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1、.-26-2023年第2 6 卷论文广场石油和化工设备复杂工况下大型设备拆装作业实践研究杨庆威,王敏娟,田旭涛,邹豫涛,刘梓涵(陕西液化天然气投资发展有限公司,陕西杨凌7 12 10 0)摘要】针对LNG工厂压缩机冷凝器更换需求,结合安装作业面狭窄、高度受限以及半封闭的实际情况,通过现场勘察情况、制定实施方案、组织专家论证、严格实施方案等措施,最终顺利完成了旧设备的拆除以及新设备的安装工作,这对于今后开展此类作业具有十分重要的借鉴和指导意义。【关键词】大型设备;复杂工况;拆装作业引言压缩机冷凝器是LNG工厂液化装置冷剂循环的重要设备,因使用时间久以及受到严重环境影响,导致管束损坏或堵塞较多,在
2、堵漏会影响换热效率,从而降低装置生产负荷。从经济效益和实际情况出发,需要更换次冷凝器。更换安装此设备难度极大、环境复杂,此设备=2800mm,L=10500mm,重量约9 3 吨,安装高度3 5米,位于6 层装置钢结构框架内,是LNG工厂投运后首次实施的大型设备装卸工作。此次装卸大型设备设备属于受限空间安装,施工难度大,安全风险高,加之钢框架层间空间小、不能一次性从框架内部吊出钢框架,需要分步实施,吊装时间长等特点。1设备拆装作业1.1制定安装方案本次设备的更换安装属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,由于此次施工作业位于6 层3 5米高钢框架平面层施工、又加之设备直径大,安装在钢结构框
3、架的支座上,框架层间距小,层间地板为钢格栅板,造成空间提升高度小等难题。由于空间狭小,吊车无法直接吊装此设备,顶部也无吊装机械。为此,可行的办法是需要在整体向南侧移动,避开所有障碍物,再向东侧移动,吊车可以完成索具挂设,所以要再设备南侧设计安装钢结构滑动钢轨平台。平台长度为约12米,宽度2.9 米,高度和现用设备底座(鞍座)平齐,平台上满铺8=2 0 mm厚钢板,钢板上铺滚杠或搬运坦克车进行设备移位。由于设备施工作业层钢梁外挑框梁1米左右、为保证安全施工可考虑在第五层与第六层外框主梁间加立柱支撑加固,主次梁要满足设备载荷,保证设备能顺利向东侧移位。1.2方案实施1.2.1吊装受力计算及机具选择
4、本台设备重9 3 吨,直径2.8 米,安装高度接近40米,作业半径14米。加之设备位于钢结构主框架内,所以需要两台50 0 吨吊车配合施工作业。(1)吊装钢丝绳的选择:设备吊装作业时,需要两台吊车配合作业,钢丝绳选用每侧一圈两股,共计4股.根据吊装时,两根钢丝绳的夹角最大不得大于6 0 这一安全要求,绳长计算L=(1.4/sin30*2)+(1.4*3.14)=9.9 9 6 米。所以绳长不低于10米。最大载荷计算:P=K1*K2(Q+q*2)=1.1*1.1*(9 3+6)=119.79(t)式中 Q=93设备重量(t)q=3设备吊索具重量(t)K1=1.1动载系数K2=1.1不平衡系数(2
5、)钢丝绳选用:每侧1根2 股,共计4股,作者简介:杨庆威(19 8 7-),男,2 0 13 年毕业于西安科技大学,硕士研究生,现就职陕西液化天然气投资发展有限公司,工程师、注册二级建造师、注册安全工程师,主要从事项目建设物资、生产运行物资以及HSE的管理工作。示:立面图如下所离,h1为大杆铃轴地面1.9 0 米。杆头至地面垂直高度,h为大杆铰轴至杆头垂直距H为吊臂L=53.8米,其中L1为吊车作业半径,第11期杨庆威等复杂工况下大型设备拆装作业实践研究钢丝绳与水平夹角为6 0。钢丝绳受力大小如下为:钢丝绳与水平夹角为6 0钢丝绳受力大小如为:S=P*N/(4*sin60)=1190.79*6
6、/(4*1.73)=1032.48(KN)式中P为最大载荷,N为钢丝绳安全系数,选用6所以,依据钢丝绳破断拉力表,主吊钢丝绳选用型号为43-6X37+1-1850的钢丝绳,其破断力为1185KNS,绳长有效长度大于20m,2 根(附图1)。(3)吊车主臂工况选择h2=L2-L,2=53.82-142=2698.44,即h=51.9米,则吊臂吊装高度L=h+h1=51.9米+1.9 0 米08989#500吨汽车吊1400060附图一(4)主吊车辆选择:依据计算最大载荷,主臂超起工况及作业半径,参考目前国内汽车吊性能表,50 0 吨吊车在作业半径14米,主臂53.8 米,平衡最大配重16 0 吨
7、,全伸支腿的工况下,吊装重量为8 9 吨,满足吊装要求,所以选用两台50 0 吨汽车吊进行本次拆除、吊装作业。1.3施工安装技术1.3.1安装设备移位钢结构平台(1)按设计的钢结构移位平台图纸,将各平台材料吊装至设备平台上,进行组装焊接,各节点要牢固,焊缝要饱满,要保证设备纵向移位时不能撕裂,变形。(2)检查设备底部钢梁,对不满足设备纵向移位区域的钢梁进行加固,防止设备移位时产生变形。1.3.2吊车、设备倒运车就位两台吊车就位,并挂满配重,做好吊装准备。旧设备倒运车辆停在指定位置。(1)设备向南避开管道后,使用手拉葫芦、千斤顶及滚杠配合将设备向东侧缓慢滑移,在冷凝器移动过程中冷凝器西端用10
8、吨手打葫芦牵引、保护、防止筒体偏重滑落、待将设备一端顶出框架边缘2.5米时(事先用记号笔标注2.5米位置)且能挂装吊装索具时(1#50 0 t汽车吊完成索具挂设,吊装半径为14米),停止移动。(2)1#50 0 t 汽车吊提起冷凝器一端,采用钢丝绳环抱冷凝器筒体法固定在靠东鞍座与N5接管之间、更好的防止钢丝绳偏重滑移。另一端下方由滚杠、手拉葫芦配合设备继续向东侧滑移,设备整体向东滑出8 米时,且2#50 0 t汽车吊能挂装吊装索具时,停止移动,同样采用钢丝绳环抱冷凝器筒体法固定在靠西鞍座与A2接管之间、此时有必要拆除七层上钢格板、保证垂直起吊。为防止钢丝绳偏重滑移。可在冷凝器筒体上焊接挡板固定
9、索具。此时1#50 0 t汽车吊吊装半径为12.5米,2#500t汽车吊吊装半径为12 米。(3)安装工装移位钢结构平台会动用气割及电焊操作、在切割焊接区域铺设隔火棉或挡风板防止火花对下层平面设备、管路、电气仪表、线路造成烧毁、发生安全事故。1.3.3旧设备移位至框架边缘(1)设备移位平台安装及框架底部钢梁加固收稿日期:2 0 2 3-0 6-12 修回日期:2 0 2 3-10-10(上接3 2 页)收稿日期:2 0 2 3-0 6-13 修回日期:2 0 2 3-10-0 9-28-2023年第2 6 卷论文广场石油和化工设备完成后,即对旧设备进行提升,先在旧设备两端各安两台50 吨千斤顶
10、,千斤顶与设备之间用钢板或支托予以保护,将设备顶升起来(两台千斤顶同时工作,保证起升高度一致),待设备底座脱离框架支撑底座时,检查设备移位平台焊缝有无撕裂,平台以及底层钢梁有无变形、移位情况,确保安全。(2)设备移位平台及底层钢梁检查没有问题,继续顶升旧设备,待到设备底座与框架支撑底座之间的空间能加装滚杠时,就在设备底座两端铺设滚杠,并与底座固定好,然后落下千斤顶,让棍杠承重。1.4本吊装中的安全技术措施在本设备的吊装过程中,安全技术方面做到以下几点:(1)根据安装施工的实际情况,严格细致制定吊装方案,并经专家论证;(2)在现场建立以项目经理为组长,安全负责人为副组长,专职安全员、各职能负责人
11、为组员的项目安全生产领导小组,在项目形成纵横网络管理体制;(3)对电工、电焊工、起重吊装工、登高作业等特殊工种实行持证上岗,无证者不得从事上述工种的作业;(4)凡大中型机械安装、电气线路架设等通过对比两种工况发现,1、在设计工况和操作工况下均得到收敛解;2、在操作工况下,因为存在温度载荷的影响,所以其最大应力值和最大位移值略大于设计工况;3、在两种工况下,接管与补强锻件一直存在间隙,且操作工况下的间隙小于设计工况;4结论1、通过极限载荷分析得出两种工况下无论是应力状态,还是位移状态,两者总体相差不大,且两种工况均能够得到收敛值,说明在这两种工况下本结构是安全的。2、极限载荷分析有效的弥补了应力
12、线性化与应力分类法中的不足,会在压力容器应力设计项目完成后,都必须经过有关部门检查验收合格后,方可使用;(5)每天定期作安全检查,每次检查都要有记录,对查出的事故隐患要限期整改。对未按要求整改的要给单位或当事人以经济处罚,直至停工整顿;(6)吊装前所有参与工作人员必须参加技术交底,层层交底,直至交底到现场施工人员。2结语本次复杂工况下大型设备拆装作业是一项重要的检修任务,直接关系到装置恢复生产,各个环节必须做到安全可控。随着LNG工厂设备使用年限的不断增加,类似无法维修或维修经济性不高等原因需要更换设备的情况会逐步发生,本次复杂工况下大型设备拆装作业的成功实施,为后续实施类似项目提供工作信心、
13、实践借鉴,也积了丰富的操作经验。参考文献1周益华,浅谈受限空间安装技术 ,四川成都2 0 16.5.2王青,狭窄空间大型设备安装技术 ,财经界:学术版,2015(22):12 7-12 8,13 5.3朱建芳,李光,受限空间内构吊件安装 ,16 7 3-10 6 9(2020)11-0 0 2 1-0 2.中得到广泛应用。其广泛应用于一些复杂结构或大直径的薄壁结构,且还可以采用壳单元进行建模,不仅简化了模型,还减少了工作量。参考文献1JB4732一19 9 5,钢制压力容器一分析设计标准(2 0 0 5年确认 S.2余伟炜,高炳军ANSYS在机械与化工装备中的应用第二版M:北京:中国水利水电出版社,2007.3 EN 13445-3,Unfired Pressure VesselS.4丁伯民,黄正林。化工设备设计全书-一一高压容一器M】北京:化学工业出版社,2 0 0 2.5 2021 ASME Boiler and Pressure Vessel CodeSectionVIl,Division 2,Alternative RulesS.