张燕辉
中国一重集团大连核电石化有限公司 辽宁 大连 116600
摘要
镇海沸腾床渣油锻焊加氢反应器结构不同于传统固定床反应器，其内件装焊工艺复杂、内件装配难度极高。本文介绍了镇海沸腾床镇海沸腾床渣油锻焊加氢反应器内件装配过程遇到的困难及相应的解决方案。
关键词：沸腾床 内件 装配
1 前言
镇海沸腾床渣油锻焊加氢反应器与传统的固定床加氢装置相比，沸腾床加氢具有对原料油的适应性广，以加工杂质含量高、性质列支的原料，主要用于劣质渣油、燃料油、蒽油、煤液化油加氢过程。反应器内温度均匀，运转周期长，催化剂在线加入和排出等工艺优点，是未来加氢工艺发展的重要方向。镇海沸腾床加氢裂化工艺专利的拥有人为AXENS公司，内件结构包括顶部的循环杯、底部的分配盘、降液管、进料分布器及内部各种管线构成。其中循环杯总重约7吨，但壁厚只有10mm，极易变形，而且该循环杯成型不好，增加了装焊的难度。分配盘总重约38吨，需要在合最终口前由壳体中段送入壳体下段定位装配。壳体中间有一根降液管，长度41.5米，其中一端与分配盘焊接连接，另一端与循环杯浮动连接，中心管与循环杯定位环的间隙只有0.5mm，装配难度巨大。壳体内主要有10根内部管线，其中6根长42米，与管线支架对应的共有29套内部管线支架，管线及管线支架错综复杂，装配顺序及装配精度要求很高，大大增加了内件装配的难度。总的来说镇海沸腾床内件的结构复杂，内构件多，安装精度高，有的内件装配需要借助专用工装，装配难度大。本文介绍了沸腾床内件的结构特点，并就内件的装配过程遇到的困难及相应的解决方案进行阐述。
2 沸腾床的结构简介
以镇海沸腾床渣油锻焊加氢反应器为例，简单介绍沸腾床内件的结构形式。
2.1 沸腾床内件结构
沸腾床内件的结构详见图1。
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1-循环杯 2-降液管 3-内部管线 4-内部管线支架 5-分配盘 6-进料分布器
2.2 循环杯结构的特点
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3、沸腾床内件装配
镇海沸腾床内件装配过程中存在内件种类多、数量多、精度要求高、单件重量大等重大难题，在装配过程中既要保证装配的精度满足图纸要求，又要注意内件的装焊顺序。一旦装焊顺序错误，会导致返工，耽误工期，严重的会造成产品质量问题。
以下就镇海沸腾床内件装配过程遇到的困难及解决方案进行说明。
3.1、循环杯的装焊
3.1.1 装焊中遇到的困难
如图1、图2所示，循环杯呈锥状，大端直径4765mm，壁厚10mm，重量约7吨。因循环杯大端与之相配合的筒体凸台之间的间隙只有3mm，且循环杯壁厚非常薄，极易变形，给安装造成了很大的困难。循环杯装配精度要求高，所有循环杯提升管的法兰面的高度差不超过6mm,任意循环杯提升管的法兰面的平面度不超过0.5mm/100mm.
3.1.2 解决方案
循环杯位于壳体上部，必须在上段与中段合口之前将循环杯安装就位，否则一旦壳体上段与中段合口之后，就无法将循环杯放入壳体内。因循环杯重量较大，需要采用的专用的工装挑梁将循环杯挑入筒体内部。由于挑梁长度较长，会出现挠度，还必须通过千斤顶和螺旋压马精确调整循环杯定位精度、同轴度和垂直度。安装前，调整托辊，将循环杯方位线与壳体方位线对正。然后以筒节内壁的凸台为基准，利用千斤顶调整循环杯大端端面与凸台的距离，利用螺旋压马调整循环杯与凸台的错边量，保证循环杯与筒节的垂直度。以四十个提升管法兰面为基准，测量法兰至筒体内壁的距离，利用千斤顶对循环杯进行微调，一一找正，保证四十个提升管法兰面距离相等，从而保证循坏杯与壳体的同轴度。确认满足图纸要求后，然后旋转壳体，在循环杯与凸台之间焊接十二个连接板，经检查员确认，满足图纸安装精度要求，满足焊工氩弧焊打底的要求。
3.2、分配盘的装焊
3.2.1 装焊中遇到的困难
如图1、图3所示，分配盘位于壳体下段，重量达38吨。且分配盘与壳体之间还有200mm宽的连接段，也就是安装时必须先将分配盘找正固定在壳体上，然后将连接段安装在分配盘与壳体之间。且连接段分由六段组成，每段的弧度及宽度误差较大，增加了装配的难度。最终装配要保证分配盘与壳体的位置度、同轴度及垂直度要求，且分配盘与连接段以及连接段与壳体之间的间隙必须满足焊工氩弧焊打底的要求。
3.2.2 解决方案
首先保证分配盘与壳体的方位保持一致，通过旋转托辊使分配盘的方位线与壳体一致。然后使用专门的工装将分配盘送入壳体内。精确找正需要采用千斤顶、螺旋压马及反正扣对分配盘进行微调。首先调整分配盘与壳体的垂直度和位置度，以壳体内的凸台为基准，利用楔形垫铁及千斤顶调整分配盘端面与壳体凸台之间的距离，当分配盘端面与壳体之间的距离满足图纸要求时，完成分配盘的垂直度及位置度调整。垂直度满足要求后，利用千斤顶，将插入分配盘孔内的钢管作为支撑，对分配盘进行微调，通过调整分配盘与壳体之间的周向间隙来保证同轴度要求。分配盘精度调整之后，用六个分配盘连接板将分配盘固定在壳体上。然后将连接段安装在壳体与分配盘之间，因连接段分由六段组成，每段的弧度及宽度误差较大，增加了装配的难度，首先固定每段连接段的环向两侧，然后固定相邻的连接段。通过螺旋压马调整连接段与分配盘、过连接段与壳体凸台以及连接段之间的间隙和错边量，通过调整，使间隙达到3-4mm，错边量≤1mm。然后通过连接板固定过渡段。最后经过交检，分配盘装配满足图纸要求，满足焊工焊接要求。
3.3 沸腾床内部管线及管线支架的装焊
3.3.1 装焊中遇到的困难
镇海沸腾床的内件中包括10根管线，其中6根长达42米。管线挠度较大，需整体装焊至壳体内，在装焊过程中需要与其他内件交叉，必须保证安装的顺序，否则会导致返工，严重的导致质量事故。内部管线支架位于降液管与内部管线之间，一端装焊在中心管护圈上，另一端与管线相连，整个壳体内共有29层内部管线支架。安装的定位精度和相对位置精度不超过3mm，且因为内部管线的共有四种规格，它们的管线支架结构形式相似，但尺寸不同，极易出现安装错误情况。
3.3.2解决方案
首先在进行内部管线安装之前，与技术部门、焊工及装配钳工进行技术交流，并对安装方案进行论证，保证一次安装成功，避免出现返工。在装内部管线之前现将八角垫、循环杯上的套管套入管线内，避免二次返工。在内部管线就位之前必须将三角支架套入管线内。因为管线长度较大，挠度大，需采用三台天车抬吊。在壳体内部制作专用小车，用来支撑和输送定位壳体内部管线，将内部管线尾端运至分配盘前，并用三角支架定位。在内部管线定位后，自行制作支撑，在壳体内每隔4m制作一组三角支撑架，将管线固定在筒壁，以保持管线的刚性和安全。
3.4 镇海沸腾床降液管装配
3.4.1 装配中遇到的困难
如图1中序号2所示，降液管总长约41.5米，总重约10吨，直径φ789mm。降液管在壳体水压后安装，且只能从人孔大法兰穿入，途中还需穿过循环杯的支撑环（间隙10mm）。降液管在壳体内输送困难，需要专门工装配合。待降液管到达壳体内指定位置后，需要将降液管一端与分配盘焊接，这需要冷作工调整降液管与分配盘的同轴度、间隙及错变量，以满足图纸及焊接要求。降液管的另一端与循环杯浮动连接，必须保证他们之间的同轴度和间隙要求，在满足要求之后，将定位环装入循环杯支撑环与降液管之间，定位环与降液管之间的间隙为0.5mm，一旦装配出现问题，会导致严重的质量事故，并会导致产品拖期。
3.4.2 解决方案
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如图4所示，因降液管长度长、重量大，需采用三台天车抬吊才能将其送入壳体内，在壳体内还需要组装两台运输小车（承重10吨），用以承载和运输降液管。在壳体内顶部预焊三处吊耳，并在吊耳处挂三个5T的斤不落，第四个斤不落用于拖拽降液管。首先利用三台天车将降液管吊平，运输至壳体内，在进入循环杯支撑环前，因间隙只有10mm，为防止磕碰划伤降液管，采用不锈钢垫板对浆液管进行保护和引导。待降液管顺利穿入循环杯后，将其架到两台运输小车上，由天车提供向前动力，由小车支撑和运输降液管。待天车无法提供动力时，采用斤不落将降液管拽拉至安装位置。降液管到达指定位置后，通过调整分配盘侧斤不落微调降液管与分配盘的同轴度，通过固定在分配盘上的斤不落调整降液管与分配盘直线的间隙，使之满足图纸要求。调整完成后，通过连接板将降液管与分配盘固定。然后通过调整循环杯侧两个斤不落，调整降液管与循环杯支撑环之间的同轴度，要求降液管与循环杯之间的同轴度在0.5mm以内。调整之后，将循环杯的定位环装入支撑环与降液管之间，完成装配过程，交检一次合格。
4、结束语
镇海沸腾床内件装配是加氢反应器中内件最复杂的，通过这次内件的装配，总结了不少经验，为后续沸腾床的内件安装提供了宝贵的经验。但其中也存在许多需要改进的地方，例如壳体内部管线的安装过程中的一些安装顺序可以改进，在壳体旋转到某一方位时，将该方位能装的内件全部一次性装配完成，这样可以进一步节省内件装配时间，缩短工期，保证产品交货期。