塔器设备分段高度的合理划分

王 宽，郭 瑞

中国石油天然气第六建设有限公司，广西桂林541000

中国石油兰州石化分公司长庆乙烷制乙烯项目的80×104t/a 乙烯装置共有7 台塔器设备，由张化机（苏州） 重装有限公司制造。中国石油天然气第六建设有限公司承担了该项目的吊装任务，其中，装置内5 台设备整体进场，整体吊装；2 台超限塔器分段运输进场，分段吊装。分析了塔器的设备参数、吊车性能、施工场地、安装进度、项目成本等条件，现场投入了LR1750 型750 t 级吊车1台、LR1400/2 型400 t 级履带吊1 台、CKL2600 型260 t 级履带吊2 台等大型起重机械，完成了整个乙烯装置塔器设备的吊装施工作业。

在长庆乙烷制乙烯项目80 ×104t/a 乙烯装置中，乙烯塔直径大、高度高、质量大，由于受基础周围设备多、整体运输道路条件不足等诸多因素限制，乙烯塔无法整体吊装。结合现场大型起重机的投入情况，最终确定采取分段吊装乙烯塔的方案[1]。

对于分段吊装乙烯塔，既要考虑现场大型起重机械的投入、吊车使用效率、设备交货时间、附件安装周期、空中组对[2]焊接周期等现实问题；又要考虑安全高效地完成几段设备的吊装就位，且保证每段设备进场后能够在地面最大深度地预制安装劳动保护、防腐保温、附塔管道等附件，以减少空中作业，提高施工进度；此外，还要考虑因设备重量较重而更换吊车工况所需的更换场地及更换周期问题。因此，乙烯塔的合理分段尤为重要。

1 设备分段

1.1 设备分段思路

第一，安全可靠、稳妥可行、经济高效，结合整个施工现场大型起重机械设备投入情况，应尽可能减少分段数量，最大程度地加大每段在地面预制安装附件的程度，以减少空中作业量；第二，分段位置选择时要避开塔器管口、管托、平台支撑件预焊件等位置，以减少后期空中焊接工作量。

1.2 设备分段步骤

首先，统计现场所有塔器设备，核算吊装所需的吊车型号，初步确定项目需投入的吊车型号；其次，设备分段一般遵循从上往下分段原则，参考项目投入大型吊车性能，初步选择吊车工况，以满足塔器顶段能够吊装就位；其三，在保证安全吊装[3]前提下，依据设备装配图纸、附件安装周期、场地预留处理等，调整分段高度，尽量少分段、多附加，最终确定设备每段高度；其四，综合考虑各种因素，合理选择吊车工况，优化吊装工艺流程，制订安全高效的吊装方案。

2 乙烯塔分段吊装案例

2.1 乙烯塔设备的分段

乙烯塔分段采取从上往下分段的方式。

（1） 顶段划分。首先，结合吊车投入、进场时间，以及设备吊装净空、净高距离、吊车负载等要符合吊装规范[4]要求，选择吊车型号。其次，因高空作业安全风险较大，风载干扰、作业人员恐高等不利因素较多，因此乙烯塔顶段到货后需在地面上进行最大程度的塔器附件安装，以减少后期高空作业量；同时，考虑到吊耳位置，以及梯平台、附塔管道的安装对设备吊装翻转[5]过程的影响等，确定塔器附件的安装量。其三，现场投入的大型吊车为750 t 履带吊，依据乙烯塔装配图、设备筒体纵环缝排版图（见图1）、附件安装质量，参考吊车性能表，初步选择吊车工况。其四，依据吊车额定载荷量，确定出设备净重，折算出筒体高度，最终确定顶段高度为17 755 mm。具体的塔顶段划分方案见图2。

图1 设备筒体纵环缝排版示意

图2 乙烯塔分段示意

（2） 乙烯塔中段划分。该段划分主要从设备净质量、附件安装上考虑。乙烯塔顶段高度已确定，剩余段数的划分要尽量少。考虑到顶段吊装时已投入大型吊车，因此加大中段设备吊装质量，同时增加附件安装质量，以缩短施工周期。中段筒体高度位置的合理划分，可避免后期搭设超高脚手架，从而降低高空风险，节省费用支出，实现提质增效。根据750 t 吊车的吊装性能，确定中段吊装的净质量，再依据设备筒体纵环缝排版图（见图1），最终确定中段筒体划分高度为28 615 mm。具体的塔中段划分方案见图2。

（3） 乙烯塔底段划分。该段划分主要考虑项目前期大型吊车的投入，在上、中两段高度划分后，再结合项目前期吊车的投入，剩余的部分应尽量整体，确定增加设备的本体质量，减少附件的安装，使之只要满足底段设备安全吊装就位即可。而余下的焊接、保温、防腐、喷涂防火涂层等安装工作在后期可通过使用临时脚手架、高空作业平台车、吊篮等来完成。综合考虑上述因素，计算剩余设备本体的质量，再参考前期投入的400 t 履带吊的性能参数，确定对于400 t 履带吊选用SDB 工况即可完成乙烯塔底段的吊装，因而最终确定塔底段设备的高度为27 760 mm（见图2）。

2.2 工况选择

设备分段时应综合考虑吊车工况的变换。大型吊车工况种类多，吊装性能全面，编制吊装方案时，吊车工况的选择应满足乙烯塔三段吊装，以及后续现场多数或全部设备的吊装，以减少变更吊车工况。

参考吊车桁架臂系统中臂杆排列，合理选择吊车工况，优化吊装方案，调整设备吊装次序，减少人力投入，缩短吊装施工间隔周期。

综合考虑乙烯塔三段顺序吊装、兼顾后续设备吊装，确定使用750 t 履带吊吊装乙烯塔中段应选用SDB84 m 重型主臂工况，上段吊装使用SDBW70 m+28 m 塔式工况。750 t 履带吊车吊装立面图见图3。

图3 750 t 履带吊车吊装立面图

由桁架臂系统排版图（见图4） 可知，SDB84 m 重型主臂工况变换成SDBW70 m+ 28 m塔式工况，只需要将其中的一节G3 臂杆（长度为14 m 的重型臂杆） 去掉后即可组装成塔式工况。综上所述，乙烯塔共分为三段进行吊装，乙烯塔（规格φ6 000 mm×76 250 mm） 分段吊装现场照片见图5，参数见表1。

图4 750 t 履带吊SDB 和SDBW 工况桁架臂系统排列顺序

图5 乙烯塔分段吊装现场照片

3 结束语

乙烯塔采取合理的分段吊装相对于整体吊装来说，具有以下优点：

（1） 投入的吊车型号小，费用低，场地要求不高，装置预留量少，吊车使用效率高，更适合现场施工。

表1 乙烯塔分段吊装参数

（2） 采取分段吊装方案可使中、上段的附件大部分在地面完成安装，就位后均可达到“塔起灯亮”的效果。

乙烯塔采取分段吊装需注意以下问题：

（1） 位置分段时是否能够避开设备预焊件。

（2） 吊装区域场地是否能满足每段的临时摆放及预制安装要求。

（3） 每段划分高度内的附件安装是否能满足设备就位状态下的垂直度要求。

（4） 分段位置是否靠近塔平台处，即是否方便组对焊接。

乙烯塔分段吊装高度的合理划分，解决了现场塔器安装问题。本文内容可为今后超重、超高的塔器设备采取分段吊装工艺提供一定的借鉴。