蒲金尧
惠生工程（中国）有限公司施工及开车部，上海 201210
摘要：在石油化工装置中，大型设备是整个装置核心，只有设备的安全、可靠、平稳运行，才能确保整个装置的正常运转和安全生产，才能确保人身安全和设备安全。所以在施工过程中，必须要做大型设备的施工管理。随着化工装置规模及吊装、运输等设备的大型化，随之装置内的塔类等设备体量不断加大。对于大型塔类设备是采用在制造厂内制造完成后运输到现场，还是由现场分片、分段组焊、吊装。本文从现场实例出发，结合运输条件及现场工期、吊装、费用等，通过工程实例进一步探讨大型塔类设备现场的策划方案。
关键词：大型塔类设备；现场制造；策划方案
引言
通常在大型石油化工装置中，都会有数台大型塔类设备的组焊、安装工作。对于大型塔类设备是采用在制造厂内制造完成后运输到现场，还是由现场分片、分段组焊、吊装、压力试验、内件安装、梯子平台安装、防腐保温等工序。本文从现场实例出发，结合运输条件及现场工期、吊装、费用等因素，通过工程实例进一步探讨大型塔类设备现场制造的策划方案。文中以南京60万吨/年MTO项目丙烯塔，并通过工程实例进一步探讨大型塔类设备在现场制造的具体实施。
1 概述
南京诚志60万吨/年MTO装置丙烯精馏塔NO.1 T4007/ NO.2 T4008，因设备规格超限DN7300*52/54*9000，交贷期短，时间紧任务重,采用制造厂制造还是现场制造，通过项目部的策划，结合工期、费用、运输条件、质量等方面因素，进行做好项目前期策划工作。如表1所示
表1 具体策划分析表
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经过分析，整体供货和现场分段制作对比：
进度方面，现场分段制作较整体供货节省4个月，制造厂整体制造期间涉及到多个的项目同时进行，人力、机具和工位等资源配置紧张，增加不按时供货的风险；
费用方面，现场分段制作较工厂整体制造运输费用低，但是需要增加场地硬化费用、短驳费用等，总体费用节省约10%。
所以现场分段制作更适合项目的要求。
2 现场制造原则
事前策划充分，所有工作量涉及到的机具、人员均细化到位，按每日进度计划，进行组对、焊接，精确到每代筒节上；充分发挥专业化管理水平，现场组焊和制造厂发货顺序必须协同，做到提前协调、动态管理；以确保现场制作的顺利推进。
大段组焊后，提前将塔内件中大型关键件（降液板、受液盘、大梁）提前安装，以达到减少空中及受限作业。
现场采用分片组焊，单节筒体分段组焊，采用流水作业，成型后分4段吊装，然后进行空中组焊，组对环焊缝热处理，整体基础上进行水压试验，最后搭设满堂脚手架进行绝热工程及剩余塔内件安装、整体塔内件找正。
3 施工前的准备
从现场实地条件入手，充分做好施工准备工作。
（1）制造场地的准备，完成制造厂布置大约需要7000平方米（140米*50米），需要混凝土硬化；其中140mX 20m场地为主路与吊车通道区，需铺碎石、夯实并铺砌C25混凝土面层。制造厂临时用电、用水要求（电源接口：380V，1050KW以上；临时水源至制作场地60米范围内，排水量＞150吨/小时）
（2）施工机具已进场，并经过报审合格；（400T履带吊2台，200T履带吊1台等）
（3）制造厂商资质、项目组织机构及 QHSE 保证体系经过审查，施工承包商相关资料必须满足投标文件和合同的约定，审查合格。
（4）按要求完成设计交底与图纸会审；
（5）施工组织设计、施工方案编制完成，并经过审批；
（6）质量计划、ITP 编制完成，并经过审批；
（7）HSE 计划与 HSE 应急预案编制完成，并经过审批；
（8）工程原材料、设备经过报审；
（9）施工承包商按施工组织设计中的人员动员计划组织劳动力进场，并经过培训；
（10）按照《施工总平面布置和临时设施管理规定》完成制造厂布置；
（11）施工承包商质量监督、安全监督备案及其他政府许可已办理完毕；
（12）施工用的图纸、管理规定及相关资料已发放到位；
4 现场策划分段（需要根据图纸和重量进行分段）
第一部分：裙座下封头部分（长度L=27m）
第二部分：中间筒体段部分（长度L=27m）
第三部分：中间筒体段部分（长度L=14m）
第四部分：筒体上封头部分 (长度L=13m）
5 现场预制
现场采用先分片在预制平台上立式组成单节筒体，然后由单节筒体立式组焊成单节筒体（约4-5段10米）后，现场翻转在滚胎上进行卧式小段组焊，逐步按照排版图大段组焊的思路。
5.1 第一部分工序（以第一大段为例）
第一小段：下封头上的各管口进行焊接→焊缝100%MT→下封头组件与裙座点固（配高）→第一段组件的各筒节焊接→焊缝100%RT+20％UT→下封头组件与筒体焊接→焊缝100%RT+20％UT→下封头组件与裙座进行焊接→焊缝100%MT→管口组件的接管弯头组件与锻管焊接→焊缝100%RT→管口组件与第一段的筒体上组焊→焊缝100%MT→焊接第一段组件上内外部预焊件→焊缝100%MT→塔盘支撑件画线、焊接→第一段组件进行消应力热处理。
第二小段:第二段组件的各筒节焊接→焊缝100%RT+20％UT→管口组件与第二段的筒体上组焊→焊缝100%MT→焊接第二段组件上内外部预焊件→焊缝100%MT→塔盘支撑件画线、焊接→第二段组件进行消应力热处理。
合拢：第一段组件与第二段组件进行合拢焊接→焊缝100%RT+20％UT→焊接进行局部消应力热处理。
5.2 现场热处理
5.2.1 分段炉内整体热处理
加热炉长×宽×高规格为（加热炉内部）20米×20米×10米，配温控室。使用20 台燃烧器，分别布置在加热炉长炉墙上，采用轻柴油加热。热处理的升温、保温、降温由温控室控制，严格按热处理工艺进行。
5.2.2 筒体合拢环缝局部热处理
三小段的分段合拢缝局部热处理，需环缝焊接结束、无损检测合格后进行。采用履带式陶瓷加热器。加热器布置在筒体外表面，再包裹加温棉，加热宽度300mm，使用加热器34件，合计加热功率约为340KW。内表面用加温棉包裹。
在设备表面合理布置热电偶，热电偶用加温棉与加热器隔离。热处理的升温、保温、降温由温控箱控制，严格按热处理工艺进行。
5.3 塔内件施工流程
施工准备（技术准备，现场准备）→塔内件及塔体到场验收→分段塔体支撑圈水平、间距复测→分段塔体可拆件安装（降液板安装→受液盘安装）→塔盘气液分布元件的安装→分段塔体吊装组焊→试压→塔内清扫→塔盘安装（降液板支撑件安装→降液板找正→受液盘找平→塔盘板安装）→塔盘水平度检查→塔内清理→联合检查→通道板安装→人孔封闭。
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图1 降液板（受液盘）示意图
考虑到卧式安装时各分段塔体较长，降液板、受液盘过重（约240kg），搬运十分困难，施工中计划采用沿筒体长度方向与支撑圈焊接钢梁做导轨，利用导轨小车进行搬运，见降液板（受液盘）示意图1。具体细节需根据现场实际情况调整。
因塔直径过大，安装时内部受限制较大，搭设活动脚手架施工将会极其困难，故采用降液板（或受液盘）组成临时平台，依次从低到高逐层安装。安装时需保持降液板、受液盘为水平方向。
5.4 分段塔器组焊及分段吊装
组对采用立式分段组对，其施工程序如下：
5.4.1 临时平台安装
如组对口处下方的平台距离组对口太高，满足不了组对操作要求，需安装外部临时平台，为保证焊接质量，在组对平台处用防火帆布搭设防风、防雨棚以及挂置安全网，见下图2所示。
利用筒体内部距离焊缝1000mm左右降液板、受液盘搭设临时平台，并满铺跳板。进出通道位置为筒体对接位置以下距离最近的人孔。
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图2 临时平台平面及剖面示意图
由于塔器各分段的筒体直径较大，为了防止筒体在吊装过程中发生变形，便于对接环缝的组对，对每个塔段的两端组对口处都要加支撑进行固定加强，支撑利用设备制造厂家现有的支撑（支撑管规格?168*6.5）。考虑到卧式安装内件的影响，每段塔体对口处仅留1根支撑即可，对口处支撑方向需相互错开，基本可以保证筒体的椭圆度。
5.4.2组对准备
焊接内导向轨、外工卡具用定位块：底段找平找正后，塔体起吊到断口位置前，必须把外导向轨、外工卡具用定位块焊接完毕，并且牢固可靠，如下图3；并将各组对用工卡具准备就绪。
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图3 外导向轨、定位块焊接图
6 结语
大型塔类设备安装费用、工期、质量是项目的核心，是设备专业施工管理工作的重点。本文重点谈了工程实例进一步探讨大型塔类设备现场的策划方案的内容。在施工管理过程中，往往施工进度压力比较大，但追赶施工进度必须以确保安全和质量为前提。在大型设备安装中如何优化方案及选择哪种安装方式。希望本文能对以后大型塔类设备施工管理工作提供一点参考价值。
参考文献：
[1]彭继峰.浅析石油采油设备安装过程中存在的问题及解决办法[J].中国石油和化工标准与质量.2014（12）：254-254.