裂解炉施工方案10488.pdf
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1、裂解炉施工方案 1 工程概况 1.1 裂解炉结构和流程简介 北京11.5 万吨/年乙烯装置,从意大利TPL 公司引进,其中裂解炉为荷兰KTI 专利技术GK-V 型裂解炉,该炉型是在GKI-型炉的基础上发展起来的梯度动力学裂解炉,具有超选择性转换功能,热效率达95%,裂解炉共6 台,总安装重量2600 多吨,安装工程量大,施工程序复杂,质量要求严格,施工工期长,多工种交叉作业,是乙烯装置的关键施工项目。裂解炉为上下两段(见图1-1),下段为辐射段,内有四组辐射盘管,每组八个入口,四个出口,通过Y 型管,将四组炉管出口两两相接为2 个出口总管进入两台废热锅炉TLE(见图1-2),通过安装在裂解炉底
2、部和侧壁的烧嘴加热辐射管;上段为对流段,有9 组对流管束,分别对锅炉给排水预热,超高压蒸汽过热、稀释蒸汽过热、原料进口预热、原料进料混合。GK-型炉所用原料为石脑油和轻柴油以及裂解炉的循环乙烷。原料经脱砷处理后,分四股进入对流段,在原料预热器中预热并部分气化。稀释蒸汽也分为四股进入对流段,经过热后与原料在1 段炉管(进料/蒸汽混合器)横跨处的每根管内混后,进一步加热,经2 段过热达到所需的工艺横跨温度后,进入辐射段炉管,在烧嘴的加热下,瞬间裂解,870的高温裂解气经辐射段顶部的二个“Y”形组合出口离开辐射段进入废热锅炉、急冷器被冷却至200左右去急冷区。锅炉水经给水予热器、废热锅炉加热产生12
3、MPa 左右的超高压蒸汽进入汽包,供蒸汽透平压缩机用。1.2 裂解炉及附属设备一览表 表 1-1 序号 位号 名称 规格型号 主要材料 数量 总重(吨)标高 1 F1001-F1006 裂解炉 GK-V 型 54.212 9.32 31 KHR35C SS41B SS41 6 2580 2000 2 E1001A/B-E1006A/B 废热锅炉 1000 11850 A106GrB,15Mo3 12 13.7 6 输出29159 3 V1001-V1006 高压汽包 1400 43 7502 15NiCuMoNb5 6 14 6 32500 4 V1011 清焦罐 2000 6200 A106
4、GrB 1 6 6150 5 K1001-K1006 引风机 4300m3/h SS41 SS42 6 18 32245 6 X1001-X1006 集冷器 6 输入25722 7 X1011-X1016 消音器 6 输出41500 8 X1021-X1026 过 热 蒸 汽 降温器 6 19266 9 W7004-W7009 热力除气器 1 11100 10 P-7005A/B 高压给水泵 2 1170 11 STP-7005A 蒸汽透平机 1 1170 1.3 裂解炉施工项目一览表 表 1-2 序号 项目内容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1
5、7 18 19 基础验收 压浆 辐射段钢结构地面拼装、吊装、找正 辐射段拱顶和炉底安装 辐射段平台、梯子、栏杆安装 辐射段管安装(临时支撑)对流段钢结构安装、找正 对流管束及集烟箱以上的对流段钢结构安装、调整 对流段平台、梯子、栏杆安装 检查门、人孔和看火门耐火衬里予浇筑 集烟箱耐火衬里予浇筑 辐射段看火门、检查门安装 弹簧吊架安装及辐射炉管调整 跨接管、回形弯头组焊及无损检测 横跨管组焊及无损检测 盘管试压 废热锅炉及汽包安装、找正 引风机安装、找正 辐射段出口管与废热锅炉安装组焊 序号 项目名称 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
6、 36 37 38 废热锅炉与汽包间上升、下降管安装、组焊 对流段下部和辐射段底板耐火衬里浇筑 辐射段筑炉 对流段筑炉 对流段壁板安装 对流段看火门、检查门安装 烧嘴、吹灰器安装 辐射段顶耐火衬里安装 对流段弯头箱耐火衬里安装 对流段弯头箱安装 辐射段炉管导向器安装 热电偶安装 管道保温 弹簧吊架检查,调整 烟囱的耐火衬里浇筑 烟囱的安装 涂漆 内部检查和清扫 封闭 1.4 裂解炉炉管安装工程一览表 表 1-3 炉管名称 数量 重量(吨)材质 辐射炉管 4(组)6 72 HP-40 25Cr35NiNb 20Cr33NiNb 对流管束 9(组)6 414 S.S C.S C1/2Mo 2 1/
7、4CrMo 1 1/4Cr1/2Mo 跨接管 7.5 A106Gr.B A335GrP11 A335GrP5 A335GrP22 横跨管 32(根)6 15 19Cr9Ni S.S 上升管 4(根)6 10.08 SA106Gr.B 下降管 4(根)6 23.28 SA106Gr.B“Y”型管 2(个)6 20Cr33NiNb 1.5 编制依据 a、荷兰KTI 公司GK 一 V 型裂解炉谈判技术条件(设备篇)b、意大利TPL 公司设计的施工总平面图 c、HGJ201-83化工工程建设起重施工规范 d、HGJ208-83高压化工设备施工及验收规范 e、HGJ226-87管式炉安装工程施工及验收规
8、范 f、HGJ227-84化工用炉砌筑工程施工及验收规范 g、GGJ205-83钢结构工程施工及验收规范 h、GBJ236-82现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范 i、GBJ235-82工业管道施工及验收规范(金属篇)j、KTI 裂解炉详细没计资料 k、KTI10、15、60、90 单元安装指南 l、TPL Doc.no.1793-00-RC-1800-A Ver.0 m、美国AISC 钢结构手册 n、KTI 炉管安装规则 2 施工程序及开工前的准备工作 2.1 施工程序 2.2 开工前的准备裂解炉开工前,必须做好如下准备工作:裂解炉开工前,必须做好如下准备工作:2.2.1 核对图纸、资料
9、是否齐全,能否满足开工条件。2.2.2 核查设备材料的检验报告、合格证、质量证明文件是否齐全。2.2.3 核对设备到货状态及到货数量是否与装箱清单一致。2.2.4 对参加施工的人员进行如下技术培训:a、熟悉图纸 b、熟练掌握施工程序及安装要点 c、掌握各部位安装质量控制数据 d、技术人员进行全面技术交底2.2.5 按现场总体布置安装塔吊2.3 吊装机具的选用本裂解炉安装选用200t-m 塔吊为主要吊装机具,根据工作内容临时配备50t 汽车吊及其它小型吊车。200t-m 塔吊性能见下表。2.2.5 按现场总体布置安装塔吊2.3 吊装机具的选用本裂解炉安装选用200t-m 塔吊为主要吊装机具,根据
10、工作内容临时配备50t 汽车吊及其它小型吊车。200t-m 塔吊性能见下表。2.3 吊装机具的选用本裂解炉安装选用200t-m 塔吊为主要吊装机具,根据工作内容临时配备50t汽车吊及其它小型吊车。200t-m 塔吊性能见下表。本裂解炉安装选用200t-m 塔吊为主要吊装机具,根据工作内容临时配备50t 汽车吊及其它小型吊车。200t-m 塔吊性能见下表。200t-m 塔吊性能表 表 2-1 起重臂长(m)项目 L1 40.88 L2 35.28 L3 28.08 L4 20.88 最 大 起 重 力 矩(t-m)140 140 160 200 最大幅度(m)40 21-3.5 35 20-3.
11、5 28 17-3.5 20 12-3.5 最大起重量(t)3.5 6.5 4 8 5.7 10 10 20 起重小车数(台)1 1 1 1 1 1 1 1 滑 车 钢 丝 绳 数(股)2 4 2 4 2 4 4 8 平衡重(t)8 8 6 6 4 4 4 4 3 钢结构安装 裂解炉钢结构由荷兰KTI 公司设计制作,现场安装,总重为1400 吨。所有立柱及主要承载梁材质为SM41B,其它材质为SS41,部分使用高强螺栓连接。炉区总长54.212 米,宽9.32 米(不包括平台、梯子),高度31 米,6 台裂解炉连接成一体。钢结构由北至南12 排立柱,东西4 排,炉子东侧及南北两端各设一座搂梯。
12、且每2 台炉子还没有直爬梯。裂解炉钢结构由荷兰KTI 公司设计制作,现场安装,总重为1400 吨。所有立柱及主要承载梁材质为SM41B,其它材质为SS41,部分使用高强螺栓连接。炉区总长54.212 米,宽9.32 米(不包括平台、梯子),高度31 米,6 台裂解炉连接成一体。钢结构由北至南12 排立柱,东西4 排,炉子东侧及南北两端各设一座搂梯。且每2 台炉子还没有直爬梯。辐射段高度16.20 米(含基础2 米)、辐射室分别由内、外侧墙、端墙、底板及顶板组成一个密闭空间。墙板、立柱、横梁等构件已由制造厂予制完毕,现场进行拼装。辐射段设有四层平台,标高分别为2.8 米、5.5 米、8.25 米
13、、11 米。对流段在辐射室的上部。对流室两侧墙板有立柱,用于支撑对流管束、壳扳及引风机,对流室两侧装有弯头箱,顶部为集烟箱,对流段设五层平台,标高分别为16.5 米、20.45 米、27.6 米、31 米。其它钢框架(柱梁、支撑)已予制成型,现场安装。辐射、对流段墙板,壁厚均为5mm,材质SS41,底板厚度均为6mm、材质SS41。3.1 安装前准备 3.1.1 基础验收 3.1.1.1 验收原则 裂解炉基础及预埋螺栓的安装质量直接影响钢结构的安装质量,裂解炉安装之前必须履行中间交接验收手续。对基础质量及螺栓几何尺寸进行严格检查和测量,参加验收人员应由接收单位、交出单位、指挥部质检科等有关单位
14、和人员组成。验收标准如表3 一基础验收技术要求,并办理中间交接手续。3.1.1.2 基础验收技术要求(见下表)基础验收技术要求 表 3 一 检测项目 允许偏差()螺栓高度 10 0 两螺栓间距 螺栓中心相对基础轴线距离 螺栓垂直度 0.01 相邻基础轴线间距 5 基础对角线差 F1-F2 5 基础顶标高(不包括二次灌浆)0 10 3.1.2 卧浆 3.1.2.1 卧浆用垫铁 采用二号平垫铁,规格120 60 14mm 3.1.2.2 垫铁放置位置(见图3 一 1)3.1.2.3 灰浆配比 水泥(425#):砂子:水1:2:0.4 0.5 其中掺入防冻剂4 5(重量比)3.1.2.4 卧浆技术要
15、求 a、标高土1.0mm b、不水平度2 1000mm/mm c、清除多余灰浆 3.1.2.5 养护 卧浆后盖上草袋,白天应浇水一次,养护时间不得少于14 天。3.1.3 钢结构予制件的检验 钢结沟预制件运到现场后,进行尺寸和外观检查。然后将各零部件、预制件按炉号分别编号,分组放置,根据装箱清单,清点核对规格、数量,如发现问题,应及时报告国外进口设材部及国外专家,特别是对发生变形或其它损伤的构件,在未得到许可前,不得安装或修改。3.2 钢结构拼装 3.2.1 拼装内容(见表3 一)钢结构拼装单元表 表 3 一 2 序号 名 称 重量()1 辐射段内侧墙 18.878 2 辐射段外侧墙 18 3
16、 辐射段端墙板 4 4 辐射段底板 5.6 5 对流段底板 8.3 6 对流墙板 4.6 7 对流室中心柱 4 8 炉顶结构 1.5 9 弯头箱 2.6 10 烟道 1.8 11 烟囱 0.9 3.2.2 钢结构拼装技术要求3.2.2.l 钢结构的拼装应在预搭设好的旱台上进行,平台应搭设牢固、平整,拼装时应严格控制其几何尺寸,按图纸规定的尺寸拼装,连接螺栓紧固后,还应复查一遍尺寸,由质检员、技术人员和施工小组共同进行,确认无误方可吊装。3.2.2.l 钢结构的拼装应在预搭设好的旱台上进行,平台应搭设牢固、平整,拼装时应严格控制其几何尺寸,按图纸规定的尺寸拼装,连接螺栓紧固后,还应复查一遍尺寸,
17、由质检员、技术人员和施工小组共同进行,确认无误方可吊装。3.2.2.2 在拼装时,要尽量减少翻转次数,翻转时最好用塔吊配合50t 吊车进行,保证平稳翻转,防止变形,碰撞。3.2.2.3 所有用螺栓连接的构件结合面,连接前,应将其表面清理干净,然后再涂上625#密封胶,螺栓紧固时使胶泥溢出缝隙,溢出的胶泥应清除干净,用高强螺栓连接的地方,其螺栓孔四周应清除非无机锌涂料。高强螺栓的紧固应用扭矩扳手严格按照图纸和技术文件上的要求扭矩拧紧;螺拴紧固不能一次完成,所有螺栓应均匀地分几次柠紧。3.2.2.4 螺栓保管应按等级、规格、批量分别入库存放。库房应有防潮和防尘损害的措施,安装前按当天需用量领出,使
18、用前应清洗干净,涂上MoS2 脂。3.3 钢结构就位 3.3.1 钢结构就位步骤 对流室两侧壁板应在筑炉村里完成后再安装。弯头箱应在对流段盘管压力试验完成后进行安装。影响辐射段盘管、废热锅炉等重大部位吊装的结构,可临时拆下,待上述部件吊装后再复位。3.3.2 吊装方法及临时固定 3.3.2.1 钢结构吊装采用200t 的塔吊为主吊,50t 汽车吊辅助溜放。3.3.2.2 结构吊装前,采取加固措施。3.3.2.3 结构就位后,在结构顶部两角栓上四根 13 缆风绳,临时固定。见下图 3.4 技术要求 3.4.1 钢架安装技术要求(见表3 一 4)钢架安装技术要求 表 3-4 序号 检测项目 允许偏
19、差(mm)备注 1 立柱坐标 3 2 立柱垂直度 H/1000 且15 H立柱高度 3 立柱顶板标高 3 4 立柱底板标高 2 5 立柱间距 3 6 立柱总间距 5 7 立柱间平行度 L/1000 且5 立柱间距 8 梁水平度 L/1000 且5 9 梁顶面标高 5 10 梁弯曲度 L/500 11 梁间距 3 3.4.2 炉体安装技术要求(见表)表 序号 检测项目 允许偏差()备注 总长 总宽 高度 侧板垂直度 L/1000 且 L-板长度 板凸凹度 1 米直尺检查 空间对角线之差 10 板墙失高 15 辐射室中心线 辐射管中心线 上述允许偏差按照裂解炉施工技术规程制定的,若与KTI 现场专
20、家提供的数据有出入,以后者为准。3.4.3 烟道安装技术要求(见3 一 6 表)序号 检测项目 允许偏差(mm)备注 1 坐标 2 顶部标高 3 垂直度 H/1000 H-长度 4 壳板凸凹度 5 3.5 平台、栏杆、梯子安装 裂解炉钢结构框架上的平台、栏杆、梯子总重300 多吨,平台栏杆共计9 层,楼梯2 座,直爬梯 3 个。该部分为予制件到货,现场安装。安装顺序原则上由下至上,先平台、后栏杆。梯子的安装高度应随着钢框架安装进程而上升。部分平台6 台炉通用,安装前应实测平台框架的尺寸,做到平台与框架连接整齐、美观,其它平台应对号入座,吊装就位后应及时拧上螺栓固定。辐射段钢结构安装完毕,应及时
21、将其上的梯子、栏杆、平台也随之安装上去,对流段亦如此。以减少脚手架的搭设和减小高空作业的危险性,并能及时满足下道工序的施工。4 炉管安装及炉体配管 裂解炉本体管道材质较多,焊接要求高(详细要求见另行方案)。是裂解炉施工的关键项目。炉管总重约508.5 吨,按工艺分为四部分:辐射管、对流管、(含跨接管)横跨管,上升管及下降管等。辐射炉管每台裂解炉四组,每组12 根竖管,8 根进料管,4 根出料管。每两组出料管在辐时室内汇集于与废热锅炉(TPL)连接的“Y”管上。四组竖管成一线安装在辐射室炉膛内吊挂在辐射室上部的炉管吊架上。对流盘管每台炉9 组、由下至上水平放置在对流室内,由托板固定、导向管极限位
22、,端部由回形弯连接,弯头箱封闭。炉管安装工程量和到货状态(见表1 一 3)4.1 辐射炉管安装 4.1.1 安装注意事项 辐射炉管是裂解炉的心脏,技术要求高,焊接难度大,是裂解炉施工的关键项目。4.1.1.1 安装前检查炉管内是否有异物,必要的话用压缩空气吹扫干净,然后将管口封闭。4.1.1.2 核对部件编号,数量是否与图纸相符,并进行外观检查。4.1.1.3 根据安装需要,将炉管运至裂解炉南侧。按顺序排放并用枕木垫平,切割包装钢带。用氧一乙炔焰切割时应注意火焰不得直接烘烤炉管。4.1.1.4 准备好吊装机索具,并检查是否安全可靠。4.1.2 安装步骤与方法 待辐射室四周墙板,底板及顶板安装找
23、正完,用200t-m 塔吊及50 吨汽车吊配合溜尾将炉管吊起,从辐室顶板预留孔处插入,缓慢地落进炉堂。炉管起吊时应用夹具将炉管夹牢,使用导链找好平衡,吊入炉膛时应缓慢进行,防止与炉壁相碰,并做好脱钩准备工作,然后用临时支撑将炉管初步固定。捆绑炉管用的钢丝绳应加塑料或橡胶保护套。待辐射段上部结构安装完毕后,就可在上安装炉管吊架,检查吊架安装质量是否和图纸、技术文件相符,然后用倒链调整炉管使吊架将炉管夹住并将炉管固定到正确位置。炉管吊装至冷态位置后,检查各弹簧吊架的受力情况,不允许有个别弹簧吊架受力偏大的现象,否则应加以调整。注意炉管安装作标记时不得使用铅油,也不得与有色金属接触,防止产生点蚀,为
24、慎重起见可预先用玻璃布将炉管包起来再安装。炉管安装完后应检查以下项目,并作记录。a、中心线 b、垂直度 c、集管水平度 d、“Y”型管法兰面标高 e、组间平行度 f、相对位置偏差 g、冷态位置 h、“Y”型管出口法兰中心线 4.2 对流盘管安装 在辐射段安装找正,对流段钢结构安装及对流段筑炉完成之后,即可进行对流盘管的安装,安装前做好如下工作。4.2.1 按照安装顺序将盘管分组摆放到炉子东侧,检查盘管有无变形,并用枕木垫平,割去包装钢带。4.2.2 准备好吊装索具,用KTI 带的平衡梁吊装。4.2.3 安装步骤既要求 a、a 安装对流室立柱,并检查垂直度,柱间距、对角线、标高等,使其符合技术要
25、求。此时管板支架应随同柱子一起在地面上组装好。b 调整支架位置,使其符合设计要求。c 吊装盘管,就位后应根据跨接管的安装尺寸及盘管的整体安装情况及时进行调整,使盘管处于正确位置。d 以端部管板为基准,调整盘管尺寸,按图纸要求进行核对,逐层检查,然后固定管板与支架上的连接螺栓,对流盘管安装完之后应检查下列项目,并作记录。、盘管标高(以管板顶面为基础)。、盘管水平度。、管板间距。、跨接管口位置。4.3 炉体配管 炉体配管指裂解炉设计范围内制造厂配套提供的配管工作,包括对流段管束的跨接管,辐射管与对流管束之间的横跨管,汽包与废热锅炉相连的上升管及下降管,“Y”型管等。炉体配管前应将炉膛彻底清扫干净,
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