德国曼透平空压机组无应力配管施工工艺

德国曼透平空压机组无应力配管施工工艺

编制：胡晶

湖南省工业设备安装有限公司四分公司

二O一四年十二月

目录

一、主要内容及适用范围 (1)

二、引用标准 (1)

三、施工工艺过程 (2)

1、空压机入口管道安装 (2)

2、汽轮机高压过热蒸汽配管 (4)

3、增压机配管 (8)

4、无应力配管施工工艺总结 (11)

一、主要内容及适用范围

本工艺是根据青海盐湖股份有限公司空分装置土建安装项目中空气压缩机组（包含空压机、汽轮机、增压机）无应力配管安装工程为例编制而成的。本工程空气压缩机组由德国曼透平公司整套供货，设计与空压机组连接的出入口管道较多，部分管径大，配管技术要求高，安装质量及管道内部清洁度要求也较严格，施工难度非常大。为避免因管道附着应力对空压机组运行时产生位移或振动，进而影响机器正常运转，所以其出入口管道安装时必须进行无应力配管，这对于空压机组尤为重要。

青海盐湖股份有限公司空分装置土建安装项目中空气压缩机组设计转速为4290r/min，按照规范要求，管道与机组连接前，应在自由状态下，检查法兰的平行度和同心度（也就是通常所说的管道无应力连接），允许偏差如下表：

相对于规范要求，曼透平公司对于不同规格的法兰平行度有更加明确的要求，而对于法兰同心度则要求所有法兰连接螺栓能够自由穿过螺栓孔，具体要求详见附表1-1《曼透平要求法兰的平行度允许偏差值》。

因为与空压机组连接的管道较多，下面就空压机入口管道，汽轮机高压过热蒸汽管道，增压机至冷却器连接管道在施工过程中遇到的困难，解决问题的方法以及施工工序进行简明叙述，因而总结空压机组无应力配管的施工工艺，以供参考学习，指明不足，以便在以后类似的工作中能顺利进行。

本工艺适用于与动设备连接管道的无应力安装。

二、引用标准

GB50235-2010 《工业金属管道工程施工规范》

GB/T20801-2006 《压力管道规范工业管道》

GB50184-2011 《工业金属管道工程质量验收规范》

GB50236-2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》

GB50683-2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

SH3501-2011 《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》曼透平公司相关技术要求

三、施工工艺过程

1、空压机入口管道安装

1.1本工艺中空压机入口管道要求无应力连接的最大管径为DN1600，如下图1-1：

图1-1 空压机入口管道轴侧图

1.2施工要求：法兰面平行度允许最大偏差值为0.8mm。由于空压机入口法兰与设备口法兰之间采用膨胀节连接，因此将法兰面平行度测量改为测量入口管法兰与设备口法兰之间间距，设计间距为400mm，两侧垫片厚度2mm，则允许最大间距偏差为404.8mm。

1.3测量方法：法兰面间距采用内径千分尺，四点对称测量；同心度检查方式为所有法兰连接螺栓能够自由穿过。

1.4调整手段：调整支架391J001及空压机入口法兰（如图1-1红色标记部位）。

1.5施工工艺

1.5.1管道安装前先对内部进行喷砂处理，保证管道内部清洁度；

1.5.2管道进行整体测量、预制，预留与空压机的连接法兰；

1.5.3支架及管道安装，靠近空压机入口侧的支架391J001（如图1-1）采用临时支架替代，以便入口法兰焊接完成后进行精找。

1.5.4安装入口法兰：预先加工16根与法兰连接螺栓等规格的长丝杆（长度约450mm），用来调整法兰面间距、控制焊接应力变形，同时也能有效的保证法兰面的同心度（如下图1-2）。用加工的长丝杆将入口法兰与空压机法兰连接（通过调整管道同心度保证每根丝杆能够自由穿过螺栓孔），每根丝杆安置3个锁紧螺母，1个靠紧空压机法兰，另外2个放置于入口法兰两侧。调整法兰面间距，控制在404mm（最大间距小于404.8mm）后将法兰点焊牢固，并将3个锁紧螺母锁紧。

图1-2 安装长丝杆调整法兰面间距、控制焊接应力变形

1.5.5法兰焊接：由于入口法兰规格较大，且采用的是平焊法兰，因此对焊接工艺要求比较高。此处我们采用分多段（法兰内、外侧分别分成40段）对称交错焊接，先焊接法兰内侧再焊接法兰外侧，焊接同时注意检查法兰面间距及螺栓自由松动情况，当变形量过大时必须停止焊接，及时调整焊接位置、顺序、时间和速度，直至焊接完成后保证在要求范围内。

1.5.6法兰焊接完成后拆除连接丝杆，安装支架391J001（安装位置如图1-1），通过调整支架391J001再次对法兰面进行最终调整，确保法兰面间距及同心度在要求范围内（如下图1-3）。

图1-3 曼透平现场工程师对空压机入口法兰面进行最终间距检查

2、汽轮机高压过热蒸汽配管

2.1本工艺中汽轮机高压过热蒸汽管安装是本装置设计压力（9.8Mpa）及温度（540℃）最高的管线，如下图2-1：

汽轮机

图2-1 汽轮机高压过热蒸汽管调整段轴测图

2.2施工要求：法兰面平行度允许最大偏差值为0.25mm，所有连接螺栓应顺利垂直通过法兰螺栓孔。管道系统与汽轮机最终连接时，汽轮机位移值应小于0.05mm。

2.3测量方法：法兰面平行度采用塞尺，四点对称测量；同心度检查方式为所有法兰连接螺栓能够自由穿过。

2.4调整手段：利用千斤顶、定位顶丝及调整弹簧支吊架。

2.5施工工艺

2.5.1施工工艺流程如下图2-2。

图2-2 汽轮机高压过热蒸汽管安装施工工艺流程图

2.5.2管道按设计单线图从外部预制及安装至汽轮机端，预留管口1—9#（如图2-1）的管段用作调整。

2.5.3安装正式管道支吊架（厂房内高压过热蒸汽管道支吊架均为弹簧吊架，安装完成后弹簧限位销暂不拆除），拆除调整段（如图2-1）以外的管道临时支架。

2.5.4吊装管口1—5#（如图2-1）间立管，定位、拼接

2.5.4.1由于立管安装空间狭小，吊装受限，应特别注意不能把吊点设置在汽轮机本体上，而是利用厂房内检修行车挂带两个提升葫芦将立管从下部往上吊至离汽轮机法兰口5～10mm 位置，吊装过程中不得使汽轮机主体上附加重量和应力；

2.5.4.2立管法兰与汽轮机连接法兰之间的垫片厚度为5mm ，因而汽轮机法兰与立管法兰间隙不得小于5mm ，但不能超过5.25mm （允许偏差0.25mm ）；

2.5.4.3汽轮机主体法兰与立管侧法兰的螺栓孔必须垂直对中，允许错位量应该控制在所有的连接螺栓能够自由穿入；

2.5.4.4利用支架VPR01（位置如图2-1）的限位框架对称放置4个5t 千斤顶对上下法兰的间隙及同心度进行初步找正以达到要求范围内（如下图2-3、2-4），插入连接螺栓，但螺栓不能拧紧，只作对中导向用，不能承受立管段重量；

图2-3 支架VPR01及限位框架示意图

5m m

支架VPR01限位框架

5t 千斤顶

导向螺栓

5t

千斤顶4个方向顶丝定位

汽轮机本体法兰

图2-4 立管找正示意图