变径脱硫吸收塔倒装施工工艺分析

引言

吸收塔安装是脱硫工程项目的核心工艺。在目前许多工程项目中,由于设备之间设计紧凑,施工场地交叉受限,常采用倒装法进行施工。本文以镇海电厂迁建2×660Mw机组超低排放系统脱硫系统的吸收塔安装工程为例,介绍变径吸收塔的安装施工工艺。

1吸收塔概况

此吸收塔的整体高度为38.75m,塔体直径为小18.5m/16.5m,筒体由19层钢板组成,筒体在7.35~9.59m处发生变径,上部筒身直径为小16.5m、下部筒身直径为小18.5m,壁板均采用0235-B制作,整体重量为497t。吸收塔壁板在工厂预加工后,将半成品运输至施工现场进行拼装。

2吸收塔倒装施工工艺及特点

吸收塔倒装施工工艺是一种以吸收塔底板为基准,先安装顶层壁板和出口锥体,然后自上而下逐层安装焊接并顶升,直至完成底层壁板与底板焊接工作。

3倒装施工法

3.1提升机具计算与选择

3.1.1最大顶升载荷计算最大所需提升载荷:

Pmax=K×Pe

式中,K为安全系数,一般选取1.2~1.5,本工程计算选1.5;Pe为塔体最终提升荷载,为吸收塔总重量减去最底层壁板和底板的重量,Pe=411t×9.8m/s2=4027.8kN。

最后算出Pmax=K×Pe=4027.8×1.5=6041.7kN。

在顶升过程中,需同步安装的构件也应一同算入顶升总重量中。

3.1.2顶升装置选择及计算

本工程选择S0D型松卡式千斤顶液压提升设备,型号为S0D-350-100S.F,额定起重重量为350kN,液压行程为2600mm。

顶升数量:

n≥Pmax/Qe

式中,n为液压提升机数量,一般选择偶数,方便调整平衡;Pmax为最大提升载荷;Qe为千斤顶额定起重重量。

n=Pmax/Qe=6041.7/350=17.26台

根据计算可以得出,至少需要18台。在实际作业中,选择20台,最大提升载荷Pmax=20×350=7000kN,满足施工需求。3.2倒装工艺介绍

倒装施工工艺流程:基础验收、底板安装、壁板安装、出口

锥体安装、顶升装置安装、顶升安装、验收移交。下面对重要的施工步骤进行简单描述。

3.2.1底板安装

在基础验收合格的前提下,在底板基础上画出十字中心线、塔体内壁直径,并用红油漆标出0o、90o、180o、270o方位以及标高控制线。将就地加工处理好的底板进行拼装,用塞焊形式与基础预埋框架连接固定,保证底板的平整度,并将焊接后的焊缝打磨至光滑平整并检查验收。

3.2.2直径16.5m段壁板及顶部锥体安装

底板安装完成后,引出吸收塔中心点坐标,并画出底板上的十字中心线作为壳体安装的基准,然后画出壳体就位线,并焊接圆周限位铁板。壁板组对前先用小426×10的钢管制作成马蹬,每个马蹬高度为420mm,上下表面铺设钢板并焊接牢固。马蹬按壁板安装位置圆周均布20个在吸收塔底板上,用于支撑吸收塔壁板,马锱在安装过程中承担支撑整个吸收塔和人员进出吸收塔底部临时通道的作用,马锱的强度要足够支持整个吸收塔的重量,在整个安装过程中不能出现变形、位移等影响吸收塔安装的安全隐患。马锱安装完成后,在马蹬上画出塔壁板基准线,在马蹬上表面壁板位置内侧安装一个定位挡板。然后在吊车的配合下,按照已排好的壁板顺序依次将壁板吊装就位,然后找平找正,最后进行焊接,完成顶部B19~B17三层壁板的安装,然后对顶部锥体部分用吊车进行安装。

安装完顶部三层壁板和烟气出口锥体后,在吸收塔内部安装液压顶升装置,之后按第B16至第B07层的顺序进行倒装,从上到下逐层拼装焊接,完成直径16.5m段壁板的安装。3.2.3变径段及直径18.5m壁板安装

吸收塔在7.35~9.59m处进行变径,由B06、B05两层壁板组成,B06上口16.5m,B05下口18.5m,变径角度65o,变径段筒体垂直高度2240mm。

在完成B07壁板安装后,首先将B07壁板进行顶升,然后按顺序进行B06和B05段变径壁板的安装焊接,吸收塔底部直径变为18.5m。然后在B05段壁板下部以18.5m为直径安装外圈马锱,外圈马锱安装要求和内圈马锱相同,安装完成后将B05段壁板放下,支撑在外圈马锱上。松开提升装置后,在B07壁板内部固定安装第一层假筒体,然后用提升壁板的方法提升假筒体,提升到足够的高度后即可进行B04层壁板的安装。完成B04层壁板的安装后,进一步安装第二层假筒体,安装完成后提升第二层假筒体,提升到位后安装B03层壁板。B03安装完成后,将筒身落在外圈马锱上,由外圈马锱支撑整个吸收塔。然后将内圈假筒体拆除,移动提升装置,将液压顶升装置重新安装在外圈壁板处。最后用提升装置提升并安装最后两层B02、B01壁板,然后拆除马锱,打磨平整底板后将B01放下,

焊接在底板上,完成吸收塔的倒装工作,如图1所示。

图1  安装过程细节图

3.2.4倒装工艺的施工注意点分析

在倒装工艺施工时,要注意以下几点:当上下壁板厚度不同时,组对焊口应保证内侧平齐:每层壁板留一道纵缝留活口,待该层壁板全部吊装组对完成后,测量实际尺寸符合设计要求后,焊接活口:顶升胀圈的固定、胀紧要能满足顶升重量要求,胀圈连接处要做好防止松动和滑脱的措施:每一圈壁板纵缝焊接完成并检查合格后,必须在下一圈壁板安装前,安装本层的加强筋,防止吸收塔变形,保证吸收塔的圆度:顶升过程中要实时测量吸收塔的水平度,发生偏差时可以单个或局部调整顶升装置进行微调,防止吸收塔倾斜:液压顶升装置的油管、油箱等部件,在进行动火作业时,要做好各方面的防火措施,防止发生火灾事故:壁板组对时,可以在壁板上端外侧安装多个限位板,保证对接时不错位。横向焊缝电焊定位前在环缝之间加垫板,保证对口面间隙均匀一致:每层壁板焊接完成后,可以马上进行外部管接头、走梯平台的焊接安装,安装时要注意按排版图要求错开相关管接座与焊缝的间距。

4结语

目前,许多大型储罐在施工安装时常常选择倒装法,倒装法在施工过程中主要有以下特点:(1)倒装法在安装过程中不需要使用大型起吊设备,只需要一台汽车吊配合即可完成整个施工项目,对场地要求小,同时也节省了大型起吊设备的使用费用。(2)在安装过程中,塔外不需搭设大型脚手架,施工人员只需要在离地较低处进行工作,减少了高空作业的风险,也减少了搭设脚手架的工期和费用。(3)采用倒装法安装,由于使用顶升装置顶升胀圈进行提升,更容易控制和检验壳体的圆度和垂直度,保障施工质量。