大型空分项目冷箱安装技术全解

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大型空分设备冷箱施工

（中油吉林化建国际公司）

一、前言

由于钢铁工业、氮肥工业、火箭技术的发展，氧、氮耗量迅速增加，促进了大型空分设备制造的发展。近几年来我国的大型成套空分设备技术已经与世界发达国家的技术同步，在中国的大型空分设备厂中，各家的成套空分流程及原理基本相同，空分设备的安装也已经模式化，在安装过程中以冷箱及冷箱内设备安装难度最大。本文以辽阳石化分公司的10000m3/h空分设备安装为例介绍冷箱及冷箱内设备的安装，本套空分冷箱及冷箱内设备由中国杭州制氧机厂提供。

二、工程概况

辽阳石化分公司20万吨/年乙二醇及配套工程空分装置，冷箱总高+56米，长9.7米，宽7.2米，高57.5米，冷箱共有72块冷箱板，共重172.8吨，整个冷箱共分为主冷箱，板式冷箱。冷箱内设备有上塔、下塔、主冷凝蒸发器、粗氩塔Ⅰ、粗氩塔Ⅱ、精氩塔、粗氩塔冷凝器、精氩冷凝器、精氩蒸发器、主换热器、液空液氮过冷器、膨胀空气过滤器等设备，材质为铝镁合金。冷箱内工艺管线约为2000米，材质主要为LF2和LF4，冷箱外管线材质为20# 、0Cr18Ni9和部分铝镁合金。

三、冷箱安装施工程序

基础交接、验收及处理→钢结构及设备、材料验收→冷箱抗剪板安装找平→二次灌浆→下塔、粗氩塔Ⅱ、液空液氮过冷器底座安装找平焊牢→第一带冷箱板安装→换热器支架安装→换热器安装→氩泵小冷箱板放入大冷箱内→第二带冷箱板安装→下塔、粗氩塔Ⅱ下段、液空液氮过冷器吊装→第二带冷箱板安装→第三带冷箱板安装→第四带板安装→粗氩塔Ⅰ支架安装→氩Ⅱ塔拉架、精氩塔支架、粗氩液化器支架安装→上塔下段、粗氩塔Ⅱ上段安装→上塔上段安装→冷箱第五带板安装→粗氩塔Ⅰ拉架安装→精氩塔、粗氩液化器吊装→冷箱板进行焊接保证冷箱板有足够强度→其它冷箱板安装→冷箱内附属结构吊装就位→冷箱封顶→冷箱外梯子平台安装→液氩泵安装→冷箱内低温阀门安装→工艺内管线预制、安装→冷箱外管线、阀门安装→设备、管线、阀门气密性试验→冷箱内外管线吹扫→开车裸冷→阀门法兰冷紧→冷箱内清理→封闭人空→填充保温珠光砂→正式开车

四、基础验收及处理

机械、设备基础交接验收时，基础施工单位应提交质量证明书、测量记录及其它施工技术资料。基础上应有明显的标高基准线，纵横中心线，建筑物上应标有坐标轴线。基础外观不应有裂纹、蜂窝、孔洞及露筋等缺陷.基础混凝土强度应达到设计要求，周围土方应回填、夯实、整平，地脚螺栓的螺纹部分应无损坏和锈蚀。基础复测合格后，应由土建施工单位向安装施工单位办理中间交接手续；基础表面应进行修整。需二次灌浆的基础表面应铲出麻面，麻点深度一般不小于10mm，深度以每平方米内有3～5个点为宜，表面不允许有油污或疏松层；放置垫铁处的基础表面应铲平，其水平度允许偏差为2mm/m；螺拴孔内的碎石、泥土等杂物和积水必须清除干净。冷箱基础板安装为无垫铁安装，底板找平后，与临时

钢筋焊接固定，交土建二次灌浆，灌浆时必须夯实，使凹处灌满。达到强度后，加上地脚螺栓垫板紧固螺栓，同时切断基础板与临时钢筋焊接点。冷箱基础板必须水平并且高度一致，水平度小于0.5mm/m；

五、冷箱板及设备安装

冷箱板及附属梁安装前，应对其质量进行全面严格的检查，吊装前应将上面的杂物清理干净。冷箱板安装时，需要将临时支架焊接在冷箱板上，用于临时平台的搭设。由于现场条件所限，＋24000mm标高以下冷箱板安装采用单片吊装、组对、安装。顶带冷箱板安装前，在地面组对成“┗”形，这样可以保证结构的稳定。冷箱板吊装就位后，应采用型钢或钢丝绳将板斜支（拉）固定。所有钢结构应为垂直、四方和水平安装，并且准确就位。冷箱板安装垂直度偏差≤1.5/1000，且冷箱总高度偏差不得大于20㎜。冷箱板安装与冷箱内设备安装交叉进行，待冷箱内设备吊装完毕后，再进行冷箱最后封闭。骨架间的安装螺母与螺栓应点焊牢。骨架间的型钢起内侧为间断焊，间距150㎜，焊缝长50㎜。其外侧为连续密封焊。整个冷箱外的连续焊必须保证冷箱的气密要求。、梯子、平台在地面进行组对，梯子斜支撑能在地面焊接的在地面进行焊接，冷箱板安装完后，完善支托架、梯子平台。冷箱上的安全阀、窥视镜、呼气孔等的安装能与冷箱同步安装的要同步安装，

上塔上段的封板和纯氮出口管帽，粗氩塔Ⅱ冷凝器粗氩出口管帽，必须在地面上切除，清楚干净铝屑后用干净白布或塑料布包扎后才能吊装就位。在吊装铝制容器时，应该采取保护措施，以防损伤表面，如索具外套橡皮管，索具间用支撑撑开。下塔塔吊装就位后用铅垂线在踏四周检查其垂直度，若不垂直，可在其底座下面衬垫薄钢板。起尺寸与支架宽度相近。垂直找正后，垫铁应与下塔支架面焊牢以免垫铁移动。塔腰缝焊接及坡口处理形式和方法参考焊接要求。

设备在安装前要确定好安装方位，确定设备方位要同时参照分馏塔总图、设备图工艺配管图。分馏塔垂直度要求≤0.5mm/1000m且总长度不超过10mm；板式换热器垂直度要求≤1.5mm/1000m且总长度不超过10mm。支架、拉架的安装要严格按照图纸施工，不允许任意改变其形式、尺寸、角度、材质等。

六、冷箱阀门试压

阀门必须具有出厂合格证和制造厂的铭牌,铭牌上应标明公称压力,公称通径,工作温度和工作介质等。对阀门的关闭位置进行检查，闸阀、截止阀、调节阀等阀门的关闭件应处于全关闭的位置、止回阀的阀瓣应关闭并予以固定。

阀门内应无积水、锈蚀、脏污、油漆脱落和损伤等缺陷，阀门两端应有防护盖保护。阀门外露的螺纹如阀杆、接管部分应有保护措施。铸件应表面平整光滑、无缩孔、毛刺、粘砂、夹砂、鳞屑、裂纹等缺陷。锻制加工表面应无夹层、重皮、裂纹、斑疤、缺肩等缺陷。阀门的手柄或手轮操作应灵活轻便，开闭时不得有卡阻现象，阀杆的全开与全闭位置应与要求相符合。主要零件如阀杆，阀杆螺母、连接螺母的螺纹应光洁，不得有毛刺、凹疤与裂口等缺陷。

输送设计压力大于1Mpa或设计压力小于等于1Mpa且设计温度小于-29℃或大于186℃非可燃流体，无毒流体管道的阀门均应逐个进行强度和严密性试验。输送设计压力小于或等于1Mpa且设计温度为-29～186℃的非可燃流体，无毒流体管道的阀门，应从每批(同制造厂、同规格、同型号)中抽出10%，至少一个进行强度和严密性试验，若有不合格者再抽出20%，如仍有不合格者，该批阀门不得使用。阀门安装前，应按设计文件中的“阀门规格书”对阀门的阀体和密封面，以及有特殊要求的垫片和填料的材质进行抽检，每批至少抽查一件。若不符合要求，该批阀门不得使用。阀门壳体试验压力不得小于公称压力的1.5倍，停压5分钟，以壳体无渗漏为合格。具有上密封结构的阀门，应逐个对上，试验压力为公称压力，试验时应关闭上密封面，并松开填料压盖，停压4分钟，以阀瓣密封面不漏为合格。阀门液体