略論6000m3/h空分塔施工技術(shù)

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空分塔是制氧站的核心設(shè)備。江陰鋼廠6000m3/h空分塔由哈爾濱制氧機(jī)廠生產(chǎn)，其型號(hào)為KDON-6000/13000—Ⅱ。該空分塔長(zhǎng)8.5m，寬5.2m，高40m，由冷箱、塔內(nèi)設(shè)備、管道、閥門(mén)、儀表等組成。
    空分塔施工先進(jìn)行冷箱拼裝、設(shè)備吊裝，再進(jìn)行管道安裝、系統(tǒng)試氣試壓，最后進(jìn)行系統(tǒng)吹掃、整體冷試和充填珠光砂。
    空分塔施工區(qū)域狹小，高空立體交叉施工多，施工技術(shù)要求高，施工難度大，必須做好充分的施工準(zhǔn)備。
    一、冷箱和塔內(nèi)設(shè)備安裝
    冷箱是空分塔的外殼，由型鋼和鋼板組焊成的冷箱板拼裝而成，各相鄰冷箱板之間由安裝螺栓連接，外面采用密封連續(xù)焊，里面采用間斷焊。
    冷箱安裝采取將兩塊冷箱板在地面拼接、然后吊裝的施工方法。冷箱板拼接的尺寸誤差直接影響整個(gè)冷箱的拼裝質(zhì)量。因此，在施工現(xiàn)場(chǎng)利用鋼平臺(tái)設(shè)置一個(gè)拼接平臺(tái)，拼接平臺(tái)找平以后用小鋼板將每塊鋼平臺(tái)連接起來(lái)。為減小冷箱板拼接過(guò)程中的變形量，拼接時(shí)采取了反變形法：即當(dāng)冷箱板骨架內(nèi)側(cè)焊接時(shí)，讓兩塊冷箱板呈自由狀態(tài)，間斷焊接完畢后，將兩塊冷箱板翻身，調(diào)整好尺寸，然后將其四角剛性固定，先間斷焊，最后滿焊，使兩面的變形盡量抵消掉，從而保證冷箱板的拼接質(zhì)量。
    冷箱內(nèi)一般有分餾塔、主熱交換器、粗氬塔、精氬塔等多臺(tái)設(shè)備，在冷箱拼裝和設(shè)備吊裝時(shí)，要充分考慮施工方法的可行性、安全性、合理性和經(jīng)濟(jì)性，合理安排冷箱板的拼裝和設(shè)備吊裝的順序。
    每層第一塊冷箱板吊裝就位后，為安全起見(jiàn)，必須及時(shí)采取臨時(shí)穩(wěn)固措施，一般采取拉纜繩與剛性斜撐固定相結(jié)合的方法。設(shè)備吊裝前，在設(shè)備上需安裝吊耳。如需捆扎設(shè)備時(shí)，必須對(duì)設(shè)備本體采取保護(hù)措施，避免鋼絲繩與設(shè)備本體直接接觸。
    二、管道脫脂、配管和焊接
    空分塔低溫深冷，氧氣助燃，遇油易爆。因此，必須對(duì)空分塔內(nèi)設(shè)備、管道、閥門(mén)、管件等進(jìn)行脫脂處理。鋁制件的脫脂，嚴(yán)禁使用四氯化碳溶劑，必須用聚氯乙烯或三氯乙烯溶劑，非鋁制件均用四氯化碳進(jìn)行脫脂。脫脂后的管道、閥門(mén)、管件等均用白布扎口密封。
    空分塔內(nèi)管線錯(cuò)綜復(fù)雜，管道安裝必須按照以下原則：先大管，后小管，先下部，后上部，先主管，后輔管；先預(yù)制，后配置；加熱管與低溫管、液體容器壁面距離不小于300mm；管線安裝從分餾塔上部開(kāi)始向下進(jìn)行。
    管道預(yù)制場(chǎng)的地面上須鋪設(shè)4mm厚的橡皮墊，工具使用不銹鋼絲刷、鋁制水平尺、木榔頭、尼龍繩等。補(bǔ)償管道不得隨意改動(dòng)，液體管的水平走向按流向傾斜5%。儀表管在安裝過(guò)程中要編號(hào)、掛牌，每裝一根都要認(rèn)真核實(shí)，避免漏裝或錯(cuò)裝。
    鋁制管道焊接與其他材質(zhì)相比，具有特殊性。為保證焊接質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格按焊接工藝規(guī)定執(zhí)行。焊接鋁合金的焊工均須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格培訓(xùn)，考試合格后，發(fā)上崗證書(shū)，方可上崗操作。
    交流鎢極手工氬弧焊機(jī)在正式使用前要全面檢查并調(diào)試好，保證水氣無(wú)漏、無(wú)阻，電流穩(wěn)定及高頻引弧，氬氣純度不低于99.9%。
    清潔的焊絲和接口是保證質(zhì)量的前提。鋁合金焊絲的一般處理過(guò)程為：堿洗—清水沖洗—中和—烘干。接口邊緣一般用電動(dòng)刮刀將接口兩側(cè)各20mm內(nèi)的氧化膜除去，清理好后不得再接觸臟東西，并盡可能當(dāng)天焊完，如隔天焊接再用不銹鋼刷除去新的氧化膜。
    焊接時(shí)，不允許鎢棒與工件接觸引弧，應(yīng)將鎢極在引弧板上燃燒熾熱后，再到焊縫處引弧。熄弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿，縮小熔池，避免產(chǎn)生縮孔，終點(diǎn)結(jié)合處應(yīng)焊過(guò)頭20～30mm。
    配焊口應(yīng)避免強(qiáng)制進(jìn)行，以減小焊接后產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。對(duì)口應(yīng)做到內(nèi)壁劑平，錯(cuò)邊量不得超過(guò)管壁厚度的10%，且不大于1毫米，內(nèi)壁同樣要求光潔，不得有毛刺、粒屑。內(nèi)部不加襯圈焊口，要求間隙盡可能等于零，特別是仰焊部位，管內(nèi)壁應(yīng)倒1～1.5毫米的圓角。使用襯圈時(shí)，襯圈必須與管壁貼緊。
    三、空分塔管路壓力試驗(yàn)
    空分塔內(nèi)所有管道安裝結(jié)束，拍片合格后，即可作系統(tǒng)壓力試驗(yàn)。根據(jù)工作壓力，空分塔壓力試驗(yàn)共分低壓、中壓和膨脹前空氣系統(tǒng)三個(gè)系統(tǒng)。試驗(yàn)介質(zhì)采用干燥無(wú)油的壓縮空氣。氣源由儀表空氣壓縮機(jī)提供，通過(guò)高壓皮帶將氣源和試壓系統(tǒng)連接起來(lái)。
    試壓順序先膨脹前空氣系統(tǒng)，再中壓系統(tǒng)，最后低壓系統(tǒng)。試壓檢漏劑采用中性無(wú)脂肥皂粉。檢漏步序：沖壓至0.02MPa—焊口、發(fā)蘭等連接件外檢漏—處理后升壓至0.05MPa—再檢漏—保壓1小時(shí)—減壓至設(shè)計(jì)壓力保證1小時(shí)—檢查外部泄露情況—合格后減壓。
    試壓主要的泄漏點(diǎn)有以下幾種情況：管道焊縫處漏，多為氣孔缺陷；連接發(fā)蘭處漏，多為墊片質(zhì)量或螺栓未均勻擰緊所致；閥門(mén)外漏，壓蓋發(fā)蘭或閥桿處漏；閥門(mén)內(nèi)漏，閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，需研磨加工。
    四、空分塔系統(tǒng)吹掃、整體冷試和充填珠光砂
    空分塔系統(tǒng)吹掃一般應(yīng)先吹掃塔外系統(tǒng)，后吹掃塔內(nèi)系統(tǒng)，要一部分接一部分進(jìn)行。吹掃壓力中壓系統(tǒng)應(yīng)保持0.25～0.4MPa，低壓系統(tǒng)保持在0.04～0.05MPa，各系統(tǒng)吹掃應(yīng)反復(fù)多次，時(shí)間不少于4小時(shí)。
    整體冷試前，應(yīng)對(duì)空分塔進(jìn)行全面加溫和吹冷，冷試應(yīng)依次將分餾塔、冷凝蒸發(fā)器等主要設(shè)備冷卻到盡量低的溫度，各保持1～2小時(shí)，然后冷卻整個(gè)分餾塔，使所有的壓力容器和管道外表面結(jié)上白霜，并保持3～4小時(shí)。
    整體冷試合格后，即可充填珠光砂。充填時(shí)，各容器和管道內(nèi)均充氣，并保持0.25MPa，然后微開(kāi)各計(jì)器管小閥，各溫度計(jì)均通電，以便檢查計(jì)器管路和溫度計(jì)電纜在充填珠光砂過(guò)程中是否受損。此外，在充填口處應(yīng)采取安全防護(hù)措施。
    五、實(shí)施效果
    整個(gè)空分塔從開(kāi)始施工到調(diào)試成功共歷時(shí)6個(gè)月，無(wú)論在工程進(jìn)度、安全、質(zhì)量方面，還是在成本和效益方面均取得了較好的成效。