CN115838603B - 一种裂解炉整体模块化施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及乙烯裂解炉施工领域，具体涉及一种裂解炉整体模块化施工工艺。为了解决解决现有裂解炉施工制约因素，裂解炉整体模块化施工工艺的具体方案如下：包括以下步骤：在场外预先建造裂解炉施工基础，将裂解炉在临时基础上整体模块化建造，对管道接口及炉本体立柱处精确定位，然后整体托运至正式基础就位；将裂解炉在临时基础上整体模块化建造包括以下步骤：(1)采用Tekla软件对裂解炉模块炉本体及上部钢结构进行建模批量预制，现场安装组对；(2)运用Soliderworkers、Ansys对运输加固结构进行强度及稳定性校核，运输重心选择、风载承受力计算等；(3)通过步骤(1)与步骤(2)的结果确定每一模块的施工步骤。本发明工艺合理、方法简单。
Description
技术领域
本发明涉及乙烯裂解炉施工领域，具体涉及一种裂解炉整体模块化施工工艺。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
裂解炉作为乙烯装置的关键设备，在装置施工中历来受到人们的重视。其结构布局紧凑，安装工程量大，施工工序复杂，钢结构、设备、衬里、配管和仪表电气等各专业交叉作业等特点。尤其是对流段的施工，组对精度高、单位体积大，给施工带来一定的难度。裂解炉施工通常按照辐射段炉墙板散件到货现场拼装，对流段分模块到货整体组装，衬里、结构、管道等依次按工序施工，施工周期长且可压缩性小。
对于新建装置受土建基础等影响，裂解炉的施工进度往往制约了装置开车进度，尤其针对于扩能改造新增裂解炉或整体更换裂解炉等状况，装置内边施工边生产存在巨大的安全隐患，不利于装置的运行，也增大了施工安全风险。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种裂解炉整体模块化施工工艺，工艺合理、方法简单、施工质量好，安全可控，为裂解炉的模块化施工提供很好的施工经验。
具体地，本发明通过以下技术方案实现：
一种裂解炉整体模块化施工工艺，包括以下步骤：
在场外预先建造裂解炉施工基础，将裂解炉在临时基础上整体模块化建造，对管道接口及炉本体立柱处精确定位，对运输加固结构进行强度及稳定性校核，运输重心选择、风载承受力计算等，然后整体托运至正式基础就位。
所述运输加固结构即在炉子四周及底部使用钢结构进行加固，保证运输的时候炉本体不变形、不倾倒。
本发明一个或多个实施例具有以下有益效果：
1)本发明裂解炉工期可比常规项目节省工期130至150天左右，对于工期紧张的项目效果显著。
2)本发明通过模块化实施，减少了高空作业，便于施工和质量控制。增加了地面质量检查比重，降低了施工难度，确保质量检查结果准确，从而提高整体质量管理水平。
3)本发明通过裂解炉模块化建造，整体提高设计、采购、施工综合管理水平，在安全、质量有利条件保证下，能够改变装置关键线路工期目标，同时一定程度上降低相对施工综合成本，为项目创造一定的经济效益，并且提高国际影响力，创造良好的社会效益。
4)本发明通过各类软件的应用，最大化的实现了模块化拼装，有效减少了高空作业和脚手架作业，安全可行。
5)本发明安全效益显著，以美国福陆丹尼尔(FluorDaniel)数据分析，最佳的施工作业密度范围在19～37m2/人，裂解炉区域人均作业面积仅为11.9m2/人。通过开展第工地后人均作业面积调整为32.7m2/人，接近最优数值，该项目安全损时工时为零。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明为整炉模块运输道路加固处理示意图。
图2为本发明实施例1中运输车在临时基础和正式基础时的起升高度模拟图。
图3为本发明实施例1中裂解炉辐射段钢柱结构示意图。
图4为本发明实施例1中实施完成后的效果图。
图5为本发明实施例1中裂解炉模块化建造结构示意图。
其中：1、基槽，2、200mm厚混凝土，3、100mm厚级配砂石，4、加固底部托盘，5、车板上方垫梁，6、预制场支撑柱，7、钢板，8、外管，9、内管。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
为了解决现有裂解炉施工制约因素，本发明针对乙烯裂解炉施工领域，特别是对于新建乙烯装置裂解炉施工场地受限及扩能改造新增裂解炉或整体更换裂解炉等状况。本发明提供了裂解炉场外模块化施工工艺，工艺合理、方法简单、施工质量好，安全可控，为裂解炉的模块化施工提供很好的施工经验。
本发明公开了一种乙烯裂解炉场外整体模块化施工工艺，它解决了裂解炉施工周期长而制约装置开工的问题，具有施工工艺合理、施工质量安全可控的有益效果，其方案如下：在场外预先建造裂解炉施工基础，将裂解炉在临时基础上整体模块化建造，利用全站仪对管道接口及炉本体立柱处精确定位。然后采用SPMT模块车整体托运至正式基础就位。
一种裂解炉整体模块化施工工艺的具体方案如下：包括以下步骤：
在场外预先建造裂解炉施工基础，将裂解炉在临时基础上整体模块化建造，对管道接口及炉本体立柱处精确定位，对运输加固结构进行强度及稳定性校核，运输重心选择、风载承受力计算等，然后整体托运至正式基础就位。
所述运输加固结构即在炉子四周及底部使用钢结构进行加固，保证运输的时候炉本体不变形、不倾倒。
在一些实施例中，利用全站仪对管道接口及炉本体立柱处精确定位。
在一些实施例中，采用SPMT模块车整体托运至正式基础就位。
在一些实施例中，采用Tekla软件对裂解炉模块进行建模；
优选的，运用Soliderworkers、Ansys对运输加固结构进行强度及稳定性校核，运输重心选择、风载承受力计算等。
在一些实施例中，还包括临时基础的建造步骤；所述模块基础的建造，包括开挖基槽、回填基槽、浇筑混凝土等步骤；
优选的，临时基础建造完成后，进行地基耐力检测、模拟车组载荷试验；
优选的，临时基础建造完成后，制作安装裂解炉临时支墩，保证运输车能够正常进入。
在一些实施例中，裂解炉辐射段钢柱为箱型柱，在临时基础上采用钢管进行加长，与临时基础进行焊接。
在一些实施例中，辐射段模块施工以炉墙组装程度最大化进行安装。
在一些实施例中，对流段模块施工分八段，自下而上依次就位安装，在地面时将组对脚手架提前搭设在模块上，同模块一同吊装。
在一些实施例中，炉子对流段钢结构分为西北、东北、西南、东南四个大模块，地面组对后整体吊装。
在一些实施例中，上部结构安装，依次安装裂解气管线、烟道、风机、上部结构模块、汽包、烟囱等。
在一些实施例中，除辐射段模块、对流段模块、上部结构安装外，其他工序施工先衬里、后安装炉管，管道安装、试压后进行保温，看火门等附件安装；
优选的，最终模块建设完成后，对裂解炉烟道、汽包、辐射段炉管都进行加固；
优选的，裂解炉运输前进行组车受力分析及承受风载能力分析，将模块运输至正式基础后固定。
实施例1
请参阅图1-5，一种国外裂解炉国内模块化施工工艺，采用Tekla软件对裂解炉模块炉本体及上部钢结构进行建模批量预制，现场安装组对。运用Soliderworkers、Ansys对运输加固结构进行强度及稳定性校核，运输重心选择、风载承受力计算等。进一步编制了详细的安装统筹，细化每一步模块的施工步骤，模块的拼装建造整体考虑了拼装顺序及吊装能力，整体减少了高空作业和脚手架作业，安全可行，相应缩短了施工工期，节约了成本。
裂解炉重量达3800吨，临时基础的建造及运输路线的处理尤为重要，关系到模块建造的成败。模块基础的建造需要按照正式基础进行打桩及混凝土基础的浇筑，以确保基础的承载力满足要求，在安装的不同阶段定时对基础进行沉降观测。
如图1所示，将运输行走区域除原有道路外按照其周边场地标高开挖800mm基槽1，确保开挖后的基槽1内无软土，如有积水、淤泥，应排水并晾干或将局部软土层挖出，用石块进行铺垫、碎石找平，并使用20吨级震动式压路机压实基槽1。基槽1回填前需由检验人员进行验槽，确保基槽满足位置、尺寸、土质、开挖深度要求。回填直径Φ300mm-Φ500mm毛石500mm厚，中间用碎石、砂填充缝隙，100mm厚级配砂石3找平，使用20t级震动压路机反复纵横震动压实；最后面层浇筑200mm厚混凝土2(C30)找平，防止运输途中车轮打滑引发事故。
为确保设备运输安全，地基处理完毕后模块化运输前一定时间，除按照SH/T3515-2017《石油化工大型设备吊装工程施工技术规程》，采用压重法进行处理后地基地耐力的检测外。还需要进行模拟车组载荷试验，对地基处理范围的存在的隐性问题提出要求，即采用2组2纵列6轴线分别压载210t配重进行重载试验，轴载为35t/轴线，需要大于实际运输时的轴载要求(3800÷112＝33.93t)，对处理范围内所有的路面进行全方位承压试验，不留死角，对重要位置需要进行重车组转向试验(原地转向)、升降试验(重车组原地升降不少于3次)和静载试验(重车组停留30分钟)，对试验过程中出现的问题及时进行整改。
基础施工完成，到达养护期限后，制作安装裂解炉临时支墩，保证SPMT运输车能够正常进入，以及运输车的起升高度能满足现场正式基础的高度要求，图2为本发明运输车在临时基础和正式基础时的起升高度模拟图，满足运输车的起升高度要求。
如图3所示，裂解炉辐射段钢柱为箱型柱400×400mm，在临时基础上采用φ508×15.09mm(SCH40系列)钢管进行加长，与临时基础进行焊接，如图3所示，钢板7-600×600×30，外管8钢管Φ508×1570×15，内管9钢管Φ219×1570×12，所有焊缝为角焊缝，高度不低于最薄件厚度，内管9先与底板焊接，再套外管8焊接，内管9顶部与顶板不焊，钢板材质Q235B，钢管材质为20#。
辐射段模块施工以炉墙组装程度最大化进行安装，焊接、吊装作业注意变型量。对流段模块施工(含集烟罩)对流段模块施工分八段，自下而上依次就位安装，在地面时将组对脚手架提前搭设在模块上，同模块一同吊装，保障安全作业环境。
炉子对流段钢结构分为西北、东北、西南、东南四个大模块，尺寸20140×27000mm，地面组对后整体吊装。急冷换热器TLE安装做好吊装防变形保护措施。上部结构安装，依次安装裂解气管线、烟道、风机、上部结构模块、汽包、烟囱等。
其它工序施工，先衬里、后安装炉管，管道安装、试压后进行保温，看火门等附件安装。附属管线、电仪安装等专业模块完善。
最终模块建设完成后，为保证运输稳固，需要对裂解炉烟道、汽包、辐射段炉管都进行加固，使用工字钢I进行固定。小于DN400的管道使用镀锌绑扎带进行固定。图4为实施完成后的效果图。图5为裂解炉模块化建造结构示意图。
裂解炉运输前进行租车分析及承受风载能力分析，将模块运输至正式基础后焊接固定。
表1裂解炉模块和炉前管廊模块技术参数
表2裂解炉运输总重
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (1)
1.一种裂解炉整体模块化施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
在场外预先建造裂解炉施工基础，将裂解炉在临时基础上整体模块化建造，对管道接口及炉本体立柱处精确定位，对运输加固结构进行强度及稳定性校核、运输重心选择、风载承受力计算，然后整体托运至正式基础就位；
利用全站仪对管道接口及炉本体立柱处精确定位；
采用SPMT模块车整体托运至正式基础就位；
采用Tekla软件对裂解炉模块进行建模；
运用Soliderworkers、Ansys对运输加固结构进行强度及稳定性校核、运输重心选择、风载承受力计算；
还包括临时基础的建造步骤；所述临时基础的建造，包括开挖基槽、回填基槽、浇筑混凝土；
临时基础建造完成后，进行地基耐力检测、模拟车组载荷试验；
临时基础建造完成后，制作安装裂解炉临时支墩，保证运输车能够正常进入；
裂解炉辐射段钢柱为箱型柱，在临时基础上采用钢管进行加长，与临时基础进行焊接；
辐射段模块施工以炉墙组装程度最大化进行安装；
对流段模块施工分八段，自下而上依次就位安装，在地面时将组对脚手架提前搭设在模块上，同模块一同吊装；
炉子对流段钢结构分为西北、东北、西南、东南四个大模块，地面组对后整体吊装；
上部结构安装，依次安装裂解气管线、烟道、风机、上部结构模块、汽包、烟囱；
除辐射段模块、对流段模块、上部结构安装外，其他工序施工先衬里、后炉管安装，管道安装、试压后进行保温，然后附件安装；
最终模块建设完成后，对裂解炉烟道、汽包、辐射段炉管都进行加固；
裂解炉运输前进行租车分析及承受风载能力分析，将模块运输至正式基础后固定。
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