大型管殼式換熱器更換管束的施工技術措施

1、大型管殼式換熱器更換管束的施工技術措施摘 要：在石油化工、電力、冶金、食品醫(yī)藥、能源電子、機械輕工等領域換熱器應用非常 廣泛。尤其在石油、化工裝置中換熱器的使用數(shù)量一般占總設備數(shù)量的40%左右， 這些換熱器中使用量最大的是管殼式換熱器。管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管 板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩 端固定在管板上。管殼式換熱器的材料一般以碳鋼、不銹鋼和銅為主，其中碳鋼材 質的管板在作為冷卻器使用時，其管板與列管的焊縫經常出現(xiàn)腐蝕泄漏，泄漏物進 入冷卻水系統(tǒng)污染環(huán)境又造成物料浪費。因此，出現(xiàn)腐蝕泄漏的換熱器要定期檢修 或者更換管束。關鍵詞：管殼式換熱器

2、管板管束更換下面就以河南省中原大化集團有限責任公司甲醇廠富碳甲醇冷卻器（05E004）為例，介 紹一下管殼式換熱器更換管束的詳細施工技術措施。由于設備現(xiàn)場安裝位置比較狹小，無法 采用抽芯機來更換管束，因此只能采取將設備整體吊下，然后在地面進行管束更換。1項目概況項目內容為河南省中原大化集團有限責任公司甲醇廠富碳甲醇冷卻器管束更換。管束更 換內容及技術要求：1.1設備管束更換的主要內容，甲方富碳甲醇冷卻器（05E004）管束因腐蝕頻繁內漏需要更 換；管束更換內容包括設備拆除吊卸、檢修（舊管束拆除、新管束更換、液壓試驗、封頭回 裝）、設備回裝、管線恢復。1.2設備參數(shù)富碳甲醇冷卻器主要工藝參數(shù)序號

3、參數(shù)管程殼程1設計壓力MPa4.4-0.12.22工作壓力MPa3.272-0.0293設計溫度C-60120-551204工作溫度-36-21-40.4-40.05工作介質富甲醇氨（L/G）6介質密度kg/m3856.0876.0691.07液壓試驗壓力MPa5.50 （臥）2.75 （臥）1.3詳細施工內容及要求（1）富碳甲醇冷卻器（05E004）位于煤化工廠區(qū)低溫甲醇單元西框架三樓05E004設 備本體長9.246米，直徑1.7米和2.4米，凈重45.38噸；新舊管束長分別為6.017米和 5.997米，管板直徑1.99米，管束直徑1.696米，管束凈重量25.95噸；吊裝高度約26米，

4、 工作半徑約18米。（2）設備拆除、吊卸：設備管殼程進出口管線相連設備加盲板，置換合格后，切開氣氨 管線及甲醇出口管線，設備整體吊卸至地面；設備氨側法蘭加盲板，清除管板內側焊肉，抽 管束，清理管殼內部，更換墊片及新管束，液壓試驗，處理液壓試驗后出現(xiàn)的問題，回裝封 頭，管板內側環(huán)外殼體滿焊；設備回裝（復查水平度）；管線焊接恢復。2施工程序3施工方法（1）設備新管束到廠后卸車，吊放在更換管束不妨礙施工的區(qū)域內，根據(jù)管束重量提前 安排好卸車用吊車。新管束到貨卸車后一定要進行設備三方共檢，對發(fā)現(xiàn)的質量問題及時提 出并做好文字和影像資料留存，待設備廠家將問題處理完成后我方再接收；（2）檢修用工機具就位，

5、連接好電源；（3）施工用腳手架搭設，充分考慮施工需要；（4）在不妨礙生產需要的情況下提前拆除保溫，做好施工準備；（5）裝置停車后，設備及附屬管線需排放置換干凈，分析合格，達到動火要求；（6）與設備相連管線切割拆除，必須充分考慮起吊空間，保證設備順利吊下；（7）設備吊下，根據(jù)工作半徑和提升高度及設備重量需用350汽車吊；（8）將設備臨時用吊鏈和繩扣固定，能抵抗抽出原有管束時的橫向拉力；（9）將原有管束抽出，為保證抽出的順暢應始終保持管束和殼體水平，需用一臺55t 汽車吊和導鏈及千斤頂配合抽出；（10）將新管束回裝，為保證回裝的順暢應始終保持管束和殼體水平，需用一臺55t 汽車吊和導鏈及千斤頂配合

6、回裝，回裝完成后進行壓力試驗；（11）將設備吊裝就位，需350t汽車吊；（12）將拆除的附屬管線就位、焊接；（13）檢查合格后回復保溫；（14）拆除腳手架；（15）換下舊管束退庫。在整個施工中，根據(jù)施工需要腳手架隨時搭設或拆除。吊裝司機和吊裝指揮都必須持證 上崗。4施工技術及措施4.1設備吊裝順序4.2設備吊裝條件安全預案已準備，安全措施已到位；吊裝方案已審批，已進行吊裝技術交底會；吊裝索具、卡環(huán)及支撐梁等機具檢查合格；吊車站位符合吊裝方案要求；設備周圍管線已經拆除完畢；設備本體達到吊裝條件；天氣預報(周報、當天)滿足吊裝要求；吊裝場地已處理，地耐力達到要求(20t/E)，障礙清除完畢;影響吊

7、裝的設備上障礙物處理，需帶上的附件已固定；吊裝用吊車合格證；吊裝司機持證上崗；吊裝指揮持證上崗。4.3需吊裝設備的平面布置圖方西廠工4.4吊裝計算書4.4.1設備受力分析設備吊裝重量約：55噸350噸吊車鉤頭+繩扣+卡環(huán)：1.5噸350噸汽車吊受力：Fr 55噸+1.5噸=56.5噸4.4.2對吊車及索具校核吊車吊車工作參數(shù)吊車受力（t）350噸（98.1噸配重）主桿長41.2m，工作半徑18m，Q=58t55+1.5=56.5 噸4.5吊裝工藝設備的吊裝選用吊升法吊裝工藝：即吊裝開始時，被吊設備呈臥置狀態(tài)，主吊車吊起設備重心所在位置，保持設備平衡，緩慢提升。吊裝方法見下圖: 設備吊裝方法（步

8、驟）示意圖吊裝介紹：（1）設備吊裝準備吊裝前，準備好卡環(huán)，繩扣等工具；且富碳甲醇冷卻器05E004）周邊的附屬管道拆卸 完畢，周邊空間具備吊裝要求。這時要特別注意將設備和設備支座作上明顯且不易被擦掉的 標記，以便于設備回裝時的安裝位置準確。（2）設備試吊吊裝工作準備就緒后，由吊裝指揮下令，吊車吊住設備上已安置好的繩扣，起吊前檢查 設備周邊附屬管道及儀表元件是否已經拆除完畢，設備空間是否具備條件，繩扣，卡環(huán)，吊 帶是否已經就位，沒有發(fā)現(xiàn)任何問題才可以開始設備的正式吊裝。（3）正式吊裝試吊結束后，開始正式吊裝。正式吊裝時，由吊裝指揮下令，主吊車緩慢提升設備，直 至設備脫離底座。然后主吊車開始轉桿，

9、將設備轉至地上指定位置，調整設備方位，調整吊 車，落下設備，固定好設備，摘除吊裝索具，清理現(xiàn)場，設備吊裝工作結束。吊裝作業(yè)時嚴禁設備非正常轉擺動，且設備在調整方位的過程中，嚴禁設備各部位與吊 車臂桿相碰。設備吊裝過程中，設備、吊裝機具及周圍設備基礎之間要保持足夠的安全距離， 指揮人員應密切觀察。（4）吊裝指揮設備吊裝時設總指揮員一名，副指揮員一名，副指揮員負責按照總指揮員的指令指揮副 吊車的動作，總指揮員負責指揮主吊車的動作及參與吊裝作業(yè)人員的動作，保證整個設備吊 裝的順利進行。吊裝指揮信號以旗語和哨音為主;在設備起吊過程及設備即將脫離基礎時副指揮要密切 關注設備的情況，通過旗語和哨音及時的將

10、信息反饋給總指揮，協(xié)助總指揮調整吊車的動作。 4.6管束更換將設備05E004換熱器吊下至地面后，就要進行最為關鍵和重要的管束更換工作。為了 保證管束更換過程的順利開展，我方制定了兩套施工方案，其中一套作為應急的備用方案。 首先將設備放置在前后各有20米空曠距離的平地上，設備底座一定要用搭設成“井”字型 的道木組墊牢固，然后采用40噸載重板車放上重物作為換熱器尾部的錨固點，用兩個5噸 導鏈和鋼絲繩將換熱器錨固。（1）根據(jù)設備高度搭設腳手架，用液壓扳手卸下管箱及封頭的連接螺栓。在拆卸螺栓 的過程中，現(xiàn)場技術人員和帶班組長一定要做好螺栓拆卸順序的記錄，用記號筆將序號寫在 每一條螺柱上面，在回裝封頭

11、時一定要按序號進行逆回裝，防止因為安裝位置不夠螺栓穿不 上而重新拆掉封頭，用吊車將封頭吊下放在指定位置墊牢固。（2）在管板兩側對稱焊接兩個用30mm厚的鋼板制作的L型臨時支掛點，作為千斤頂?shù)?頂點，然后用一個50噸的千斤頂將管板微微頂起，再用兩個16噸的千斤頂放在制作的兩個 L型支掛點位置開始同時加力，將舊管束向外拉出一點。然后拆掉千斤頂。（3）抽管束原定的第一個方案是，在換熱器的前部找兩個錨點，用兩個5噸導鏈和鋼 絲繩連接兩個錨點和L型支掛點，然后開始拉緊導鏈，同時55噸吊車用吊帶豎直方向吊住 已拉出部分管束，一點一點將管束抽出。但我方擬使用的兩個大型水泥基礎錨點，由于業(yè)主 方不同意我方使用

12、，因此只能采取第二套方案。將兩根鋼絲繩固定好兩個L型支掛點，然后 將鋼絲繩的另一端掛到一輛大型鏟車的水平牽引點上，用鏟車一點一點的將管束抽出。在抽 的過程中一定要注意不斷更換吊帶的位置，防止吊點不平衡，在更換吊帶位置時一定要及時 用道木或50噸千斤頂支撐住管板下部，防止管束滑動和傾倒。如圖：舊管束抽出后用吊車將其吊至預先墊好的道木上，道木一般設置兩個，每個兩至 三層，管束放上后，用道木在兩邊擠住，以防滾動。裝新管束為抽舊管束的逆過程，先用吊車將新管束豎直方向吊起，再用水平方向 的兩個5噸導鏈將管束往回裝。為防止新管束的管板受損，在往回裝的過程中一定不要用鋼 絲繩直接掛在管板上，而是用一根道木橫

13、放在管板前面，將鋼絲繩和導鏈掛在道木的兩端。所有拆開的法蘭均應換新墊片，禁止用舊墊片，法蘭密封面不能有劃痕，所有螺 栓安裝前應清洗干凈。特別是封頭的墊片安裝時一定要將墊片中間的橫向金屬條放到管板的 中間凹槽內，防止因為密封不嚴而需重新拆裝封頭、更換墊片。4.7液壓試驗設備修復完工，經檢查合格后，按工藝要求進行設備壓力試驗。試壓液體采用潔凈水，嚴格保證溫度不得低于5C，另外應嚴格控制水壓試驗用 水中氯離子含量不超過25mg/L。試驗采用方法殼程試壓：殼側除預留一個試壓甩頭外，其它法蘭用能滿足試壓要求的盲法蘭盲死，注 入試壓液體，檢查容器頂部排氣口，保持容器外表面干燥，當容器壁溫與液體溫度接近時緩

14、 慢升壓至設計壓力，確定無泄漏后繼續(xù)升壓到規(guī)定的試驗壓力，保壓30分鐘，而后將壓力 降至規(guī)定試驗壓力的80%,并保持足夠長時間對所有焊縫和連接部位進行檢查；如有滲漏， 修補后重新試壓。管程試壓：封頭回裝完畢后，采用殼程試壓方法試壓。試壓完畢后，應將液體排凈，并用壓縮空氣將內部吹干。液壓試驗后的壓力容器，符合下列標準為合格：無滲漏；無可見變形；試驗過程 中無異常響聲。4.8 氣密試驗開車前，要對該檢修后設備進行氣密性試驗，氣密試驗壓力應為操作壓力，試驗介質為 氮氣。試驗步驟：升壓應該分段緩慢進行，首先升至氣密性試驗壓力的10%，保壓510 分鐘，檢查之后繼續(xù)升壓至試驗壓力的50%，無異常情況按每級10%的速度升壓直至規(guī)定的 試驗壓力，保壓進行最終檢查，保壓時間應不少于30分鐘。充氣升壓的過程中，即可對所 有拆裝后密封部位進行泄漏檢查(噴肥皂水)，待壓力達到規(guī)定的試驗壓力后，密封面無連 續(xù)蟹沫滲出為合格。一旦發(fā)現(xiàn)有泄漏應泄壓進行處理，并重新作氣