催化裂化装置两器施工工法

1、60万吨/年催裂化装置“两器”施工工法随着我国炼油工艺的不断改进，炼油装置的核心设备都在向大型化和一 体化发展。由我公司承建的大庆林源炼油厂和大庆化学助剂厂两套60万吨/年重油催化装置就是将反应器、沉降器和第一再生器合为一体，并采用同轴 式结构，称为“同轴式沉降器一第一再生器”（以下简称两器）。两器壳体 采用16MnR材质，内部采用新型的 WHL 1型浇注料进行衬里。两器总重408吨，其中金属重233吨，最大直径中7200mm,设备高度为 42m,壳体厚度为1828mm,衬里厚度为100150mm,安装在标高+ 9,800 米的碎基础上。设备内件主要有旋风分离器、待生立管、翼阀等，该设备是 我

2、国目前催裂化装置中较先进的工艺设备。因受其自身结构的限制，在施工 现场分片拼装。对于这种大型的衬里设备，由于受其自身结构特点的限制，在现场施工 难度很大，我们根据两套催裂化的施工经验，利用我们在吊装方面的技术优 势，开发整理出了这项工法。本工法的施工工艺就是根据现场施工条件和设备自身结构，以及吊装能 力和衬里要求等因素，先将分片的壳体在平台上拼装为四大段（见图 -1）, 然后进行衬里施工，安装内件，最后用倾斜单桅杆全方位（360口）进行分段吊装、组对，在基础上进行正装施工。一、工艺特点两器的施工工序较多，衬里是相当复杂的工序之一，且养生时间又长。 为满足整个施工工期，采用分段组焊、分段衬里、分

3、段吊装，然后补衬接口 这一施工方法，为衬里施工创造了有利的条件。既满足了衬里工序的特殊要 求，又使组装、焊接、衬里、吊装等工序呈流水式进行，具优点有：1、分段施工有利于扩大作业面，使各工种的作业保持相对的连续性， 并 在管理上实现了超前意识，故可缩短工期，提高经济效益；2、施工中的多数作业是在低层进行，节省了人力，质量易保证，施工安 全性大；3、减少了大型工机具的使用，降低了成本；4、有利于保证关键部位的衬里质量，如：分段衬里可采用翻转倒衬法施 工，解决了 “上封头”和“上过渡段”等部位仰脸施衬的弊病。二、适用范围本工法主要应用于催裂化装置的两器施工，也可应用于其它类似的大型 设备的现场拼装、

4、衬里，其它设备的吊装也可借鉴全方位吊装方法，故其应 用前景较为广泛。三、工艺程序（一）施工准备与平面布置1、施工之前要对基础进行验收和复测。以施工图和施工规范为依据，并 按GB150-89钢制压力容器有关条款对到货零部件进行验收。2、作好平面布置如图-1。3、由于衬里材料为新型材料，衬里材料应通过试验鉴定其质量， 以确定 配比。4、根据本法施工的两器应按下面施工计划图（图-2）控制每一关键施工 环节，确保施工工期。（二）施工程序两器施工，根据其本身结构特点和衬里要求，同时考虑到目前国内大、中型施工企业中采用的桅杆的吊装能力而分为四段，见图 -3。第一段包括裙座、下封头、再生器密相筒体、下锥体过

5、渡段，以及再生 器稀相筒体一带板。换热器分偶塔楼梯间图一1两器施工平面布置简图项目1234567891011施工准备第一段组焊、衬里第二段组焊内附件安装、衬里第三段组焊第二段吊装、组焊第三段衬里第四段组焊第三段吊装、组焊第四段衬里第四段吊装、组焊补衬接口安装内件清理封闭图一2施工计划图第二段为再生稀相筒体。第三段包括再生稀相筒体一带板， 上锥体过渡段，沉降器筒体一带板, 汽提段和旋风分离器。第四段为沉降器筒体、上封头、 沉降器旋风分离器等。两器施工总的施工程序为：分段 在平台上拼装焊接；合格后， 运输到吊装位置，按要求衬里； 然后用倾斜单桅杆分四段在基 础上正装。每一段的具体施工 程序见图一4

6、、图一5。图一3两器壳体结构及施工分段示意图图一6、图一7、图一8。100%RT裙第一座带板100%RT图一4两器第I段施工程序100%PTRT图一5两器第II段施工程序稀相带板组焊 内锥体组焊100%RT图一6两器第III段施工程序沉降带板组焊100%RT图一7两器第IV段施工程序III缝f件.III缝段段组吊段组吊吊焊装吊焊装装装100%RTIV缝衬1件.闭炉段组接安清试吊焊口装理车装图一8两器本体总装施工程序四、操作要点（一）壳体的拼装与焊接1、壳体的组对顺序应遵循从难到易的规律， 先控制好锥体过渡段、球形 封头、椭圆封头的组对质量，然后进行直筒体的组对，以便在偏差的允许范 围之内进行质

7、量预控2、壳体的焊接即16MnR材质的焊接，根据16MnR材质的焊接工艺评 定进行。3、焊接时要控制线能量，环缝焊接时，焊工要对称布置，立缝焊接采用 分段退焊法，以防变形。4、设备开孔的标高应考虑筒体每一节板的最终累积高度偏差，大的设备开孔一定要在加强板点焊之后进行。5、衬里之前所有与壳体内外连接的附件（包括平台护板）应焊接完毕， 禁止衬后焊接。以防壳体局部受热影响衬里质量。（二）衬里施工两器是重油催裂化装置的关键性设备，由于其直径大，总标高达56米,增加了衬里的难度。两器的衬里施工，除第一段是就位于基础上施衬外，其 余三段均在地面上的起吊位置施衬，这样减少了浇注料垂直运输的高度。两 器衬里施

8、工总的流程见图-9。钢壳分段拼装*搭设脚手架焊接丫型锚固钉打砂除锈图一9两器衬里流程图两器衬里，由无龟甲网衬里和有龟甲网衬里两部分组成，所有壳体内部 为无龟甲网衬里，汽提段筒体、待生立管以及内锥体外部为有龟甲网衬里。有龟甲网衬里分隔热层和耐磨层，无龟甲网衬里只有隔热层。1、有龟甲网衬里(1)隔热层的施工壳体部位采用直立喷涂的方法，喷涂后应随即将其表面刮平至保温钉台 肩平齐。每一段接口处衬里应做成阶梯型。内锥体、待生立管、汽提段的隔 热层衬里采用卧置分瓣1/2进行施工，每瓣施工完毕之后，必须停放12小时， 才能进行下瓣的翻转施工。瓣与瓣之间的接口采用阶梯型，下瓣施工前应将 接口清理干净、浇水润湿

9、。(2)耐磨层的施工壳体部位采用直立喷涂的方法，喷成后的衬里应立即将其表面压光至与 龟甲网平齐，不得有麻面和扒缝，抹平过程中避免反复次数过多。内锥体和 待生立管、汽提段采用卧置捣实与抹平。龟甲网孔内应分两层进行捣实，然 后将衬里表面抹平至与龟甲网平齐。2、无龟甲网衬里壳体段采用立式支模捣制的方法进行。锚固钉焊完并与壳体一并喷砂之 后支模，模板拆装方面，表面要光滑，有一定的刚度。然后将搅拌均匀的料 装入模板，振捣时棒应直插，快插慢拨，插入深度至下一层衬里100mm,振 捣至混凝土表面返浆为宜。上层模板的安装和衬里振捣时间，控制在下层混 凝土初凝时间之前，拆装时应在混凝土终凝时间之后。上封头采用分

10、瓣手工 涂抹，接口处呈阶梯状。3、衬里施工注意事项两器衬里用“WHL1”浇注料，施工方法与一般轻质混凝土基本相同， 但应注意以下几点：(1)模板应坚固，尺寸准确，钢模板比木模板好，变形小，循环使用的 次数多，制作时只做34带板(每带板0.9 1m高)循环使用；(2)支模前全面检查锚固钉是否有碰倒的现象，检查无误后方可支模。 模板应支设牢固，与设备壳体间设置定位标尺，振捣的过程中还应随时注意 模板的位置；(3)搅拌必须采用强制式搅拌机，先干拌而后加水，每次搅拌的时间不 得少于2分钟。搅拌机要就近设置，减少运输距离，并掌握所搅拌的浇注料 能在半小时内用完。(4)用50mm高频振捣器，填料高度300

11、mm左右，插入间距250300mm, 每点振捣30秒左右(注意漏振和过振现象)，同时，用铁锤轻轻敲打模板， 以排除料中的空气，以便减少表面的麻面；(5)每段衬里的施工，连续或间断进行都可，但接搓处必须留成“阶 梯形”，下次施工时要清除毛渣，浇水湿润；(6)衬里喷雾养生非常重要，在浇注后 610小时即应进行，并持续48 小时，冬期施工时适当减少养生次数；(7)衬口作业应严格认真，尤其要注意上口，料不能过稀或过稠，避免 上口坠缝。(三)吊装1、全方位吊装法两器的每一段吊装，采用倾斜单桅杆360 回转法吊装。这种吊装方法就 是将两器的四大段壳体拚装、焊接合格后运输到桅杆的旋转半径内进行衬里， 具备吊

12、装条件时，起吊分段并在空中通过桅杆的旋转将分段的壳体旋转于基 础正上方然后就位。吊装每一段时，将该段内所有的内件和外部梯子平台全 部安装完毕，整段吊装。2、操作要点此种方法吊装效果明显，但难度较大。吊装时，除应遵守常规吊装方法 外，特别是吊装时统一指挥，各个锚点要听从指挥，行动一致，通过拖拉绳 的松紧来使桅杆安全旋转。3、注意事项(1)桅杆顶和底部结构必须采用球较；(2)桅杆倾斜角度应在设计允许范围内；(3)桅杆回转时产生附加扭矩，承载能力应重新核算 五、劳动组织两器的施工是不均衡的，如何有效的利用劳动力，是施工的关键。大量的起重、焊工、筑炉工只有在工序到来时使用。该设备有效施工天数为305天

13、,平均日使用人工数为28人，各工种配置人数见表一1份 、数 工种1234567891011小计挪工4666666644458气焊2222222222222电焊688888888474起重233535333333钳工2444444228炉工888888654油工333333321小计163434363436343017136290表一1劳动力配置(二)关键工序中各工种的岗位职责1、各工种都要及时的掌握施工动态，做好工序之间的相互交接工作。2、怫工要记录各部位的几何尺寸和偏差。3、钳工负责保温钉和龟甲网安装工作(因重催装置钳工的工作量较少)六、机具配备和施工材料（一）主要施工机具一览表，见表一2名

14、称型号规格数量桅杆300t1吊QW-5050t1汽车吊TG-50050t1汽车吊QY-1616t1卷扬机JM 1010t2卷扬机1012 型5t8卷扬机1t2强制搅拌机JQ-250A1拖板车40t1汽车8t1弯管机YW60D1电焊机AX8 50026KW10等离了切割 机LGK8 1001空压机W6/840KW1砂轮机 150/610010/8表一2（二）主要消耗材料一览表，见 表一3名称规格材质数量钢板6=16A 3F324m2钢管O159M20#120m焊接管 48X3.5200 根（长 6m）楔子35#100个角钢75X8A3F18m篷布20mx10m6块圆钢中20A330m石英砂15吨

15、脚手板L=3m120块道木2500M220M10070根砂轮片6 100/6150500 片 /850 片焊条J5073.4t碳精棒480根水175t电35万千瓦时表一3七、质量控制（一）主要质量标准1、筒体的外圆周长偏差8mm；2、纵缝错边量0.1s；3、环缝错边量0.1s+1;4、焊缝棱角高度0.1s+2;5、开孔方位标高偏差工5mm;6、旋风入口标高：=5mm,垂直度偏差5mm；7、待生立管垂直度偏差2mm；8、待生翼阀口与待生立管同轴度偏差 1mm；9、衬里表面平整，衬里厚度偏差为 酸的厚度；10、保温钉长度偏差1mm；11、龟甲网平整度轴向间隙攵mm ,环向间隙E5mm；12、翼阀的

16、角度偏差0.5 .（二）质量管理措施1、成立QC小组进行质量预控和质量攻关；2、实行“三检一评”制度；3、充分发挥质保体系的作用，实行如下停点确认卡制度：停点检查合格停点检查合格表面检查合格到货设备拼装焊接 合格停点检查确认合格一探伤衬里 吊装（三）采用的技术措施1、在设备验收中，规范上要求筒体壁板的弧度间隙用1米的样板检查不 大于3mm合格。然而根据我们以前的施工经验，我们要求用2m的样板检查 2mm为合格。主要原因是这一偏差要求将会影响到其它组对偏差要求。如 筒体的不圆度、不直度、错边量和棱角度，特别是减少了筒体的组对刚性， 使质量得到了预控。2、组对时，每条焊缝的焊接收缩量进行认真的考虑

17、，一般为 2.5mm左 右。每段之间对口处进行二次找圆、找平工作。3、锥体过渡段组对时，锥体上下口的同轴度规范上无偏差要求。 由于设 备自身结构，控制这一因素是相当主要的。因为锥体上下口的同轴度偏差较 大，将影响到设备的垂直度，旋风分离器在壳体内的相对位置将会随着锥体 而发生较大的偏差，影响到旋风分离器的分离效果。汽提段和待生立管是连 接于上锥体之上的，如锥体偏差大将会影响到待生立管在壳体内的中心位置， 这样就很难保证待生立管与底部封头待生翼阀口的同轴度偏差1.0mm,在施工中我们综合考虑了各方面的因素，将上下锥体的同轴度偏差控制在 6mm之 内，这样最终也控制了其它尺寸的偏差。4、设备开孔。

18、装卸孔应在分段吊装就位之后进行开孔，以防止变形，影 响组对质量。下封头处待生翼阀的开孔需在设备安装之后待生立管安装完毕， 从待生立管端部，经过吊线，来确定准确的开孔位置，然后再进行开孔，以 保证待生立管与待生翼阀口的同轴度偏差 1.0mm,否则是很难达到这一偏差 要求的。两器本体与附属设备之间相连接的衬里管线的开孔，应在实际测量 两器本体与附属设备的相对位置之后，再进行两器本体上的开孔，如外取热 器返回口，外取热器入口管等。否则将直接影响衬里管线的组对质量。旋风 分离器出口管与烟气集合管连接的接管，应整体的焊于设备之上，与烟气集 合管连接安装时应用角焊缝连接，避免安装时出现对接环焊缝。因为这三

19、个 环缝是在同一平面上的三道口，保证不了组对质量，很容易发生错边，我们采用了烟气集合管与旋风出口管安装时用角焊缝连接，不但控制了组对质量，而且为补衬创造了较好的条件。5、衬里施工时，应做四组抗压试块，一组导热系数试块，一组残余变形 试块。以掌握各种衬里材料的性能。不同的衬里材料具有各自的养生时间， 当到达养生期后才允许翻转和运输，避免碰撞。段与段之间的接口，每侧应 预留300mm的宽度不衬里。龟甲网之间的连接采用搭接形式，满焊搭接处， 打磨平焊瘤。龟甲网的安装质量是衬里质量的关键所在，应予足够的重视。6、旋风分离器的安装采用临时挂吊的形式。 即再生器的旋风分离器在第 III段起吊时用倒链临时挂

20、于壳体之上，当设备吊装完毕之后，再进行旋风分 离器的安装，以确保旋风分离器的垂直度。翼阀安装时为保证角度的偏差要 求，用万能角尺测量焊前和焊后的角度（这个角度是经过现场静态试验后获 得）。焊接时为防焊接变形，应在对称方向分段为200mm长度进行退焊。待 生立管的垂直度偏差为2mm,为保证此要求，我们在安装时用磁力线锤进行 垂线测量，测量点为上、中、下三个部位，这些部位在待生立管外部衬里之 前应做好标记（因衬里表面比较粗糙），以便安装时进行准确测量。八、安全措施1、避免高空交叉作业，禁止从高空中抛东西，各工种所使用的工具、材 料应及时妥善处理，施工后清理干净；2、焊工手把线，禁止与钢丝绳进行交叉；3、搅拌机和上料所用卷扬机一定要有专人操作；4、喷砂人员要有可靠的防护，每个岗位人员不能擅离岗位；5、防火、防风措施，电源线以及暂设的梯子一定要进行严格的检查；6、衬里材料要妥善保管，刚刚衬里后一定要有严格的防雨措施；7、每次