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(中國石油 大連石化公司， 遼寧 大連 116031)

催化裂化裝置旋風(fēng)分離器更換施工技術(shù)

陳建國，晏永權(quán)，王旭

(中國石油 大連石化公司， 遼寧 大連 116031)

旋風(fēng)分離器是催化裂化裝置中的關(guān)鍵設(shè)備之一，一旦出現(xiàn)問題，會造成催化劑損耗大幅增加，煙機(jī)和高溫管線等設(shè)備磨損損壞，甚至使反應(yīng)-再生系統(tǒng)催化劑料位無法維持，裝置被迫停工。大連石化公司80萬t/a催化裂化裝置中的旋風(fēng)分離器分離效率下降明顯，催化劑單耗超過了1.2 kg/t，2013-09首次采用整體吊裝的方法對其進(jìn)行了更換。通過吊裝參數(shù)計(jì)算，最終確定選用LTM11200型吊車。介紹了旋風(fēng)分離器整體吊裝的施工思路、胎架準(zhǔn)備以及分離器更換程序，通過選用合理的更換方案，保證了裝置停工檢修整體施工進(jìn)度，有效控制了施工質(zhì)量和施工安全，更換后裝置一次開車成功，反應(yīng)-再生系統(tǒng)運(yùn)行良好，催化劑自然跑損量低于0.5 kg/t。

旋風(fēng)分離器； 催化裂化裝置； 整體吊裝； 更換

旋風(fēng)分離器是催化裂化裝置中最常用的氣固分離設(shè)備，也是反應(yīng)-再生系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，主要作用是回收昂貴的催化劑。再生器內(nèi)旋風(fēng)分離器長期在700 ℃的環(huán)境中運(yùn)行，一旦旋風(fēng)分離器出現(xiàn)問題，輕則造成催化劑損耗大幅增加，煙機(jī)、管線等設(shè)備磨損損壞，重則造成反應(yīng)-再生系統(tǒng)催化劑料位無法維持，裝置被迫停工[1-5]。

我公司80萬t/a催化裂化裝置中的再生器旋風(fēng)分離器于2006年更換，隨著使用時(shí)間的增加，旋風(fēng)分離器的分離效率明顯下降，催化劑單耗超過1.2 kg/t[6]。為此，2013年對再生器6組二級旋風(fēng)分離器進(jìn)行了更換。由于工期緊，旋風(fēng)分離器安裝要求高，若采用常規(guī)的側(cè)壁開孔單體更換再生器旋風(fēng)分離器的方法施工，施工時(shí)間無法保證，同時(shí)施工質(zhì)量和施工風(fēng)險(xiǎn)控制難度很大。為此，經(jīng)過多次討論，首次采用整體吊裝的方法，確保了旋風(fēng)分離器如期更換完工。

1 整體吊裝方法優(yōu)點(diǎn)

①旋風(fēng)分離器與再生器的頂部封頭為整體拆裝更換，且均在地面進(jìn)行焊接組對，安全精度容易控制，可有效控制安裝質(zhì)量。②可在地面多點(diǎn)同時(shí)拆裝旋風(fēng)分離器，提高了安裝效率。同時(shí)也為再生器和沉降器內(nèi)的其它施工作業(yè)創(chuàng)造了條件，保證了施工進(jìn)度。③新、舊旋風(fēng)分離器更換在地面進(jìn)行，減少了高空作業(yè)和有限空間作業(yè)，改善了施工作業(yè)環(huán)境，減少了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。④旋風(fēng)分離器拆裝均在地面進(jìn)行，腳手架搭拆量少，大型吊車吊裝作業(yè)僅2次[7，8]。

2 旋風(fēng)分離器更換主要工程量

需要更換的旋風(fēng)分離器主要部件包括再生器頂部17 m煙氣管線及附屬平臺、外集氣室和平臺、球型封頭、6組旋風(fēng)分離器及其相應(yīng)附件、阻擋施工的平臺和儀表管線等，主要參數(shù)見表1。

表1 旋風(fēng)分離器主要更換部件及參數(shù)

3 旋風(fēng)分離器更換施工準(zhǔn)備

3.1施工總體思路

采用大型吊車將頂部煙氣管線及外集氣室整體吊裝落地，然后將再生器頂封頭連帶6組兩級旋風(fēng)分離器整體吊裝落地至胎架上[9，10]。在地面胎架上更換6組兩級旋風(fēng)分離器，再用吊車將在地面整體預(yù)制的再生器頂封頭連帶6組兩級旋風(fēng)分離器整體吊裝回位，最后將頂部外集氣室和煙氣管線吊裝就位。

3.2胎架準(zhǔn)備

根據(jù)旋風(fēng)分離器的高度和球型封頭的直徑制作胎架(圖1)，用于旋風(fēng)分離器的整體拆裝施工。

在裝置檢修廠地，沿?8 600 mm圓周均勻鋪設(shè)6個(gè)2 000 mm×3 000 mm的方板，在?8 600 mm圓心處鋪設(shè)1張尺寸9 000 mm×2 000 mm、厚30 mm的鋼板。現(xiàn)場用型鋼制作1個(gè)放置封頭和旋風(fēng)分離器的臨時(shí)支架，高8.2 m。在?8 600 mm圓周放置的6塊方板上設(shè)立6根立柱(立柱采用?273 mm×12 mm鋼管制作，底座板及筋板選用20 mm厚鋼板制作，筋板尺寸200 mm×200 mm，4個(gè)均布)，并在頂端使用HM294 mm×200 mm×8 mm×12 mm型鋼拉筋加固，側(cè)面采用背靠背等邊角鋼∠160 mm×10 mm與10 mm厚連接鋼板制作。在?8 600 mm圓心處的鋼板上，用24 mm厚鋼

圖1 再生器旋風(fēng)分離器胎架結(jié)構(gòu)

板卷制外徑2 500 mm的筒體，底面筋板選用30 mm厚鋼板制作，16個(gè)均布，尺寸為200 mm×200 mm。中心立柱內(nèi)采用18 mm厚鋼板加固2層，中心柱頂部蓋板使用18 mm厚鋼板制作。

3.3吊車核算

對主要吊裝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，以確定吊車型號。

P=(Q1+Q2+Q3)K
H=h1+h2+h3

式中，P為計(jì)算吊裝質(zhì)量，Q1為最大吊裝質(zhì)量，Q2為附件質(zhì)量，Q3為吊具質(zhì)量，t；K為不均衡系數(shù)，取K=1.2；H為吊臂頂點(diǎn)最小高度，h1為吊耳到塔底的距離，h2為捆綁繩占據(jù)的長度，h3為吊鉤到吊臂頂點(diǎn)的最小距離，m。

本次吊裝的Q1=138.5 t、Q2=4.5 t、Q3=10 t、h1=50 m、h2=10 m、h3=10 m ，代入公式計(jì)算則有P=153 t、H=70 m?，F(xiàn)場測量的最小作業(yè)半徑為18 m。根據(jù)P、H數(shù)值以及最小作業(yè)半徑，選用LTM11200型吊車。當(dāng)作業(yè)半徑為16 m(滿足最小作業(yè)半徑要求)，使用80 m桿長時(shí)，最大吊裝質(zhì)量158 t(滿足P值的需要)，最大吊裝高度為77 m(滿足H值的要求)。

LTM11200型吊車主要吊裝參數(shù)見表2。

表2 LTM11200型吊車吊裝參數(shù)

4 旋風(fēng)分離器更換程序

4.1旋風(fēng)分離器到貨要求

要求制造廠按圖樣對一二級旋風(fēng)分離器組對焊接后整體供貨，旋風(fēng)分離器需按組編號，并在旋風(fēng)分離器接口位置做好鋼印標(biāo)識。旋風(fēng)分離器出廠前按照施工單位提供圖樣焊接吊耳，并經(jīng)無損檢測合格。

4.2主要更換步驟

4.2.1外集氣室和煙氣管線整體拆除

拆卸旋風(fēng)分離器時(shí)需進(jìn)行斷口，斷口部位見圖2，斷口位置需搭設(shè)腳手架配合。

為確保煙氣管線割斷后移位，需在煙氣管線彈簧托處用20 mm厚鋼板加固。將煙氣管線斷口處內(nèi)襯里砸掉寬200 mm部分，同時(shí)將6個(gè)拆卸旋風(fēng)分離器升氣管斷口處內(nèi)襯里砸掉寬200 mm部分。使用氣刨將煙氣管線及外集氣室內(nèi)需斷口處的龜甲網(wǎng)刨掉，將煙氣管線和升氣管割斷。

圖2 旋風(fēng)分離器斷拆卸口位置

使用LTM11200型吊車將煙氣管線及外集氣室吊裝至落地，吊裝位置見圖3。吊點(diǎn)設(shè)置在外集氣室與再生器球型封頭連接的6根二級旋風(fēng)分離器出口管上。將鋼絲繩一側(cè)纏繞在3個(gè)吊點(diǎn)上，另一側(cè)掛在煙氣管線上，每個(gè)吊點(diǎn)纏繞2圈鋼絲繩，每圈繩長20 m。

圖3 旋風(fēng)分離器吊點(diǎn)部位

4.2.2封頭和旋風(fēng)分離器整體拆除

沿封頭焊縫上下各拆除200 mm寬封頭內(nèi)部襯里。拆除上封頭前首先用記號筆在上封頭焊道處沿圓周均勻做8點(diǎn)標(biāo)記，之后切割拆除封頭。切割完成后用吊車將封頭和旋風(fēng)分離器整體吊起，放在預(yù)制好的支架上。吊點(diǎn)布置在封頭焊口上方200 mm處新焊接的4個(gè)吊耳上[11]。旋風(fēng)分離器整體吊裝圖見圖4。

圖4 旋風(fēng)分離器整體吊裝示圖

4.2.3旋風(fēng)分離器更換

旋風(fēng)分離器更換情況見圖5。

旋風(fēng)分離器吊裝過程如下。

(1)將6臺舊旋風(fēng)分離器逐臺拆除，使用LTM11200型吊車將封頭吊至地面，鏟除封頭內(nèi)需要增設(shè)吊耳處襯里，并進(jìn)行封頭坡口修理打磨。

(2)依次吊出6組舊旋風(fēng)分離器，再依次將6組新旋風(fēng)分離器吊裝至托架上。

(3)使用LTM11200型吊車將封頭吊裝在胎架上，在封頭內(nèi)調(diào)整封頭方位，使二級旋風(fēng)分離器斷口處相對應(yīng)，使用線墜及水平尺等測量并調(diào)整封頭水平度。

(4)組對二級旋風(fēng)分離器出口管，測量其垂直度，在旋風(fēng)分離器底部掛起重機(jī)以調(diào)整垂直度，垂直度允差為±5 mm。符合標(biāo)準(zhǔn)要求后，可將二級旋風(fēng)分離出口管點(diǎn)焊固定，同時(shí)擰緊一級旋風(fēng)分離器吊掛螺栓。

圖5 旋風(fēng)分離器更換示圖

(5)檢查旋風(fēng)分離器安裝是否合格，全部合格后按方案逐步回裝各設(shè)備[12-15]。

5 結(jié)語

通過選用文中所述的旋風(fēng)分離器整體吊裝更換方案，保證了催化裂化裝置停工檢修整體施工進(jìn)度，有效控制了施工質(zhì)量和施工安全。裝置檢修完畢后一次開車成功，反應(yīng)-再生系統(tǒng)運(yùn)行良好，催化劑自然跑損量降至0.5 kg/t以下，不但節(jié)省了可觀的催化劑費(fèi)用，保護(hù)了環(huán)境，也為裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

[1] GB 150.1～150.4—2011，壓力容器[S].

(GB 150.1～150.4—2011，Pressure Vessels[S].)

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(SH 3504—2000，Catalytic Cracking Reaction Regeneration System Equipment Construction and Acceptance Specification[S].)

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(張編)

ReplacementConstructionTechnologyofCycloneSeparatorinCatalyticCrackingUnit

CHENJian-guo，YANYong-quan，WANGXu

(PetroChina Dalian Petrochemical Company， Dalian 116031， China)

The cyclone separator is one of the key equipment in catalytic cracking unit. If there was any problem，it would result in catalysts loss increasing sharply，gas machine and high-temperature pipeline were damaged. On further step，catalysts level of regeneration system could not be maintained， and the device was forced to shut down. The efficiency of 800 000 t/a cyclone separator of catalytic cracking device of Dalian Petrochemical Company were decreasing. Catalysts loss was over 1.2 kg/t. In September of 2013，it was firstly replaced by use of whole hoisting. By calculating the hoisting parameters，finally，it was decided to use crane of LTM11200. By introducing the idea of cyclone separator hoisting construction，frame preparation and replacing program of separator and by use of proper replacing plan，the whole shutdown repairing process，the quality and security of the construction were ensured. It was successful to replace the device，the regeneration system went well and catalysts loss was below 0.5 kg/t.

cyclone separator； catalytic cracking unit； integral hoisting； replace

TQ051.8； TE969

B

10.3969/j.issn.1000-7466.2017.02.009

1000-7466(2017)02-0043-05

2016-09-30

陳建國(1980-)，男，遼寧撫順人，工程師，工程碩士，從事石油化工工藝設(shè)備管理工作。