分段到货的大型塔类设备现场施工方案研究

0 摘要

随着石油化工工程项目的大型化和规模化，设备的大型化成了发展的必然趋势，然而，由于运输条件的限制，很多大型设备无法整体运抵现场，特别是大型塔类设备，由于高度和直径远远超过了公路运输的限制，往往需要分成数段到货。对于这种情况，是在现场地面卧置组对后整体吊装就位，还是直接在基础上立置组对，对整个工程的组织规划至关重要。本文以抚顺石化80万吨乙烯装置的三台大型塔设备（2台丙烯精馏塔和1台乙烯精馏塔）为例，对两种方案的进度、质量、安全和成本等因素进行分析，供决策参考。

With large-scale of petrochemical projects, large-scale of equipment has become an inevitable trend. However, due to transport constraints, many large apparatuses can not be overall transported to the site. Especially large tower equipment, as height and diameter beyond road transport restrictions, they need to divide into several segments to deliver. For this case, the overall lifting hoisting after level installation on the ground at the scene, or direct vertical installation on the foundation, it is critical to organization and planning of the whole project. In this paper, taking three large tower apparatuses of 800,000 tons ethylene plant in Fushun Petrochemical Company (two propylene fractionators and one ethylene fractionator) for example, making factors analysis of progress, quality, safety and cost of the two programs, it will provide a reference for decision-making.

关键词：分段；大型塔类设备；组焊；吊装

中图分类号：TE962 文献标识码：A

1 两种施工方案概述

方案1：在现场地面卧置组对后整体吊装就位。设备到货卸车后，将设备摆放在临时支座上，组对合格后进行焊接、热处理、无损检测、压力试验、劳动保护和附塔管线的安装等工作，然后整体吊装就位再安装内件，第一台设备吊装完成后，吊装机械转场到第二台设备施工位置进行吊装。由于这三台塔高度和重量的因素，目前国内流动式起重机无法满足整体吊装的需要，通常采用双桅杆或门式起重机进行吊装，本文以2500t门式起重机为例进行分析。

方案2：直接在基础上立置组对。设备到货卸车后，将设备摆放在临时支座上，焊接劳动保护、附塔管线和脚手架固定件，分段将设备吊装就位，在设备基础上立置组对、焊接、热处理、无损检测、压力试验和内件安装。吊装通常选用1200t—1600t级的履带吊。本文以1350t履带吊为例进行分析。

2 从进度控制上进行分析

方案1在基础施工完毕后可以开始设备组焊，方案2需等基础验收合格后开始吊装，方案1组焊开始时间比方案二提前20天左右；但是由于门式起重机两次转场和最后拆除需要20多天左右的时间，总的来说这三台设备本身的施工进度相差不大。但是方案1中门式起重机拆装场地、缆风绳穿越区域和设备现场组焊场地会制约相关区域的施工，其中每台设备吊装时都需要四根缆风绳，每根缆风绳长度约150m，影响区域较大；设备组焊场地需要两个20m×180m、一个19m×150m的三个组焊场地，占地面积100500m2。导致装置内约1/4的区域开工时间后推约2个月。方案2由于履带吊车的灵活性、分段焊接劳动保护和附塔管线所需的场地较小，基本不影响其它区域施工。在进度方面，方案2具有较大的优势。

3 从安全控制上进行分析

方案1的组对、焊接、热处理、无损检测和压力试验等工序都在低处（8m以下）进行，规避了大量的高空作业风险。与此同时，门式起重机吊装作业、反复拆装的风险要高于方案2的履带吊作业。综合考虑高空作业、吊装作业等危险作业的风险严重性、可能性、持续时间、影响范围和影响人数，方案1的风险略微低于方案2。

4 从质量控制上进行分析

设备分段组对时，方案2在大型吊车的配合下可以灵活的调整设备方位和对口间隙，相比之下，方案1在组对工序上质量控制的难度较大；在焊接环节方案1存在平焊、立焊和仰焊三种焊接位置，方案2只有一种横焊，更有利于控制焊接质量。在热处理、无损检测和压力试验环节，方案1避免了高空风大等因素，质量控制相对容易。综合各个环节的质量控制因素，方案2在质量控制方面优于方案1。

5 从经济性上进行分析

从成本控制的角度考虑，可以从以下三个方面进行比较。

5.1 人工费方面

方案2高空作业较多，相应的组焊、热处理、无损检测等工序的人工工作效率下降会导致人工成本的上升；方案1在吊装准备阶段需要给2500t门式起重机预制基础、缆风绳拖拉坑，增加了土建专业的人力需求；在吊装过程中需要反复拆卸、运输和组装门式起重机，吊装时所需的人员更多，总之，吊装运输专业的人力需求要大于方案2。综合这三个方面，两个方案的人工费相差不大。

5.2 材料及小型机械费方面

方案1在施工准备阶段与方案2相比增加了土建专业施工内容（其中6个起重机基础需要与设备基础组成联合基础，每个基础增加16根桩、60m3钢筋混凝土；12个缆风绳锚坑，每个需混凝土8m3。）；方案1的2500t门式起重机所需的缆风绳、卷扬机等辅助机索具要比方案2多；方案1在地面组对的过程中需要的支座、胎具和专用工具数量比方案2多出3倍。总的来说，方案1所需的材料费要远高于方案2。

5.3 大型机械费方面

两个方案大型吊装的台班费、动迁费要结合整个装置的整体施工进行比较。采用方案1，整个装置需要的大型吊装机械有2500t门式起重机、750t履带吊、250t履带吊、150t履带吊等，方案2需要的大型吊装机械有1350t履带吊、250t履带吊、150t履带吊等。结合使用时间的长短，两个方案大型吊装机械的台班费相差不大，方案1的动迁费略高于方案2。

5.4 其它费用方面

受方案1影响的区域，由于非正常施工必然会增加费用，同时这些受影响区域的抢工也会增加成本的投入。

综合以上分析结果，方案2在费用控制方面要优于方案1。

6 结论

综合以上分析，在施工安全控制上，两个方案各有所长，都处于受控状态，但方案1风险控制相对容易一些；在质量、进度和费用控制上，方案2更胜一筹。在工期要求不是很高的项目上，可以根据总体规划在两个方案中灵活选用，在工期较紧的项目上，方案2显然具有较大的优势。

参考文献：

[1] SH／T 3515-2003，大型设备吊装工程施工工艺标准．

[2] SY 6279-2008，大型设备吊装安全规程．

[3] SH/T 3524-2009，石油化工静设备现场组焊技术规程．

[41 GB 50236-2011，现场设备、工业管道焊接工程施工规范．

[5] SH/T 3030-2009，石油化工塔型设备基础设计规范．