徐 勇
中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司 广东 515235
摘 要:石油炼制工业是国民经济的重要支柱产业,影响着人们日常生活的方方面面,其中催化裂化(FCC)作为石油炼制企业的主要生产装置在石油加工中占据着重要地位。催化裂化装置中最关键核心部分是反应沉降器和再生器(以下都简称为“两器”),两器的预制安装施工工艺的质量关系着整个装置是否能满足催化裂化工作需要。本文通过分析1200万t/a炼油项目中340万t/a催化裂化装置的反应沉降器、再生器的预制及组焊安装流程和技术要求,分析两器预制安装施工工艺,以便提供有效参考。
关键词:催化裂化;两器;预制安装;施工工艺
1200万t/a炼油项目中340万t/a催化裂化装置目前在我国石油炼制企业中算是较为常规的装置,如中化泉州就使用该款装置。反应沉降器和再生器以及该两器所用框架是催化裂化装置的核心部分,由于以上装置结构复杂、体积庞大,如两器需要在特定工厂中进行分片预制后经过运输到指定施工现场,在施工现场进行焊成段后再安装就位。由于两器预制安装施工工艺复杂,设备庞大且造价昂贵,对于石油生产和石油企业经济效益影响巨大,因此两器预制安装施工工艺必须严格遵守相关操作规范,才能确保催化裂化两器装置质量符合生产要求。
1做好前期策划
两器因为超大、超重、超高等特点,在吊装上需要投入大量人力物力,由于环境复杂、穿插吊装频率高等特点,需要对前期工作进行策划和安排,主要包括技术、吊索具和吊装现场几方面的策划。
1.1技术策划
根据预制、分段、附件安装等安排初步选择吊装机械和吊装方法,以及预留场地的规划选址确定。
1.2设备策划
在充分做好当地大型设备情况调研的前提下,根据两器和两器框架的重量、结构特点及施工工期,做好大型吊装设备如1000t履带吊车的准备,以便满足吊装工作需要。
1.3吊索具策划
根据吊装设备的重量及吊装方法,策划好吊索具需求和采购方案计划。
1.4人员策划
根据两器的吊装设备和施工工期,策划相关工作人员需求计划,并做好相关运输协调工作。
1.5预留场地策划
两器和两器框架吊装作业现场测量要做出预留位置,提前规划吊装使用场地并按要求进行地基处理。
2两器的预制
2.1预制深度
两器预制主要为分段预制,预制深度要求如下:反应沉降器分3段预制,椎体部分厚度为48mm;再生器分8段预制,两器椎体部分均需要进行热处理后才能运至现场。为防止两器吊装变形,分段处附件需在吊装完成后进行焊接,分段的两器在热处理前需将劳保预焊件,内件做临时支架,吊装吊耳等全部焊接结束受才可进行热处理。
2.2两器的筒节组装
两器筒节组装应充分考虑钢板的加工工艺。首先钢板下料及坡口加工需采用火焰切割方式,火焰切割产生的表面硬化层应磨除,达到平滑、无毛刺状态,钢板边缘加工面更不得有夹渣、熔渣或分层等缺陷存在。坡口焊缝加工必须按照坡口加工图进行,坡口形式需充分考虑填充金属尽量少,尽量减少一侧的焊接量。两器受压元件在制造过程中必须做好便于确认的标记,特别是原有确认标记被裁掉或材料分成几块的,应于材料切割前完成标记的移植。
2.3筒节组队分段
按照及JB/T 4710—2005《钢制塔式容器》和照GBl50— 2011《压力容器》相关要求,筒节组队的间隙、冷角度、错边量都必须严格按照相关标准执行:筒节端口不平度≤于Di/1000,且≤2mm;复合钢板对口错边量b应≤钢板复合层厚度的50%,且和单面焊内壁错边量一样应≤2mm。单层板对口错边量b应符合表1、表2的规定:
表1 A、B类焊接接头对口错边量b质量标准
对口处钢材厚度(mm) 按焊接接头类别划分对口错边量b(mm)
A B
26 ≤3 ≤5
30 ≤3 ≤5
36 ≤3 ≤5
40 ≤3 ≤5
44 ≤3 ≤5.5
48 ≤3 ≤6
66 ≤4 ≤8
表2两器外形尺寸及安装允许偏差
序号 检验项目 允许偏差(mm)
第一/第二再生器 反应沉降器
1 上、下两封头外侧之间的距离 不大于50mm
2 基础环底面至塔器下封头与塔壳连接焊缝距离 最大值为6rnm
3 接管法兰至塔器外壁及法兰倾斜度 ±5mm,倾斜度≤0.5°
4 接管或人孔的标高 接管 ±6mm
人孔 ±12mm
5
液位计接管 轴线距允差 ±1.5
轴线与基准线距离允差 ±3.0
法兰密封面垂直度允差 1.0
6 接管中心线距塔盘面的距离 ±3mm
7 塔体安装允许偏差 中心线位置 ±10mm
标高 ±5mm
垂直度 各段筒体长度%。,总体≦30mm
方位 15mm
筒节组队分段应按照接口设置在同一材质、同一厚度的直通段,接口应避开接管位置,现场施工应尽量减少高空作业。筒节间相焊及圆筒及封头相焊的焊缝应在容器内件和壳体焊接时尽量避免,凡被补支座、强圈、垫板等覆盖的焊缝,应要与母材打磨齐平。对于刚性较差、直径较大的筒节组焊或封头,可加固件支撑在弧形连接板上,并用米字形或十字形进行临时加固。筒体组装后,在内外壁上可划出相隔90°的4条基准元周线和纵向组装线,作为安装找正、安装内件和整体组装的依据。
3两器安装施工工艺分析
3.1反应沉降器组焊、内件安装主要施工工艺及方法
反应沉降器筒节、风头、椎体、下料、卷圆、坡口加工、分段(分3段)组焊等都需在预制场进行加工、组队、焊接和吊装。沉降器共三段要进行无损检测验收合格后才能按计划遇到安装现场,用锚固钉和梯子平台进行安装,再将第一段、第二段吊装就位。第一段、第二段组对完成后,反应沉降器进料分配器被吊入第一段筒体内进行临时放置固定。内部提升管第一段在吊入设备内与内椎体组对时,应先调整其垂直度、安装方位合格了才能进行焊接。焊接完成后,应对设备内壁三层的汽提档板、蒸气盘管进行安装、调整,水平度方位和标高检查合格后进行焊接。随后在吊装旋流快分系统封闭罩时,需对安装方位、标高进行检查确认,合格后与锥体之间的角焊缝进行焊接。之后再安装裙座上部的蒸气环管,确定蒸气环管的水平度和标高合格后才能焊接固定件。在第二段内部设置旋风分离器临时支撑结构时,必须使吊入料腿临时放置在底部,旋风分离器临时固定在临时结构上,此步骤中料腿安装需找正后安装拉杆。旋流快分头的安装其方位调整、标高都必须符合设计图纸的要求。其后是第三段沉降器安装,需要在衬里合格后进行翻个,确保吊装就位。整个反应沉降器精细复杂的安装过程是反应器内件的安装,一般按照以下程序步骤进行:进料分配器安装—内部提升管安装—汽提档板安装—旋流快分系统部件安装—旋风分离器安装—料腿、翼阀、拉杆安装—蒸气环管安装—划线、开孔、VI管安装—衬里同步—共检。以上安装步骤进行都必须确保相关部件的方位、标高符合相关设计要求并合格。
3.2再生器组焊、内件安装主要施工工艺及方法
再生器下料、坡口加工、卷圆、分段(需分8段)组焊都需在预制现场加工,合格后才能进行现场吊装组对,步骤如下:在框架平台内放入第一段再生器进行临时固定——安装第二段裙座段——倒提第一段上来与第二段进行组对、焊接——吊装第二再生器主风分布管、分布板,加固焊接——依次吊装第三、四段,对口处环缝进行固定焊接——安装大小空气环——依次进行第五、六、七段吊装——第七段内部安装旋风分离器临时支撑平台——对各段组对处环缝进行焊接——吊装并固定旋风分离器——在第八段封头段上安装焊接旋风分离器吊座、人孔、梯子平台垫板、翻个吊耳、集气室和锚固钉。以上步骤必须确保各个部件标高、水平度都要检查合格,只有合格后才能进行加固焊接。最后封头安装焊接完毕后,对旋风分离器、拉杆、翼阀的安装都需要确保其方位、标高符合设计要求。最后,再生器内件安装的程序步骤一般如下:旋风分离器及升气管由内到外依次安装—料腿安装(需下移临时平台至安装料腿位置)—翼阀动态试验—料腿拉杆安装—翼阀、倒锥安装—内部临时平台拆除—主风分布管安装—外取热器烟气返回口(2件)安装—划线、开孔、管口安装——衬里同步—共检—吊挂安装。
4结语
以上仅是反应沉降器和再生器主要预制安装施工工艺的简要探讨,作为催化 裂化装置的关键核心部分,两器的预制安装施工工艺需要科学严谨的工作态度加以实施,才能确保两器组焊和安装的质量,从而确保催化裂化装置使用安全。
参考文献:
[1]程秀静.浅谈催化裂化中两器预制安装施工工艺[J].石油化工建设,2019, 41(z2 ): 88-91.
徐 勇
中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司 广东 515235
摘 要:石油炼制工业是国民经济的重要支柱产业,影响着人们日常生活的方方面面,其中催化裂化(FCC)作为石油炼制企业的主要生产装置在石油加工中占据着重要地位。催化裂化装置中最关键核心部分是反应沉降器和再生器(以下都简称为“两器”),两器的预制安装施工工艺的质量关系着整个装置是否能满足催化裂化工作需要。本文通过分析1200万t/a炼油项目中340万t/a催化裂化装置的反应沉降器、再生器的预制及组焊安装流程和技术要求,分析两器预制安装施工工艺,以便提供有效参考。
关键词:催化裂化;两器;预制安装;施工工艺
1200万t/a炼油项目中340万t/a催化裂化装置目前在我国石油炼制企业中算是较为常规的装置,如中化泉州就使用该款装置。反应沉降器和再生器以及该两器所用框架是催化裂化装置的核心部分,由于以上装置结构复杂、体积庞大,如两器需要在特定工厂中进行分片预制后经过运输到指定施工现场,在施工现场进行焊成段后再安装就位。由于两器预制安装施工工艺复杂,设备庞大且造价昂贵,对于石油生产和石油企业经济效益影响巨大,因此两器预制安装施工工艺必须严格遵守相关操作规范,才能确保催化裂化两器装置质量符合生产要求。
1做好前期策划
两器因为超大、超重、超高等特点,在吊装上需要投入大量人力物力,由于环境复杂、穿插吊装频率高等特点,需要对前期工作进行策划和安排,主要包括技术、吊索具和吊装现场几方面的策划。
1.1技术策划
根据预制、分段、附件安装等安排初步选择吊装机械和吊装方法,以及预留场地的规划选址确定。
1.2设备策划
在充分做好当地大型设备情况调研的前提下,根据两器和两器框架的重量、结构特点及施工工期,做好大型吊装设备如1000t履带吊车的准备,以便满足吊装工作需要。
1.3吊索具策划
根据吊装设备的重量及吊装方法,策划好吊索具需求和采购方案计划。
1.4人员策划
根据两器的吊装设备和施工工期,策划相关工作人员需求计划,并做好相关运输协调工作。
1.5预留场地策划
两器和两器框架吊装作业现场测量要做出预留位置,提前规划吊装使用场地并按要求进行地基处理。
2两器的预制
2.1预制深度
两器预制主要为分段预制,预制深度要求如下:反应沉降器分3段预制,椎体部分厚度为48mm;再生器分8段预制,两器椎体部分均需要进行热处理后才能运至现场。为防止两器吊装变形,分段处附件需在吊装完成后进行焊接,分段的两器在热处理前需将劳保预焊件,内件做临时支架,吊装吊耳等全部焊接结束受才可进行热处理。
2.2两器的筒节组装
两器筒节组装应充分考虑钢板的加工工艺。首先钢板下料及坡口加工需采用火焰切割方式,火焰切割产生的表面硬化层应磨除,达到平滑、无毛刺状态,钢板边缘加工面更不得有夹渣、熔渣或分层等缺陷存在。坡口焊缝加工必须按照坡口加工图进行,坡口形式需充分考虑填充金属尽量少,尽量减少一侧的焊接量。两器受压元件在制造过程中必须做好便于确认的标记,特别是原有确认标记被裁掉或材料分成几块的,应于材料切割前完成标记的移植。
2.3筒节组队分段
按照及JB/T 4710—2005《钢制塔式容器》和照GBl50— 2011《压力容器》相关要求,筒节组队的间隙、冷角度、错边量都必须严格按照相关标准执行:筒节端口不平度≤于Di/1000,且≤2mm;复合钢板对口错边量b应≤钢板复合层厚度的50%,且和单面焊内壁错边量一样应≤2mm。单层板对口错边量b应符合表1、表2的规定:
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筒节组队分段应按照接口设置在同一材质、同一厚度的直通段,接口应避开接管位置,现场施工应尽量减少高空作业。筒节间相焊及圆筒及封头相焊的焊缝应在容器内件和壳体焊接时尽量避免,凡被补支座、强圈、垫板等覆盖的焊缝,应要与母材打磨齐平。对于刚性较差、直径较大的筒节组焊或封头,可加固件支撑在弧形连接板上,并用米字形或十字形进行临时加固。筒体组装后,在内外壁上可划出相隔90°的4条基准元周线和纵向组装线,作为安装找正、安装内件和整体组装的依据。
3两器安装施工工艺分析
3.1反应沉降器组焊、内件安装主要施工工艺及方法
反应沉降器筒节、风头、椎体、下料、卷圆、坡口加工、分段(分3段)组焊等都需在预制场进行加工、组队、焊接和吊装。沉降器共三段要进行无损检测验收合格后才能按计划遇到安装现场,用锚固钉和梯子平台进行安装,再将第一段、第二段吊装就位。第一段、第二段组对完成后,反应沉降器进料分配器被吊入第一段筒体内进行临时放置固定。内部提升管第一段在吊入设备内与内椎体组对时,应先调整其垂直度、安装方位合格了才能进行焊接。焊接完成后,应对设备内壁三层的汽提档板、蒸气盘管进行安装、调整,水平度方位和标高检查合格后进行焊接。随后在吊装旋流快分系统封闭罩时,需对安装方位、标高进行检查确认,合格后与锥体之间的角焊缝进行焊接。之后再安装裙座上部的蒸气环管,确定蒸气环管的水平度和标高合格后才能焊接固定件。在第二段内部设置旋风分离器临时支撑结构时,必须使吊入料腿临时放置在底部,旋风分离器临时固定在临时结构上,此步骤中料腿安装需找正后安装拉杆。旋流快分头的安装其方位调整、标高都必须符合设计图纸的要求。其后是第三段沉降器安装,需要在衬里合格后进行翻个,确保吊装就位。整个反应沉降器精细复杂的安装过程是反应器内件的安装,一般按照以下程序步骤进行:进料分配器安装—内部提升管安装—汽提档板安装—旋流快分系统部件安装—旋风分离器安装—料腿、翼阀、拉杆安装—蒸气环管安装—划线、开孔、VI管安装—衬里同步—共检。以上安装步骤进行都必须确保相关部件的方位、标高符合相关设计要求并合格。
3.2再生器组焊、内件安装主要施工工艺及方法
再生器下料、坡口加工、卷圆、分段(需分8段)组焊都需在预制现场加工,合格后才能进行现场吊装组对,步骤如下:在框架平台内放入第一段再生器进行临时固定——安装第二段裙座段——倒提第一段上来与第二段进行组对、焊接——吊装第二再生器主风分布管、分布板,加固焊接——依次吊装第三、四段,对口处环缝进行固定焊接——安装大小空气环——依次进行第五、六、七段吊装——第七段内部安装旋风分离器临时支撑平台——对各段组对处环缝进行焊接——吊装并固定旋风分离器——在第八段封头段上安装焊接旋风分离器吊座、人孔、梯子平台垫板、翻个吊耳、集气室和锚固钉。以上步骤必须确保各个部件标高、水平度都要检查合格,只有合格后才能进行加固焊接。最后封头安装焊接完毕后,对旋风分离器、拉杆、翼阀的安装都需要确保其方位、标高符合设计要求。最后,再生器内件安装的程序步骤一般如下:旋风分离器及升气管由内到外依次安装—料腿安装(需下移临时平台至安装料腿位置)—翼阀动态试验—料腿拉杆安装—翼阀、倒锥安装—内部临时平台拆除—主风分布管安装—外取热器烟气返回口(2件)安装—划线、开孔、管口安装——衬里同步—共检—吊挂安装。
4结语
以上仅是反应沉降器和再生器主要预制安装施工工艺的简要探讨,作为催化 裂化装置的关键核心部分,两器的预制安装施工工艺需要科学严谨的工作态度加以实施,才能确保两器组焊和安装的质量,从而确保催化裂化装置使用安全。
参考文献:
[1]程秀静.浅谈催化裂化中两器预制安装施工工艺[J].石油化工建设,2019, 41(z2 ): 88-91.