常减压炉施工方案.docx

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常减压炉施工方案

文件编号：

SCXM-CJY-JSCS-029-2010

中国石油四川石化炼化一体化工程

1000万吨∕年常减压蒸馏装置

常压炉、减压炉安装技术方案

中国石油天然气第一建设公司

四川项目经理部

2010年11月11日

版次：

第A/0版

一.目的

为保证中国石油四川石化炼化一体化1000万吨/年常减压蒸馏装置常压炉、减压炉安装工程的施工过程和工程质量得到有效的控制，确保工程质量目标的实现，特编制此施工方案。

二.编制依据

1、常压炉、减压炉施工设计图纸FU-01、FU-04

2、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

3、《管式炉安装工程施工及验收规范》SH3506-2007

4、《石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术条件》SH3086-1998

5、《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》SH3085-1997

6、《石油化工管式炉高合金炉管焊接工程技术条件》SH3417-2007

7、《石油化工筑炉工程施工及验收规范》SH3534-2001

三.工程简介

3.1工程简介

中国石油四川石化炼化一体化1000万吨/年常减压蒸馏装置由中国石油天然气华东勘察设计院为EPC总承包，由中国石油天然气第一建设公司承担该装置全部施工任务，吉林梦溪工程管理有限公司进行全程监理。

该装置加热炉包括常压炉（110-F-101）和减压炉（110-F-102）两部份，两台加热炉均为厂家工厂化预制、模块成型，我单位仅负责现场安装任务。

减压炉为卧管箱式加热炉，其热负荷25.85MW，热效率91%；炉子分两个辐射室，辐射排管为双排单面辐射卧式水平管，其材质为TP316L，分别布置于炉子两侧墙。

在两个辐射室上方的对流室用于预热进入辐射室的工艺介质和加热过热蒸汽，炉管材质为TP316L和TP11（急弯弯管）。

两辐射室共有NOX燃气燃烧器20台，分别安装在辐射室炉底部。

常压炉为立管箱式加热炉，其热负荷61MW；热效率为91.2%，加热炉分3个辐射室，每个辐射室的炉管由4组管排组成，管排共12组；工艺介质从辐射室的四个正方向进入，炉顶中间为出口。

对流排管由四组成，炉管材质为TP316L。

三辐射室共有NOX燃气燃烧器12台，分别安装在辐射室炉底部。

每台加热炉各有一套余热回收系统，余热回收系统包括预热器、鼓风机、烟气引风机及烟风道。

炉区地坪和道路为炉子施工提供施工场地，炉壁、炉管与钢结构模块供货，各模块之间均采用螺栓连接，成型之后进行密封焊接。

同时对流室成模块供货，烟道与风道分段到货，衬里现场施工。

根据以上情况特编制本施工方案，以确保现场安装质量。

3.2工程实物量

表1减压炉工程实物量

序号

项目

相关参数

备注

辐射室炉体

十一片

单炉膛分片

炉底

五片

炉顶

十五片

对流室模块

二块

辐射室炉管

十二块

辐射室炉管现场组焊

φ141.3×6.55TP316L32道160寸

表4常压炉分片情况

序号

项目

规格

备注

辐射室炉体

十一片

单炉膛分片

炉底

三片

单炉膛分片

炉顶

三片

单炉膛分片

对流室模块

四块

辐射室炉管

十二块

单炉膛分片

辐射室炉管现场组焊

φ168.3×7.11TP316L12道72寸

对流室炉管现场组焊

φ141.3×6.55TP316L72道360寸

四.施工总体部署

1、根据炉本体的结构特点和厂家模块化的特点，为加快炉施工进度，同时确保安装质量，对炉实行“辐射室单片组对为整体，对流室分块安装”的施工工艺。

2、安装部署

减压炉先组对F102B辐射室成连体后，再组对F102A。

F102B辐射室先A轴线组片进行吊装，后B轴线，再进行Xb端墙（东侧）连接，找正后使其连接成整体；F102A辐射室按照F102B程序施工。

辐射室成型后，连接南北横梁。

辐射室组对完成后，进行辐射段炉体和对流段炉体剩余墙板的安装。

对流室模块安装完成后，最后进行烟囱、烟风道、劳动保护和附件施工。

常压炉辐射室施工按F101A→F101B→F101C，后对流室施工。

辐射室先组对东侧端墙，后南、北轴线组片吊装，其辐射段钢结构使用吊车成片吊装就位找正；进行辐射段炉体和对流段炉体剩余墙板的安装。

待对流室模块安装完成后，再进行烟道、烟风道、劳动保护和附件施工。

3、辐射室炉管成片到货，待辐射室主体结构安装完毕（不影响炉管安装）；辐射炉管按照预制成片组对，安装利用吊车将炉管吊起，从端墙侧吊入炉膛。

对流炉管与对流模块成模块到货，进行吊装安装。

4、余热回收系统的风道、烟道分段组对吊装，现场组焊成整体。

5、吊车使用根据二次细化分片划分情况，使用350吨履带吊、150吨履带吊与25吨汽车吊配合作业。

五.施工工序

5.1施工工序

因炉体钢结构均为厂方分片预制。

因此施工时按炉子位号、部位，自下而上进行，施工程序如下：

施工准备→基础验收→材料到货验收→炉底钢结构安装→辐射室侧墙钢结构分片安装→辐射室炉管及辐射室附件安装→辐射室顶钢结构安装→辐射室顶集合烟道安装→对流底部集合烟道安装→对流模块支架安装→余热回收系统安装→联合平台、梯子安装→炉管水压试验→弯头箱安装→烘炉检查验收。

5.2施工准备

5.2.1技术准备

①认真作好设计交底和图纸会审工作。

②熟悉图纸和资料，编制切实可行的施工方案；详细向施工班组进行技术交底。

5.2.2材料到货检验

①所有的到货成片钢结构及附件应具有出厂质量证明书，并应符合设计的要求和国家现行有关标准的规定。

②炉管外观不得有裂缝，折迭，分层等缺陷。

③结构预制厂生产的构件运至施工现场后，应合理堆放，避免产生不必要的二次搬运。

出厂构件应符合设计要求并具备完整的检验资料及产品合格证。

对照厂家提供的技术文件对产品进行实物验收，构件的实际尺寸应符合安装要求。

高强螺栓的检验执行≤钢结构工程施工质量验收规范≥GB50205-2001，在高强度螺栓连接处的钢板表面应平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污。

对摩擦面应采取保护措施，严禁在高强螺栓连接处摩擦面上作任何标志。

高强度螺栓连接副必须有出厂质量保证书；验收合格的高强度螺栓连接副应按包装箱上注明的批号、规格分类保管，室内存放，堆放不宜过高，防止生锈和沾染脏物。

安装使用前严禁任意开箱。

在运输、保管过程中，应轻装、轻卸，防止损伤螺纹。

抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位，由制造厂和安装单位分别进行，以单项工程每2000t为一制造批，不足2000t视作一批。

试件应由制造厂加工，试件与所代表的构件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺、同批制作并在相同条件下同时发运。

抗滑移系数必须达到设计要求。

5.2.3现场准备

在炉区的西侧旁边的检修区各设置一个预制场地，铺设共两个20m*20m钢平台，进行炉各部件的预制工作。

5.3基础验收

5.3.1炉体和框架钢结构安装前，由土建、安装专业的施工单位、总包单位、监理单位和质量监督部门对基础进行检查验收。

5.3.2基础表面应有明显的中心线和标高标记。

基础外形尺寸、标高、表面平整度及纵横轴线间距等应符合设计要求，其尺寸允许偏差应符合下表要求。

表5基础尺寸允许偏差

序号

检查内容

允许偏差（mm）

地脚螺栓顶端标高A

+10

相邻两螺栓间距B

±2

螺栓中心对基础轴线距离C

±2

螺栓垂直度D

≤（A-H）/100

相邻基础行（列）轴线间距d

±3

基础轴线总间距E

±8

基础两对角线差L1-L2

≤5

基础顶面标高（不包括二次灌浆层）H

-10

5.3.3基础尺寸允许偏差示意图

图1减压炉工程实物量

5.4炉体辐射室安装

5.4.1炉体基础垫铁安装

经计算斜垫铁规格分别：

220×90×4×10×24mm150×55×5×9×24mm

①框架钢结构的垫铁安装采用斜垫铁法。

垫铁放置前基础表面应铲出麻面，放置斜垫铁处的基础表面应找平，垫铁应与基础接触良好，其垫铁水平度的允许偏差为2/1000。

垫铁布置如下图：

图2垫铁布置示意图

②垫铁应垫在加强筋下面。

③采用平垫铁和斜垫铁找平时，一般应符合下列规定：

两垫铁的斜面要相向使用，搭接长度应不小于全长的3/4，偏斜角度应不超过3度；斜垫铁下面应有平垫铁。

调整后应将各块垫铁互相点焊牢固。

每一组垫铁均应放置整齐平稳，接触良好；垫铁表面的油污等应清除干净；钢柱找垂直后，各组垫铁均应被压紧，可用0.25公斤手锤逐组轻击，听音检查。

钢柱就位后，垫铁应露出柱底板外缘10-20毫米；垫铁组伸入柱底板的长度，应超过地脚螺栓孔，且应保证柱底板受力均衡。

每组垫铁不得超过四块。

5.4.2辐射室钢结构组对安装

根据分片提供的钢结构和炉壁，炉钢结构的安装采用自北向南成片吊装。

吊装后用封绳固定，然后连接横梁。

炉底钢结构、侧墙横梁、斜撑及平台、梯子随轴框架的安装交叉施工。

对流室安装应在辐射段顶钢结构安装结束后开始施工。

5.4.2.1安装具体要求及注意事项

①在安装工作开始之前，要对所有构件进行清点和检查，以确认是否缺件是否有损坏和变形，几何尺寸是否能满足要求，在清点和检查过程中切实做好记录。

②辐射室成片安装采用150t履带吊作为主吊，25t汽车吊溜尾吊装就位，吊装时根据框架钢结构的结构特点采取刚性加固。

③各轴成片框架的安装要求如下

a、减压炉辐射室安装：

先安装内侧墙，连接成整体后安装外侧墙，再炉底安装。

辐射室侧面钢结构A轴～D轴每轴分5片到货，①线～②线EL0～EL18880为1片，②线～③线EL0～EL18880为1片，③线～④线EL0～EL18880为1片，④线～⑤线EL0～EL18880为1片，⑤线～⑥线EL0～EL18880为1片。

安装时B、C轴线炉墙对称组对，先将F102A、F102B辐射室的内侧墙（B轴和C轴）连接成为一体，再安装外侧墙（A轴和D轴）。

各轴沿Xb侧向Xa方向依次吊装，具体示意图如下：

B轴与C轴成片，使各轴成为一体后连接中间横梁，并用经纬仪在互成90°的两个方向用吊车和手拉倒链进行找正。

A轴与D轴采用同样的施工工艺，预留Xa端墙进炉管。

常压炉辐射室安装顺序F101A炉膛→F101B炉膛→F101C炉膛，辐射室分片12片，组装先Xb侧墙→Ya端墙→Xa侧墙，预留Yb端墙进炉管，F101A辐射室示意图如下：

b、侧墙调整合格后进行炉底铺设，炉底铺设均沿Xb向→Xa向，调整时，应使炉底宽度偏差在+3～+5毫米之间，不得出现负值。

c、辐射炉管从预留端墙吊入安装，待炉管安装就位后再进行炉顶钢结构安装（视炉管到货情况，炉管到货晚影响安装时即可安装炉顶，炉管从顶预留孔穿入，具体详细另见方案）。

d、辐射室框架找正后应及时安装平台、栏杆、梯子等结构，完成全部焊接及连接工作。

因安装预留需要临时定位焊固定的部位，必须做出明显的标志，待正式安装后进行焊接。

e、辐射室钢架分片、分框吊装前，为防止框架变形，应对吊装和易变形部位进行临时加固。

钢架分片、分框吊装时，柱脚板应作中心标记，柱中心也应有相应的中心标记，吊装就位后应使两中心相吻合；同时并测量斜顶斜率及框架端板垂直度，用封绳临时固定后安装连接横梁组对成框，然后按照由下向上的顺序依次进行剩余构件的安装。

5.4.2.2框架钢结构安装后的总体尺寸偏差（如下图所示）应符合下列规定：

①侧墙斜率必须和图纸要求一致，柱底板标高偏差不得大于2毫米。

②框架斜顶的斜率必须与设计图纸一致。

③框架钢结构空间对角线（A与B）之差应小于10毫米。

④炉底梁及炉底板水平度尺寸偏差不应大于长度的1/1000且不大于5毫米。

⑤辐射室长度（C）允许偏差为±5毫米；宽度（D）允许偏差为±3毫米。

⑥墙板表面平直度用1米直尺检查，不应大于5毫米。

图3辐射室墙板钢结构安装尺寸示意图

5.4.2.3高强螺栓安装

安装高强螺栓时应按当天需要使用的数量领取螺栓，安装剩余的必须妥善保管，不得乱扔、乱放。

在安装过程中，不得碰伤螺纹及沾染脏物，以防扭矩系数发生变化。

连接板等件安装前用钢丝刷除掉连接板浮锈。

安装高强度螺栓时严禁强行穿入（如用锤敲打），如不能自由穿入时，该孔应用铰刀进行修整，修整后的孔径应小于1.2倍螺栓直径。

铰孔前应拧紧四周螺栓，使板迭密贴，防止铁屑落入板迭缝中。

禁止采用火焰扩孔。

高强螺栓应在同批内配套使用，安装时方向应保持一致。

螺母带圆台面一侧朝向垫圈有倒角的一侧。

螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。

高强螺栓施拧顺序一般应由螺栓群中央向外拧紧。

安装高强螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，禁止在雨中作业。

大六角头高强度螺栓施工所用的扭矩扳手施工前必须校正，合格后方准使用。

大六角头高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧；对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。

对于初拧和终拧后的螺栓应分别用不同颜色作好标记，以便分别。

大六角头高强螺栓拧紧时，只准在螺母上施加扭矩。

大六角头高强螺栓终拧扭矩值应为：

Tc=K·Pc·d

式中Tc—终拧扭矩值（N.m）；

Pc—施工预拉力标准值（kN），见下表4；

d—螺栓公称直径（mm）；

K—扭矩系数，按试验值确定；

大六角头高强度螺栓连接副初拧扭矩值为：

T0=0.5Tc。

表4大六角头高强度螺栓施工预拉力（kN）

螺栓性能等级

螺栓公称直径（mm）

M12

M16

M20

M22

M24

M30

10.9S

110

170

210

250

390

5.5炉管和转油管线安装

常压炉和减压炉管现场组焊口的材质均为TP316L，炉管预制分片到货，常压炉辐射室炉管分36片，φ168.3×7.11TP316L12道；对流室炉管φ141.3×6.55TP316L72道。

减压炉辐射室炉管分12片，φ141.3×6.55TP316L32道。

炉管现场组焊要求见《加热炉管施工技术措施》。

5.6炉体对流室模块安装

辐射室炉顶安装完成找正后，进行对流室模块安装组对。

模块与模块之间采用螺栓连接，组对时将对流室模块吊装到位进行从下至上组对安装，安装时严格控制组对偏差在规范及设计要求范围内。

最后完成钢结构和劳动保护的安装。

炉子的吊装详细见《常压炉、减压炉吊装技术措施》。

脚手架的搭设，辐射室外脚手架搭设采用扣件钢管落地式双排脚手架，脚手架从地面搭设到劳动操作平台处，脚手架搭设可借用第二段的劳动操作环形平台往上部搭设；对流室脚手架搭设南北方向从辐射室顶板上搭设，东西方向沿用辐射室外脚手向上搭，搭设需在不影响炉管穿管和弯头箱安装下进行。

辐射室内部进行衬里施工时，脚手架从炉底板开始搭设，采用落地式双排脚手架分别位于炉管两侧。

脚手架搭设具体见《加热炉脚手架施工技术措施》。

5.7炉衬施工

常压炉衬里标准砖6841块，轻质耐火浇注料92立方米，陶纤模块574立方米；涂料4560立方米；烟道衬里轻质浇注料218立方米。

减压炉本体衬里标准砖7330块，200mm陶瓷纤维毡+陶瓷纤维模块385立方米，轻质耐火浇注料331立方米，涂料3700平方米，折流砖3710块；烟道衬里轻质耐火浇注料194立方米。

其中对流室衬里在预制厂家完成。

具体施工见《加热炉现场衬里施工技术措施》。

5.8钢结构安装质量要求

①立柱长度的允许偏差±6.0mm，立柱的直线度偏差≤20.0mm，各立柱不得向同一方向倾斜。

②两相邻柱轴线间距离的允许偏差：

当间距小于或等于5m时，为±3.0mm；当间距大于5m时，为±5.0mm。

当总间距小于或等于5m时，为±5.0mm；间距大于5m时，允许偏差为±8.0mm。

③两立柱间的平行度偏差不大于5.0mm；梁的直线度不大于8.0mm；

④底梁的位置允许偏差为±2.0mm；炉膛上下梁间距的允许偏差为±5.0mm；管板安装梁间距的允许偏差为±3.0mm，其它横梁间距的允许偏差为±4mm

⑤梁与梁之间平行度偏差不大于5.0mm；

⑥框架平面内两对角线之差及框架结构空间两对角线之差不应大于10.0mm；

⑦每块柱脚板上的螺栓孔位置的允许偏差为±2.0mm

⑧框架立柱垂直度偏差不应大于15.0mm；

5.9钢结构及烟道焊接

为防止空气漏入炉膛或烟风道内，所有壁板与壁板、壁板与型钢之间的可能漏入空气的焊缝采用连续焊，焊脚的高度不小于5mm。

所有螺栓连接模块（集箱、可移动模块和连接垫除外）必须按节点所示在安装后进行外部密封焊。

①焊接材料选用

炉钢结构和炉板材质为Q235-B，手工电弧焊焊条选用J427焊条。

②焊接方法选择

炉体钢结构及烟道等构件的焊接均采用手工电弧焊。

③焊接施工

焊工应持证上岗，并在合格项目内按焊接工艺指导书要求进行施焊；

焊接时，不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条；焊条在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙；

焊条经使用时应放入保温筒内，随用随取；

风速超过8m/S、相对湿度≥90%时，无防护措施禁止施焊；

角焊缝在转角处应连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部≥10mm；

角焊缝焊道金属与母材之间应平缓过度，避免应力集中；

手工电弧焊时，严禁在母材表面引弧；

焊接过程中应注意引弧和熄弧处的质量，收弧时应将弧坑填满；

多层焊的层间接头应错开；焊道出现裂纹时焊工不能擅自处理，必须待查明原因后方可重新施焊。

④焊接检验

焊缝焊接完毕后，应先对焊道外观质量进行检查，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤、咬边、气孔、夹渣、弧坑、电弧擦伤等缺陷，检查焊缝外观质量；同时根据设计及规范要求进行无损检测。

⑤钢结构焊接检验合格后，及时做好补漆工作。

5.10燃烧器安装

燃烧器位于炉辐射室侧墙底部，减压炉共20台、常压炉共12台燃烧器，应在筑炉时配合安装，并应符合下列规定：

燃烧器到货，需核对其尺寸后，进行燃烧器的安装。

燃烧器内各通道必须畅通无阻，连接部位应严密、无泄漏、调节机构应转动灵活。

燃烧器安装方位及管口位置应正确。

安装燃烧器时，应先安装燃烧器的异形砖，然后将燃烧器组合件插入预留孔内，用螺栓将其与墙板固定。

燃烧器的异形砖外侧与炉底耐火衬里之间的膨胀间隙应符合设计规定。

5.11附件及劳动保护安装

5.11.1看火门、人孔、防爆门等附件在墙板安装结束后进行安装。

5.11.2附件安装质量须满足规范要求。

5.11.3耐火材料锚固件安装要求：

锚固件的形式和材质应符合设计要求的规定，焊条应根据锚固件材质选用；

锚固件的排列应符合设计规定；

耐火纤维锚固件的安装间距，锚固件距耐火纤维边缘的间距应符合要求，用于陶瓷杯的方形锚固钉的小面必须朝向一致；

锚固件应与炉壳牢固固定并保持垂直，在锚固件焊接前清除浮锈，焊完后逐个检查焊缝饱满程度，并用0.5公斤小锤轻击，不得有脱落或焊缝开裂现象。

5.11.4劳动保护安装

预制厂家已按照图纸预制成片，现场按照二次细化图拼组装，与炉体结构交叉施工。

5.12余热回收系统安装

余热回收系统主要有引风机、鼓风机、预热器、烟道及风道等。

余热回收系统烟、风道制作采取在炉西侧检修区域根据到货情况进行组对，组对完成待设备就位、炉体安装结束后进行现场安装。

5.12.1引风机、鼓风机安装

余热回收系统设置有一台引风机和一台鼓风机，两台预热器（空气预热器和蒸汽空气预热器）到货后应复核其规格、型号，并应按照以下要求进行安装。

①要作好以下准备

检查引、鼓风机转子有无变形、锈蚀及碰损等情况；

清扫引、鼓风机壳体上的灰尘，并清洗轴承及轴承箱中的油污；

清洗和检查进风调节挡板，其转动应灵活；

风机支承结构安装允许偏差应符合规范要求；

②在基础上确定引、鼓风机安装中心线，安装中心线位置偏差不得超过5mm。

③引、鼓风机安装时应以转子轴线为基准找平、找正机壳，并将叶轮进气口与机壳进气口间的轴向和径向间隙调整至规定数值范围内，其要求如下：

水平仪测量并调整轴向水平度，偏差值应小于0.1/1000。

轴的水平度调整可用垫铁在电动机或轴承支座下面进行调整；

轴承热膨胀数值应在轴的水平度调整后，通过调整轴承使膨胀间隙达到设计要求；

风机叶轮进气口与机壳进气口间的轴向和径向间隙，其轴向间隙应为叶轮外径的1/1000；径向间隙应均匀，其数值为叶轮外径的1.5/1000-3/1000；

引、鼓风机找正时，风机轴与电机机轴的不同轴度径向位移不应超过0.05毫米；轴向倾斜不应超过0.1/1000毫米；

引、鼓风机轴承应防止雨水、尘土进入。

安装后应用煤油清洗轴承和轴承套，然后按设计规定的牌号、数量注入新润滑脂；

引、鼓风机在炉本体施工结束后，进行单机试车。

单机试车时须测量炉膛内压力是否满足设计要求。

单机试车按规范进行。

5.12.2空气预热器安装

①预热器安装严格按照设备安装规范要求进行安装。

安装时应保证烟气、空气出入口的方位准确，管口水

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