安装：

按照设讣的尺寸，在侧墙上放出托架的安装位置，检查无误后开孔，装上托架。

6墙板加固：

衬里抗剪力极差，即使墙板发生轻微变形，衬里也极易开裂，因此衬里前，必