氯化氢合成炉组装方案

目录

1 编制说

明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 编制依

据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

3 工程概

况 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

4 设备安装前应具备的条

件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

4 设备组装程

序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

5 组装技术措

施 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

6 施工资源配

备 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . 8

7 质量措

施 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

8 安全技术措

施 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1 编制说明

1.1 本方案是依据神马氯碱公司 20万吨/年离子膜烧碱工程提供的部分合成炉设备随机装配图纸中的设备规格尺寸和重量等参数，并结合现场已到货的散装件的结构情况而编制，本方案作为施工现场的吊装和组对等技术措施指导，根据厂家现场技术代表的安装交底及指导意见,结合我单位多年的施工经验编制。

1.2 本方案适用围为 5 台 SSL-G-140 型二合一氯化氢合成炉的安装。

1. 3 本方案的编制，充分考虑了设备的到货结构情况及我公司及周边区域现有的机具状况，以达到吊装工艺简单、组装技术先进可行、作业周期短、安全可靠和经济合理的目的。

2 编制依据

2. 1 神马氯碱公司 20 万吨/年烧碱工程施工图；

2. 2 设备安装图纸（成达设计院）；

2. 3 HGJ 209-83《中低压化工设备施工及验收规》；

2. 4 HGJ201-83《化工工程建设起重规》；

2. 5 《化工塔类设备施工及验收规》（HGJ211-85）；

2. 6 《起重吊装技术手册》。

3 工程概况

3. 1、石墨合成炉是立式圆筒形石墨设备，它由炉体、钢制外壳、冷却装置、燃烧装置（石英灯头）、安全防爆装置以及物料进出口、视孔、点火孔等附件组成。

本次安装的5台HCl合成炉由星球石墨设备供货, 为二合一式结构,

即合成段炉体和冷却装置组装在一起, 设备到货时为散件, 需现场分段抽出石墨

炉体, 再进行炉体现场分段组装及钢制外壳的分段吊装和空中组对。单台设备整体高15329mm, 其中合成段长约9630mm, 冷却装置长约4339mm; 设备整体净重28800kg，其中炉体与钢制外壳重约16. 8吨, 上端冷却装置重约12. 0吨。主要技术参数见下表：

表3. 1

3. 2 合成炉自身带有钢支架底座,高1350mm，底座安装标高为 EL100. 500，但现该氯化氢合成及高纯盐酸工号的土建框架已全部做完，框架每层净高约为 5. 0m,顶层高为 15. 0 米，南侧的钢结构管廊已施工完，故合成炉各段只能通过吊装越过 15. 0 米高楼层进行组对安装，切由于合成炉各散件全放置在基础南面，无宽敞吊装位置，吊车需逐台站位分段吊装，空中组对。

3. 3 鉴于合成炉炉身石墨材质的强度低、易碎的特殊性，吊装、组对时须采取有效的保护措施，起吊时，轻起轻落，不允许碰撞。

4 设备安装前应具备的条件

4. 1 基础验收

4. 1. 1 设备安装前必须办理基础移交手续，土建专业应向安装专业提交基础交接证书及测量记录，并应在基础上明显地画出标高基准线及基础纵横中心线，在相应建、构筑物上应标有坐标轴线。

4. 1. 2 对基础进行外观检查，不得有裂纹、蜂窝、空洞、露筋缺陷。按土建施工图检查重要设备的基础沉降观测点，应符合设计要求。

4. 1. 3 按土建交接记录及设备制造图和设备布置图对基础的尺寸及位置进行复测检查。允许偏差应符合表 4-1 要求。

表 4-1

4.2.9 对查出的问题，应以书面形式报告给业主和监理单位，由其研究确定处理意见，施工单位不得擅自处理。

4.3 其他应具备的条件

4.3.1 设备制造厂家技术代表已到施工现场，组装图纸发放到作业班组，并与我单位工程技术人员进行施工方案、措施技术交流。

4.3.2 施工及消防道路畅通，试压用水源落实到位，试压泵等机具到位，施工用电源已齐备。

4.3.3 安装所需的工机具齐全，且性能良好，所需测量及检验器具齐全，且在计量检定期。

4.3.4 施工技术资料已备齐并下发到施工班组，施工方案业经审批并已向施工队

及班组交底。

4 设备组装程序

4. 1 施工方法：因合成炉到货全部是散装件，明显加大了工程量。经与厂家技术人员商定，采取分节组对的方法，安装采用分段吊装、空中组对的方法，先分段安装石墨炉体，再吊装钢制外壳，按照从下至上、从到外的原则组装，制造厂家人员全程指导安装。

4. 2 合成炉吊装组对程序如下：

碳钢支腿安装→底座安装→底座石墨块安装→石墨炉体、换热块抽芯→第一节炉体吊装→第二节炉体吊装、组对→第一节外壳吊装→第三节炉体吊装、组对→换热块Ⅰ吊装、组对→换热块Ⅱ吊装、组对→炉体找正→第三节外壳吊装、组对→上部冷却装置吊装、组对→紧固钢制外壳螺栓→合成炉整体精找正→设备孔定位，现场开孔→其它附件安装（短管、法兰、视镜、灯头等）→试压→验收。

5 组装技术措施

5. 1 碳钢支腿安装

5. 1. 1 支腿到货时为散件工字钢, 支腿底座未开螺栓孔且未与工字钢焊接, 需

现

场实测数据后钻底板螺栓孔及组焊。按随机图纸要求，支腿长度为 1360mm（底座至合成炉底部焊接处），现场根据图纸给定的管口标高和设备尺寸核定支腿长度。支腿下料完后，通过垫铁初调平统一标高，并找正支腿的垂直度，将合成炉外壳底板吊至支腿上，调整外壳底板的方位（以设备口为准，遵循配管图），并用水平仪测定水平度和核实标高，核实无误后点焊支腿与底板。

5. 1. 2 合成炉整体吊装组对完, 经设备整体找正合格并二次灌浆强度达到要求后,可将该临时加强筋板气割除, 并将切割处氧化物等锐角打磨平整。

5. 2 底座、底盘安装

5. 2. 1 碳钢支架底座安装合格，炉体外壳底座正确就位，经仪器测量合格后与支架满焊。

5. 2. 2 现场所有石墨散件全部自身带有加强圈（碳钢制作），安装石墨底盘时使

用钢丝绳栓挂在加强圈翻边连接螺栓处，并在钢丝绳与石墨设备间加软性材料隔开。为防止吊装时石墨块与加强圈滑落，在加强圈上沿的石墨设备换热孔里等距离地插入同换热孔径尺寸相差不大的短钢筋作为限位防滑落用。石墨底盘用 25吨吊车从 15 米楼层穿越安装在铺好聚四氟乙烯弹性带的底座上，在最终就位前，对好石墨底盘与底座上的设备孔，两者之间预留 20～30mm 的距离作为对孔时的调整间隙和防止与钢制底座碰撞，对好设备孔后整个石墨底盘压在底座上。

5. 3 石墨炉身、石墨换热块安装

5. 3. 1 整个石墨换热块和石墨炉身的安装采用吊装的方法从 EL115. 00（净高

15m）处穿过楼层安装、组对。氯化氢合成炉结构特殊，由于石墨材质的易脆性，在吊装石墨部件时要求采取特殊技术措施保护，采用吊装带吊装，或使用钢丝绳吊装时，钢丝绳与石墨设备之间必须用软性材料隔开保护；在将石墨炉体由卧置装体通过吊装调整至立置时，吊装工具必须使用吊装带，不允许用钢丝绳；必须使用 16 吨辅助吊车进行抬吊，不允许石墨设备一端在场地（路面）上滑移。

5. 3. 2 石墨炉体及换热块的抽芯

a．炉体到货时是整体放置在钢制外壳，按照厂家现场技术代表要求，需要分段吊装、组对，因此要求将炉体、换热块按安装的反顺序逐段从钢制外壳抽出。抽芯前要求将外壳吊装至宽阔、平整且已硬化过的场地，在外壳的外面垫上软质木板，上面铺一层橡胶板，调整到石墨炉体卧置接触面高度，使用吊装带栓挂加强圈翻边连接螺栓处，用吊车或其它牵引设备将炉体等缓慢抽出钢制外壳。

b．对抽出的炉体等，要求逐个进行编号，区分炉体的安装位置和头、尾端。对不能及时吊装的石墨块要进行遮盖保护，并在附近挂警示牌，非施工人员不得靠近接触。

5. 3. 3 石墨炉体及换热块的组装

a．石墨各段炉身的组对在厂家现场技术代表的指导下进行。吊装时吊装绳

的栓挂位置和方法与吊装石墨底盘一样。为防止吊装绳挤压石墨炉体，需要使用吊装扁担，在地面调整两跟吊装绳的长短距离，防止吊点不正设备晃动，压坏下节合成炉。组对时由两名工人把持炉身调整位置，动作要慢，在距与下一段炉身接触面上方 10～20mm 距离处平行找正组对位置后，按厂家要求在接触面填充密封炉体物（聚四氟乙烯弹性密封带），吊车下钩要缓，轻落在下一段炉身上。b．在组对合成炉炉体时，要注意调整接管的开孔方向，按照管道平面图上的开孔位置调整方位，方位调整好后，用线锥找准炉体上设备孔相对在底座上的对应位置，作好标记，以便后续设备开孔施工的进行。

c. 石墨炉体每安装一节（段）, 要在互成 90 度方向测定其垂直度, 保证在

L/1000mm 围, 且总体偏差不超过 25mm。

d．本合成炉炉体分 5 段（3 段炉身和 2 块换热块），需要分5次单独吊装和空中组对。

5. 4 钢制外壳吊装

5. 4. 1 钢制外壳分段安装，与石墨炉身的吊装相同，从15. 0米楼层楼面穿过吊装孔安装，起吊件必须正直。

5. 4. 2 外壳在组对就位前，由两名工人监护外壳，防止碰撞上部石墨炉体，因此要求在调整就位位置时动作要缓。在吊装就位最后一段钢制外壳时，要求先复查第一段钢制外壳筒壁与部石墨炉体外壁的距离，通过调整底部的定位顶丝，使

各点的间距一致，最终保证在安装最后一段外壳时不发生石墨块与外壳上薄铜皮错位挤压的现象。

5. 4. 3 在外壳组对后均匀把紧连接螺栓, 每组对一段外壳时要求用线坠测定

90

度角两位置的垂直度，垂直度控制在不超过 1h/1000mm 之。

5. 4. 4 合成炉合成段总重为 1

6. 8 吨，各段钢制外壳的重量 5 吨，需分两次吊装、组对，采用吊车吊装，吊装时采用一台主吊和一台辅助吊车抬吊的方法。合成炉设备全部放置在设备基础南面厂道路之间，仅预留东侧一个吊车站位位置，故采取自东向西逐个吊装的办法，吊车依次从东向西挪位。

5. 4. 5 吊车选型

根据现场的布局最远吊车站位距离在框架西侧管廊处，现场实测，吊车站位

后回转中心距合成炉就位中心距离大于 10米，楼层高 15 米，钢制外壳单节长约5米，考虑吊装钢丝绳和吊钩长度，吊装高度要求在 25 米以上，在该吊装参数情况下，通过数学计算，吊车臂和设备可以避开框架楼和钢结构管廊，吊装简图如下：

计算吊车臂与顶层框架距离：

L/10000=10000/25000

L=4000mm

设备中心距框架边为 2200mm，故可越过楼层吊装。

计算吊车吊装臂长： S=（100002 +25000 2 ） 1/2 =26925mm

通过查吊车性能表，并充分考虑安全系数, 从安全施工考虑, 吊装时使用 25吨吊车。吊车站位吊装区域存在埋地雨水管、污水管，在地下管路面上方铺钢板让吊车通行，吊车支腿位置要避开地下管网。

5. 5 换热装置组装

5. 5. 1 换热装置与合成段采用吊装组对，换热装置段总重量为 12 吨，其设备净高 4. 1 米，综合考虑吊装安全距离和起重半径、吊臂长等因素，吊装高度应大于 24 米，吊装半径在不小于 10 米, 与合成段钢制外壳类似，经过理论计算，并查吊车性能表, 采用 65 吨吊车吊装即可。

5. 5. 2 换热段组对时保证管口方位正确，核定换热段的垂直度和组装完后整个合成炉的垂直度，从顶部吊线锥至底部，同样要求控制在 1h/1000mm 围，总垂直度偏差不超过 25mm，如制造厂家另有技术要求, 则按照厂家要求进行找正工作。

5. 5. 3 组对时注意石墨圆块保护

5. 6 设备的精找正

5. 6. 1 合成炉在经分段组对完后, 将各接触面的连接螺栓全部拧紧；将各分段接触面处的密封垫片全部压实，保证在试压时不发生泄露问题。螺栓拧紧到位后，最后拧紧底板拉杆，要求分三次逐步紧到位：首先将弹簧长度压紧到150mm，再压紧到 145mm，最终压紧到 140mm，拧紧螺栓时要求对称施力。

5. 6. 2 对于整体垂直度偏差超差，需在各段炉体外壳组对拧紧螺栓后，通过钢结

构底座下的斜垫铁找正，找正后点焊垫铁组，经报验合格后通知土建进行二次灌浆工作。

5. 7 设备开孔、支管安装

5. 7. 1 本批次到货 5 台合成炉设备制造厂家军未对合成段外壳进行设备开孔, 要求我单位施工队在厂家技术代表指导下现场开孔，各台设备需开 5个DN150的设备孔和 1个DN200 的热水入口。开孔前要做好以下几点准备工作:

①在安装钢外壳前, 部石墨体上预留的支管接口方位已按配管图进行了核

定；

②部石墨体上预留的支管接口的位置和中心标高值已做好记录，对应位置

在钢制底座上已做好标记。

③各段炉体已紧固到位，不需要再紧各法兰面连接螺栓或拉杆，同时要求在

设备孔开好后不允许再紧螺栓或拉杆。

5. 7. 2 通过已作好的标记和安装标高照准部石墨件上支管接口对应在外壳上

的中心位置，首先用乙炔焰扩出一小孔，通过观察部支管接口精找准中心后，在钢制外壳上放样出 DN150 的支管开孔尺寸用气焊切割开，用石墨短接管测试能否顺利插入部石墨件的预留接口，如能顺利安装石墨短管，用磨光机或坡口机对气焊扩出的设备口进行打磨修焊接坡口。

5. 7. 3 焊接外壳上的碳钢套管，然后安装石墨短支管，在与炉体接触面或与外部法兰接触面处要求加密封垫片或 0 型圈（按厂家设计密封要求施工）。

5. 7. 4 焊接碳钢套管时要保证法兰面的垂直度，最终在石墨短管安装上后要求始

末短管端面与法兰面平行。

5. 8 附件安装

在所有短管法兰焊接完后，进行视镜和石英灯头等附件安装。

5. 9 合成炉整体试压

5. 9. 1 对夹套层进行试压。试压介质为工业用水，试压用试压泵加压，试验压力为 0. 345MPa。从热水进口e上水，在上水过程中，要求首先排净夹套空气，从热水出口 L处有水溢出时，停止试压泵，关上试压入口管上阀门，在热水出

口 L处安装一个量程为 0. 6MPa的压力表,启动试压泵, 继续对夹套层进行升压, 达到试验压力后稳压 10min, 经检查无泄漏压力稳定后, 再将试验压力降到设

计压力 0. 3MPa，停压 30min，以压力不降无泄漏为合格。

5. 9. 2 冷却装置部石墨块水层试压方法与炉体段夹套层试验方法一样，设计压力≤0. 3MPa，试验压力不超过 0. 345MPa，试压上水口为设备进水口 s，压力表安装在出水口 p。

5. 9. 3 炉体介质为氯气、氢气和氯化氢气体，设计压力≤0. 12MPa，按照化工

行业施工标准，采用增压空气进行试压，试压前将各设备孔用盲板封上，从 HCl 出口 j 处进行打压，在氢气出口 a1 处安装 0. 2MPa 量程的压力表，试验压力

≤0. 14MPa, 在达到试验压力后稳压 10min, 经检查无泄漏压力稳定后, 再将试验压力降到设计压力不超过 0. 12MPa，停压30min，以压力不降无泄漏为合格。

6 施工资源配备

6. 1 施工机具一览表

6. 2 技术措施用料一览表

6. 3 劳动力计划一览表

7 质量措施

7. 1 设备提供方对整个合成炉的安装进行全面技术指导。

7. 2 对安装人员在安装前进行技术交底，使了解各安装要点，以保证施工质量。

7. 3 要严格按照国家通用动、静设备安装规和厂家随机资料技术要求施工，并进行工程质量控制。

7. 4 建立质量管理体系，由项目部质量管理部门进行管理，督促施工标准的贯彻，负责质量检查和质量整改工作。合成炉安装质量管理构成如下：

8 安全技术措施

8. 1 施工前作好专业安全技术交底，使每个施工人员熟知安全操作规程，懂得安全注意事项。

8. 2 施工人员必须遵守本工种的操作规程。

8. 3 施工前必须检查吊车性能，吊索具、安全带应确保其完好，方可使用。

8. 4 进入现场必须带安全帽，攀登和悬空高处作业人员以及搭设高处作业安全设施的人员，必须经过体检，患有高血压、心脏病、癫痫等病不得从事高空作业，并且应通过专业技术培训及专业考试合格，持证上岗。

8. 5 搭设脚手架应注意跳板应绑扎牢固，不得有探头板。

8. 6 登高作业必须办理登高作业证，系好安全带，安全带应高挂低用，否则禁止施工。高处作业所使用的工具材料，零件等必须装入工具袋用绳索传递，并有人接应，上、下时手中不得持物，不准投掷工具材料及其它物品。容易滑动、容易滚动的工具材料应采取措施防止坠落。

8. 7 设备本体严禁动火或施焊。人孔处必须留人，以便外联系，以防意外。

8. 8 风力大于五级严禁吊装作业。

8. 9 设计吊装作业警戒区，吊装时禁止无关人员进入或通过。

8. 10 试压人员在作业之前，应进行良好的培训，试压人员应正确配带劳动保护用品。

8. 11 在上水和放水期间，必须打开通气口，避免设备受压或负压而破坏。8. 12 试压机具应良好，计量器具应经过检查和校准所使用的压力表精度不低于1. 5级。

8. 13 试压过程中，人员不应正对盲法兰，以防法兰飞出伤人。

8. 14 试压时要求拉警戒绳, 无关人员不能进入场警戒区域。