焦化废气综合利用制烯烃项目施工方案.docx
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焦化废气综合利用制烯烃项目施工方案
焦化废气综合利用制烯烃项目工程
DMTO装置反应器、再生器组焊、安装
施工方案(措施)
1.工程概述…………………………………………………………1
2.编制依据…………………………………………………………8
3.施工工艺程序……………………………………………………8
4.施工方法及技术措施……………………………………………10
5.施工进度计划…………………………………………………29
6.降低成本措施…………………………………………………29
7.施工质量保证措施……………………………………………29
8.安全与环境保护施工技术措施…………………………………35
9.施工平面布置与文明施工技术措施…………………………41
10.劳动力需用量计划与技能要求………………………………42
11.施工机具、计量器具与施工手段用料计划…………………42
12.附件:
吊装核算………………………………………………42
1、工程概述
1.1、工程简介:
某能源集团有限公司甲醇制烯烃项目,是以甲醇为原料,最终生产聚乙烯和聚丙烯产品,甲醇制烯烃采用中科院大连化物所、陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司与中国石化集团洛阳石油化工工程公司合作开发的DMTO专利技术,MTO工艺主要有以下几个步骤:
进料甲醇化,反应器和再生器,产品冷凝和脱水,压缩,氧化回收,脱除杂质,蒸馏及净化等单元。
工艺前部分类似炼油工业中的催化裂化装置反应再生单元,后部分类似石油化工中石脑油裂解气体分离单元。
我单位承建某能源集团有限公司焦化废气综合利用制烯烃项目60万吨/年DMTO装置甲醇制烯烃单元反应器、再生器壳体由中石化洛阳工程有限公司设计,张家港化工机械股份有限公司分片制造,中国化学工程第三建设有限公司现场组对安装。
反应器、再生器(以下简称“两器”)为该装置的核心设备,几何尺寸及重量较大,内部工艺复杂,且反应器有100mm、再生器有150mm的衬里。
反应器基础标高EL+16m,设备底标高EL+5.67m,顶标高EL+50.305m。
再生器基础标高EL+15.883m,底标高EL+6.1m,顶标高EL+42.21m。
反应器为Ⅲ类容器,再生器为Ⅱ类容器。
(见壳体图)
1.2、主要技术参数
反应器技术参数表
设备名称
反应器(160R1101)
容器类别
Ⅲ
结构形式
立式
设计压力
0.25MPa
工作压力
0.2MPa
设计温度
介质:
550℃
壳体:
350℃
工作介质
甲醇、油气、催化剂
设备规格
φ15600/φ11800×45090×36/42
待生催化剂汽提器
27.759t
壳体
496.69t
进料分配器
37.136t
内取热器
7.595t
旋风分离系统
337.909t
再生催化剂分配器
5.068t
总重
788.755t
材质
Q245R
数量
1台
再生器技术参数
设备名称
再生器(160R1102)
容器类别
Ⅱ
结构形式
立式
设计压力
0.25MPa
工作压力
0.2MPa
设计温度
介质:
720℃
壳体:
350℃
工作介质
烟气、催化剂
设备规格
φ7000×20/φ5500×23712×22/26/24
再生催化剂汽提器
26.132t
主风分布管
7.586t
壳体
91.341t
内取热器
6.792t
旋风分离系统
55.594t
烟气集合管
28.897t
待生催化剂分配器
2.792t
总重
169.63t
材质
Q245R
数量
1台
一级旋风分离器(PLY型)技术参数:
外形尺寸φ1350×8807×12×10
数量:
18只
二级旋风分离器(PLY型)技术参数:
外形尺寸φ1350×8202×12×10
数量:
18只
1.3、工程的特征及特点
1.3.1工程特征和意义
DMTO是以煤或天然气替代石油做原料生产乙烯和丙烯的技术。
乙烯、丙烯是当今世界最重要的化工产品,一直以来要消耗大量石油。
用DMTO技术生产的乙烯和丙烯比石油为原料的更具有市场竞争力。
DMTO成套技术的开发与应用,无论从经济上还是战略上对我国发展新型煤化工产业、实现“石油替代”的能源战略都具有极其重要的意义。
本项目反应器、再生器作为催裂化装置里的核心设备,其施工工艺至关重要,可以为今后同类型设备施工积累宝贵经验,也为进一步占领此类市场提供有效地保障。
1.3.2施工特点和难点
两器结构复杂,是催化装置最重要的设备,壳体分片到货,组对、焊接、热处理等工序繁杂,无论外形尺寸和重量都有很大的难度。
两器概括起来具有“高”、“大”、“难”、“严”等特点。
“高”由于设备尺寸和重量都较大,空中组对焊接工作量大,内件安装和多数衬里都是高处作业,施工交叉作业频繁,不安全因素多。
“大”两器设备均为分片、分段到货,现场组对,设备外形尺寸在同类装置内均位居全国之最,组对和焊接难度都比较大。
“难”两器现场组对难度较大,焊接时不仅要求焊前预热,焊后还要求进行热处理,对接焊缝要求100%无损检测,大体积厚壁设备的无损检测和现场热处理都有很大难度,同时,设备布置紧凑,施工区域狭小,两器安装与反再框架交叉进行,这就为现场平面管理、大型设备的预制、吊装及大型吊车的站位带来了很大难度,加上多数设备都还要进行隔热耐磨衬里,施工周期长,施工工序繁多,环环相扣,施工时需合理安排,精心组织,确保工序最优化。
“严”该工程设备内外构件安装的精度要求高。
反应器、再生器内有多台旋风分离器,这些构件的安装标高、垂直度、及与筒体的同心度要求均很高,特别是翼阀安装,折翼板密封精度达0.05mm,角度安装精度+0.5-0。
;催化剂斜管在设备上的开孔方位和开孔形状及滑阀的同心度等均有较高的要求。
1.4材料供货方式、工艺设备到货要求
反应器、再生器设备壳体材料分片到货,现场组装焊接成大段进行吊装作业,其内件待生催化剂气提器、进料分配器、内取热器,一级、二级旋风分离器、旋风料腿安装、翼阀成品到货,现场进行安装作业。
1.4.1、材料供货方式
1.4.1.1、再生器(160R1102)壳体
a)裙座:
上下底座环分片数量1-2,裙座壳体分片出厂;
b)底座椭圆封头:
按照加封头盖的形式供货,分二带分片供货,封头盖整体供货。
c)筒体:
简体分段,每段分片预组装后出厂,筒体坡口采用机械加工;
d)锥形过渡段:
分片供货;
e)顶部椭圆封头:
按照加封头盖的形式交货,分二带分片供货,封头盖整体供货;
f)人孔,装卸孔垫片要求为波齿复合垫片;
g)再生器外部附件:
卖方配带符合买方要求的铭牌及支架;产品焊接试板(附件质证明书)卖方按照容规规定提供。
h)二级旋分入口热电偶及料腿密度口等较长接管的小开口分段交货,分段界面距离衬里内壁150mm。
1.4.1.2、反应器(160R1101)壳体
a)裙座:
底座环分片数量4-8,裙座壳体分片出厂;
b)锥形过渡段:
4-6带分片供货;
c)筒体分片,分片出厂,筒体坡口采用机械加工;
d)底座椭圆封头:
按照1-2带加封头盖的形式交货,分片供货;
e)顶座椭圆封头:
按照2-3带加封头盖的形式交货,分片供货;
f)各开孔接管制作成部件,主体部分成为组合件单件供货;相配的补强圈、衬里挡板分片供货,加强板散件供货;
g)人孔,装卸孔垫片要求为波齿复合垫片;
h)反应器外部附件:
卖方佩带符合买方要求的铭牌及支架;产品焊接试板(附件质证明书)卖方按照容规规定提供。
i)所有与壳体相连的人孔、装卸孔、接管、法兰等由卖方提供,施工单位负责现场施焊。
与壳体相连的人孔、装卸孔、接管、法兰等要保证整体供货,并进行热处理,交货时提供热处理报告.
1.4.1.3、两器附属设备及标准件
a)再生器烟气集合管、一级旋风分离器吊架垫板及二级旋风分离器封头顶部旋风出口管、旋风分离系统、主风分布管、内取热器、待生催化剂返回口、再生器汽提段、配对法兰成品供货到现场。
b)反应器油气集合室、一级旋风分离器支座台、旋风分离器系统、进料分布器、内取热盘管、再生催化剂返回口、反应器汽提段、配对法兰成品供货到现场。
1.4.2、设备材料供货要求
a)分片壳体上装卸孔补强圈、衬里挡圈均按部件交货,装卸孔等补强圈、垫片散件供货,装卸孔补强圈分为两片供货;出厂前点焊好供货;衬里挡圈分片包装供货,人孔等补强圈整体交货。
b)对分片壳体上的开口接管,应与法兰或管嘴与接管焊为一体;与内件连接的接管伸出衬里内表面150mm左右处断开,编号包装发运;断开的壳体内煨弯部分,煨好后整根或分成2-3段(根据长度而定),在断开一段留50mm余量,统一包装发运,与接管相连的衬里挡板(挡圈)散件供货;在以上每一件构件上详细的标明件号。
c)所有与壳体相连的人孔、装卸孔、接管、法兰等要保证整体供货,并进行热处理,交货时提供热处理报告,施工单位负责现场安装施焊。
1.4.2、关键设备订货清单(订货合同)
1.5、建设项目的建设、设计、监理单位
建设单位:
某能源集团有限公司
设计单位:
中国石化集团洛阳石油化工工程公司
监理单位:
天津辰达工程监理有限公司
施工单位:
中国化学工程第三建设有限公司
1.6、项目的建设规模、占地面积、建设总投资
我单位承建某能源集团有限公司焦化废气综合利用制烯烃项目中的烯烃项目DMTO装置,建设项目占地面积82360平方米。
项目总投资45亿元,合同工期2012年4月5日至2013年12月31日,计划于2014年6月建成投产。
2、编制依据
2.1、某能源集团有限公司提供的《某能源集团有限公司焦化废气综合利用制烯烃项目60万吨/年DMTO装置甲醇制烯烃单元反应器、再生器壳体》壳体技术协议。
2.2、《压力容器》GB150.1-150.4-2011
2.3、《塔器设计技术规定》HG20652-1998
2.4、《压力容器焊接规程》NB/T47015-2011
2.5、《承压设备无损检测》JB/T4730-2005
2.6、《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014~167-2011
2.7、《特种焊接操作人员考核细则》TSGZ6002-2010
2.8、《工程建设安装工程起重规范》HG20201-2000.
2.9、《固定压力容器安全技术监督规程》 TSGR004-2009
2.10、《石油化工静设备现场组焊技术规程》SH/T3524-2009
2.11、《石油化工设备混凝土基础工程施工及验收规范》SH/T3510-2011
2.12、《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-2001
2.13、《压力容器安全管理人员和操作人员考核大纲》TSGR6001-2011
2.14、《大型设备吊装工程工艺标准》 SH/T3515-2003
2.15、《催化裂化装置反应再生系统设备施工质量验收规范》SH/T3504-2009
2.16、履带起重机性能表LR1750、QUY50
2.17、《石油化工施工安全技术规程》SH3505-2011
2.18、《石油化工建设工程施工技术安全规范》GB50484-2008
2.19、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
3、施工程序
3.1、反应器、再生器施工工艺程序
根据反应器和再生器设备的外形尺寸及壳体的理论重量以及设备订货合同,拟定再生器壳体分六段组对安装、反应器壳体分七段组对安装,具体分段重量和分段形式如下:
3.1.1、反应器、再生器分段重量表
设备吊装段名称
再生器(160R1102)
反应器(160R1101)
几何尺寸
重量t
几何尺寸
重量t
裙座
φ5500*1268
5.9
φ11800*2600
31
下椭圆封头
φ5500*1400
6.9
φ11800*3000
34
筒体Ⅰ
φ5500*7500
26.29
φ11800*8000
85.82
中间锥段
φ5500/φ7000*2500
10.56
φ11800/φ15600*8700
91.899
筒体Ⅱ
φ7000*10000
38.1
φ15600*6100
84.68
筒体Ⅲ
φ15600*3400
47.2
上封头带集气室
φ7000*1790
9.4
φ15600*3976
126
3.1.2、反应器、再生器分段图
第七段:
椭圆形封头
EHA15600×36(34.2)mm
第六段:
筒体
δ=36mm
第五段:
筒体
δ=36mm
第四段:
锥体
δ=36mm/δ=42mm
第三段:
筒体
δ=36mm
第二段:
椭圆形封头
EHA11800×36(34.2)mm
第一段:
裙座
δ=32mm
第六段:
椭圆形封头
EHA7000×22(21.7)mm
第五段:
筒体
δ=22mm
第四段:
锥体
δ=26mm
第三段:
筒体
δ=24mm
第二段:
椭圆形封头
EHA5500×26(25.7)mm
第一段:
裙座
δ=18mm
3.1.3、反应器、再生器组焊、吊装施工工艺程序流程图
施工技术准备
机具材料准备
施工平面布置
壳体分片到货验收、内件及管口附件到货验收
施工准备
组对裙座、下封头、筒体Ⅰ,几何尺寸检验、焊接、外观检验、无损检测
组对
组对中段锥体、焊接、外观检验、无损检测
组对筒体Ⅱ、Ⅲ,几何尺寸直线度检验、焊接、外观检验、无损检测
最终质量检验
人力资源准备
组对上封头、几何尺寸检验、焊接、外观检验、无损检测,集气室与上封头安装组焊
裙座吊装找正、下封头吊装找正、筒体Ⅰ吊装组焊
中段锥体吊装组焊
筒体Ⅱ吊装组焊、筒体Ⅲ吊装组焊
上封头吊装组焊
再生催化剂分配器安装
内取热器安装
进料分配器安装
待生催化剂气提器安装
旋风临时支架安装安装
一级旋风、二级旋风临时固定
二级旋风安装找正
一级旋风安装找正
检修平台安装
旋风安料腿装找正
料腿支撑安装
翼阀安装
衬里施工
检查封罐
进料分配器安装
待生催化剂气提器安装
3.2两器空中组对、吊装专项施工程序(步骤)
3.2.1、两器空中组对施工程序(步骤)
两器组对施工程序设备进场测量(直线度、椭圆度)→空中组对临时平台制作→平台梯子、附塔管线安装→设备裙座下段吊装找正→脚手架搭设→空中焊接过程中防护棚搭设→正装法进行安装组焊各段→无损检验→局部热处理→临时平台拆除→脚手架拆除
3.2.2、两器吊装基本施工程序(步骤)
主吊车就位
配挂超起配重
主吊车回转
半径核实
系挂吊装索具
试吊与正式
吊装
设备直立
主吊吊车
准备下次吊装
辅助吊车
拆除撤离
设备吊点
设置、检查
待吊设备进场确定方向
辅助吊车
就位
履带吊车
系挂吊装索具
两器吊装工艺流程图
辅助索具拆除
设备就位
索具拆除
3.3、关键工序
序号
关键工序名称
关键工序内容
备注
1
裙座现场组焊、下封头组焊、中间锥段组焊
1、组装:
几何尺寸控制2、焊接:
焊接工艺评定极其覆盖;3、焊缝无损检测。
2
下封头转体、筒体Ⅰ吊装、中间锥段吊装
吊装前的联合检查,吊装全过程的监控,吊装构件变形控制。
3
裙座安装、筒体Ⅰ安装
设备安装找正:
1、垫铁找正;2、裙座找正;、3、筒体安装找正(垂直度、椭圆度控制)4、开孔位置控制标高及方位;5、内件安装位置、标高控制。
4
旋风安装、翼阀安装、分布管安装
1、旋风入口标高;2、旋风方位;3、垂直度;4、同轴度;5、翼阀角度。
6、分布管水平度,分部板水平度。
7、内提升管垂直度。
8、取热器管口焊接、压力试验。
5
压力试验
1、补强板气密试验;设备整体气密试验。
4.施工方法及技术措施
根据反应器、再生器图纸及到货情况,拟反应器壳体在地面组对成七大段,再生器壳体组对成六个大段,用(LR1750)750吨履带吊进行壳体吊装作业,旋风分离器安装技术,分布管、内取热器、翼阀等附件进行同步安装。
4.1、施工准备
4.1.1、施工技术准备
⑴学习和熟悉设计图纸及相应的技术文件、规范、规程;
⑵编制详细可行的施工方案,并通过项目部、业主、监理的审批;
⑶对施工班组进行施工技术及安全技术交底,并做详细记录。
4.1.2.、现场平面布置:
焊机、索具、工具棚进入组装现场。
劳动保护、组装平台铺设,吊装场地平整,地基处理达到要求。
4.1.3、机、器具准备:
所用的计量器具,如钢卷尺、经纬仪、电流表、电压表、氧气、乙炔表等必须检测合格且在检验合格周期内;机具准备:
电焊机、烘箱、砂轮磨光机、气泵、起重机具等设备性能应可靠,数量应满足施工需要。
筒节组对施工中所需的胎具、工卡具及吊装吊耳等。
4.1.4、组对平台的准备:
根据封头和筒体及锥体的尺寸以及加工技术要求,铺设临时环形组装平台,平台尺寸最小应为φ16m×2.2m。
临时平台由平台梁及平台板共同铺设而成,其中平台梁为HM350×250的H型钢,平台板为δ=16mm的Q235B钢板。
为保证人员作业和进出方便在临时平台上应铺设HM400×400的H型钢作为筒体、封头的支撑胎梁,再使用I14a的工字钢将支撑胎梁连接成整体。
4.2、基础验收
4.2.1.反应器基础标高EL+16m,再生器基础标高EL+15.883m,安装前,基础必须经过正式交接验收,交方应提供基础测量报告,基础标高和纵、横向中心线标记。
4.2.2基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞及露筋等缺陷。
基础上表面(灌浆表面)铲好麻面,表面不得有油污和疏松层,表面清扫干净,放置垫铁处周边50mm范围内应铲平,铲平部位水平度允许偏差2mm/m。
基础混凝土强度应达到设计要求,周围土方应回填、夯实、平整,预埋地脚螺栓螺纹应无损坏,且有保护措施,预埋孔内的杂物应清理干净。
4.2.3反应器、再生器混凝土基础的外形尺寸、坐标位置、预埋件应符合图纸要求。
混凝土基础的允许偏差如下表:
检验项目
允许偏差
检验方法
坐标位置(纵、横中心线)
±15
全站仪或经纬仪、钢尺检查
外形尺寸
±20
水准仪、经纬仪、钢尺检查
平面水平度
每米
5
钢直尺检查
全长
10
钢直尺检查
侧面垂直度
每米
5
经纬仪检查
全长
10
经纬仪检查
预埋地脚螺栓
顶端标高
钢尺检查
中心距
±2
钢尺检查
地脚螺栓预留孔
中心位置
±10
钢尺检查
深度
钢尺检查
孔壁垂直度
10
钢尺检查
4.3、材料到场验收
两器壳体均分片到货,根据两器排版图成品及半成品件到达现场后应检查下列内容,并符合相关规范规定的标准要求。
4.3.1所有材料到货时制造厂必须提供原材料质量证明书和产品质量证明书且原材料必须符合图纸、GB150.1-150.4-2011及《固定压力容器安全技术监督规程》。
4.3.2制造厂的产品质量证明书应标明材料名称、主要尺寸、检查记录及尺寸偏差、质量检验责任工程师签字及盖有单位质量检验章。
原材料有探伤、热处理要求的必须附有探伤和热处理报告,封头和过渡段出厂前的组装记录。
4.3.3.根据到货清单上的规格、数量、材质认真清查实物。
4.3.4散件到货的壳体、封头、过渡段应提供正式排版图,排版图应清晰并且标有尺寸、板号、焊缝号、开孔位置。
检查钢板上的材料标记与排版图上的材料标记是否一致。
4.3.5检查壳体及封头、锥体的几何尺寸。
⑴壳体板片到货后逐张直立放于组装平台上测量,长度偏差不大于1mm,宽度偏差不大于1mm,对角线差不大于2mm,用弦长等于内直径1/4的样板检查板片的弧度,间隙不得大于3mm。
⑵封头瓣片到货后逐张放于组装平台上测量,偏差如下:
球形封头几何尺寸检查椭圆形封头几何尺寸检查
封头形式检查项目
球形封头
椭圆形封头
弦长L1
±2.5mm
弦长b1
±2.0mm
弦长b2
±2.0mm
弦长b3
±2.0mm
对角线C
±3.0mm
±3.0mm
弧长L1
±2.5mm
弧长b1
±2.5mm
弧长b2
±2.0mm
弧长b3
±2.0mm
⑶锥体到货后逐张放于组装平台上测量,长度方向及弦长偏差±2.5mm,对角线方向弦长偏差±3mm,两对角线应在同一平面上其垂直距离不大于5mm,曲率用弦长2000mm样板检查,其间隙不大于3mm。
⑷封头、锥段直边高度允许偏差为+5-3mm。
⑸壳体材料成型后的壁厚应不小于设计名义厚度减去钢板的负偏差。
4.3.6壳体表面与坡口
材料到货后表面或断面上不得有裂纹、焊疤、夹渣和分层等,表面缺陷的深度不得大于钢板厚度负偏差的一半。
壳体筒节及封头上的坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷,坡口防护完好,坡口形式尺寸应符合设计及规范要求。
4.3.7附属设备、附件检验
a.旋风分离器制造应符合设计图样要求,到货后应进行下列验收,并符合相应规定要求:
①旋风分离器应有出厂合格证或质量证明书,包含内容(1,主要零部件材料的化学成分和力学性能;2,无损检测结果;3,煤油试漏结果;4,衬里原材料合格证明书、衬里试块检验报告;5,出厂前预组装检查记录)
②壳体直径允许偏差为+2~0mm,同一断面上最大直径与最小直径只差不得大于设计直径的0.5%。
筒体直段的长度允许偏差为±3mm
③锥体表面用300mm钢板尺沿母线检查,其局部凹凸值不得大于1mm。
锥体下端插入灰斗内的长度允许偏差+5~0mm;
④螺旋顶板表面应平整,螺旋线应圆滑过渡;
⑤焊缝按设计要求检验完毕,内部焊缝予高均应打磨平滑,其局部凹凸值不得大于0.5mm;
⑥喇叭口、螺旋部位的龟甲网安装应均匀平滑过渡,不得有突然改变界面和凹凸不平的现象;
⑦粗旋风分离器入口分叉管堆焊层表面用5倍放大镜检查,不得有裂纹,表面应平整;
⑧一级旋风分离器出口和二级旋风分离器入口尺寸应能保证装配顺利,出厂前应做预组装,并符合下列规定:
出入口对应边长度允许偏差:
一级0~-2mm,二级为+2~0mm,对角线长度相对差为2mm;一、二级旋风分离器接口处断面中心线应与筒体直段轴线平行,其平行度偏差不应大于2mm。
⑨旋风分离器总长度允许偏差为±8mm,同一装置中同一级任意两个旋风分离器总长之差不得超过6mm;
b翼阀制造质量应符合设计图样,应符合下列规定:
①阀体、斜管端面应加工平整,表面粗糙度为Ra1.6μm;
②折翼板表面应加工平整,与阀体接触部分表面粗糙度为Ra1.6μm,其局部间隙不应大于0.05mm
③折翼板与固定板间隙应符合图样要求,两对口面应加工平整,表面粗糙度为Ra1.6μm,对接口无间隙,吊环孔边缘应呈圆形,孔与吊环间的间隙不得小于3mm;
④吊环应圆滑,接口处应磨光,表面粗糙度为Ra3.2μm;
⑤折翼板应开启灵活,用手拨动后,能自由下落闭合,并密贴无间隙;
⑥折翼板与阀体两中心应重合,其允许
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