&C Technology
工
朱文俊
中化二建集团有限公司山西太原030021
摘要首先对凯洛格氨合成塔的装方法进行了分析。在工中，进格氨合成塔内件与工装筒连接螺栓的功能、自制加长套筒扳手、改变催化剂装填的传统作业程序、自主 设置电牵引机构等，大地降低了工程成本，缩短了工工期，确保了催化剂的活性，保证了施工量，为今后同类型设备装工积累了宝贵的经验。 关键词合成塔内件导入紧固型螺栓套筒型扳手催化剂
中图分类号TE682文献标识码B文章编号1672-9323(201/05-0038-04
#引言
作为重要的无机化工产品，合成氨工业在国民经济中占有重要的地位，其用途十分广泛，对我国化学工业的发展特别是农业生产发挥了重要的作用。近年来，随着科学技术的进步，农业生产水平进一步提高，合成氨工业不断发展，生产规模不断扩大。氨合成塔作为合成氨装置中最核心的设备，随着生产的大型化，其直径和重量也随之不断增加。为克服传统立式合成塔的缺点，目前规模超过30万t/a的合成氨装置多采用卧式氨合成塔，其中美国凯洛格-布朗路特公司(KBR)研发的凯洛格卧式氨合成塔就是其典型代表之一，在国内外应用极为广泛。本文以内蒙古博大实地5080化肥中格氨合成塔装为，技术研发，成功改进了原KBR公司的专有施工技术方案，在用中了工量，了工， 了良好的经济效果，赢得了业主的好评，在大型卧式合成塔工中有广泛的用R 2凯洛格卧式氨合成塔简介
内蒙古博大实地5080化肥项目采用凯洛格-布朗路特合合成氨技术，其核心设备格氨合成塔为卧式布置，规格为,3000-29960，其中壳体重3101，外形长32m；内件32750x26750，重1631；触媒重143t工装
40用装工R其中氨合成塔件安装程序繁多，工序复杂，精度要求高，催化剂装填时间短，给现场施工带来了一定的难度。
3内件安装工艺流程及施工技术要点
3.1内件施工工艺流程
格氨合成塔设备重量大，装，精度要求高。如何把庞大的触媒篮多次从壳体中灵活的抽出、移入，控制各部位的安装精度是关键。其内件施工工艺流程图见图1。
内件预组装封头预安装塔内部管道
焊接
触媒装填塔整体封闭
充氮保护待
试车
图1合成塔内件施工工艺流程图
38I石油化工建设2019.05
& C Tech no l ogy
工
3.2连接螺栓设计改造
目前国内外凯洛格卧式氨合成塔设备内件安装大 多采用KBR 公司提供的安装文件，在设备制造商现场
技术代表的指导下进行安装。由于氨合成塔内件重量
重（约163t ）、安装长度较长（约26.75m ），安装时须在
内件外端部安装专用工装筒进行接长，采用移动轨道 车辅助安装。合成塔内件与专用工装筒的连接采用
KBR 公司提供的64条专用连接螺栓（M36），如图2、
图3所示。
图2工装筒（端部与合
图3合成塔内件
成塔内件端部连接） （端部与工装筒端部连接）
设计文件中连接螺栓（M36）与螺栓孔（M38）的配
合间隙小 > 经实测工装筒每个孔与连接螺栓总的间隙
为1.5mm ，合成塔内件每个孔与连接螺栓总的间隙仅 为1mm 。因KBR 公司提供的连接螺栓为紧固型螺
栓，不具备导入功能（图4），导致合成塔内件与专用工
装筒间多条连接螺栓对准十分困难，在组装过程中极
易造成螺纹损坏，给施工带来了很大困难。为此，中化
二建集团有限公司经过技术攻关，将原紧固型螺栓改
为导入紧固型螺栓，即将M36标准螺栓一头使用车床
加工成M30—M20锥形螺纹。
图4原连接螺栓一一紧固型螺栓（M36—64套）
、一
海林市第一中学—
(60,
改造后的螺栓前端为M36，满足与内件端面丝孔 配合，长度同原连接螺栓；中端为433，其受力截面与 M36等同，不降低连接强度，满足剪切力要求；后端为
M30，仅起紧固作用，并配双螺母以满足要求；尾端为
圆锥状，6 25，长20mm ，做导引端，引导螺栓顺利穿入 螺栓孔。具体如图5所示。
图5改造后的螺栓一一导入紧固型螺栓（M36—64套）
3.3特制M36套筒型扳手
如图2、图3所示，因64条连接螺栓间距过小，无
法正常使用常规扳手进行紧固，现场特制M36套筒型
专用 ，
螺栓间 过小 采用
手进行紧固的问题。首先选用7 20钢板按照M36螺
栓配 螺 外 内 孔 采用
8 76x3钢管作为套筒，套筒长300mm ；将制作的内六
角钢板套入套筒内端部，接触面满焊连接，在：76x3
套筒另一端距端部20mm 处垂直穿孔插入<20x 300 的圆钢作为套筒型扳手的手柄。如图6所示。
1-1
图6特制M36套筒型扳手
3.4催化剂装填方法的改进
KBR 工艺要求合成塔内件内装填预硫化活性催
化剂，但在最后一床预硫化活性催化剂装填时，因合成
气出口管正好位于人孔处，不能按设计要求整体装填，
如采用散装达到装填密度，则会影响合成效果，又因是
活性催化剂，要求短时间内装填完成。按照KBR 公司
技术要求，需拆除合成气出口管，利用工装筒、移动轨
道车配合将合成气出口管移出，以方便人员操作。但若
按KBR 公司技术要求移除合成气管，需将合成塔内件
与工装筒之间的64条M36连接螺栓全部拆除，为防
止合成气管移出过程中工装筒失稳，同时需要在工装 筒的另一端增加配重400kg （图7）。
30m
银监会36m
图7原KBR 公司技术要求操作方法示意图
上述操作过程仅仅是为催化剂装填提供方便，操
石油化工建设2019.05 |
39
& C Technology 工程技术
作程序复杂，精度要求较高，作业时间较长，手段用料 多，成本高，且容易影响催化剂的活性。经现场技术攻
关，中化二建集团有限公司提出更改KBR 公司的作业
程序：拆除工装筒上的移出支架（图8）；焊接板式吊耳,
DN300导气管组重400kg ，经计算，在工装筒内顶部长
度方向等间距焊接安装4套吊耳，吊耳采用5 =10mm 厚Q235钢板制作（图9）；用软性吊装带作吊装索具， 用接力吊装的办法移出合成气管（图10） “经过与KBR
公司现场技术专家的沟通,KBR 公司认为他们多年来
用工装筒 移 合移出合成气 的方经济、不可取，中化二建集团有限公司的施工方法简
有 合成气 ，
催
剂装填时间约1周，大大降低了活性催化剂暴露在大
气中的时间，
中 二建 团有限公司的 工方法。图'移出支架
图9吊耳布置图
图10技术改进后操作方法示意图
3.5自主设置自动牵引机构1苯基1丙酮
合成塔内
在安装过程中需反
复推动移动轨道车。由于上述构件重量较重，人工极难 推动小车，中化二建集团有限公司经现场技术研发，设
， 提 工作 ，
工
期。该装置采用5t 慢速卷扬机与50t 滑轮组配合形成
, 合成 式 根部，布置时应对基础棱角进行保护；卷扬机布置于移
动轨道车轨道的末端，并设置后锚点，对移动轨道车进
行牵弓I，详见图11。
图11牵引机构
4效益分析
4.1社会效益
中化二建集团有限公司运用上述施工方法成功地
完成了内蒙古博大实地5080化肥项目合成氨装置凯
洛格卧式氨合成塔内件的安装任务，工期缩短，质量优
良，无安全事故；一次投料成功，达产达效，运行稳定,
得到了业主、监理以及KBR 公司售后技术服务人员一
致好评，为中化二建集团有限公司承揽后续工程奠定 了良好的 ，获得了良好的社会效益。4.2经济效益
上述施工方法主要对KBR 公司提供的氨合成塔
内件施工方法进行了两项技术改进，即64条紧固型连
接螺栓的改造和影响催化剂装填的合成气管拔出方法
的改良，大大缩短施工周期。实际工期较计划工期缩减
14d ，节省人工费用5.6万元，节约机械费用24.6万
元，经济效益显著。
5结论
综上所述，中化二建集团有限公司结合工程实践
经验并经过技术人员的科学攻关，成功地对KBR 公司汽车之友电子版
原有的凯洛格卧式氨合成
备内 装方法进行了
改进。通过运用合理的施工工艺，在不影响构件性能的
改造螺栓 紧固 手, 重 备
多 螺栓欧锦赛2013
紧固 的 通 改 催 装
程中合成气 的 装方 , 主 ,
减少了工装筒拆装次数、手段用料和大型机械台班用
量；极大地简化了施工操作程序，加快了施工进度，提
40
|石油化工建设
2019.05
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工
高了机械化程度，确保了工程施工质量。上述施工方法
已成功申请发明专利《凯洛格卧式氨合成塔内件安装
方法》(专利号:ZL201510360077.4)和部级工法《大型
卧式凯洛格氨合成塔内件安装施工工法》(HG-
GF28-2014)。随着科学技术的发展、施工经验的不断
总结积累，将有更好、更先进的，而使工
程施工质量、工程管理水平不断提高。
参考文献
(上接12页)
回收发电后再送至空冷器，降至45#送至东区脱盐水
站进行处理，工艺流程如图1所示。
该余热发电系统共配置了3台ORC发电机组，机
组之间并联布置。ORC发电机组由北京华航盛世供
货，采用了先进可靠的向心涡轮透平技术。该余热发电
系统的配置及设计性能如表3所示。
表'余热发电系统配置及设计性能(3台)
机组配置
机组型号HSRT560
机组台数3
总装机容量(kW)1680输出电压(kV)10膨胀机高效透平有机工质种类R245fa
冷凝液
流量(t/h)436进口温度(°C)114.4出口温度(°C)80
输出
发电功率(kW)1369
净发电功率(kW)1082余热发电系统建成后，进行了连续4d共计100.3h的验收测试，测试结果如表4所示。由于乙二醇工艺产生的蒸汽冷凝液流量远未达到设计值，温度也偏低，测试期间采用发电机组2台同时运行。将单台机组运行效果与设计工况进行对比，结果见表5，可以看出，在现场实际条件下，单台ORC发电机组的运行性能完全满足并超过了设计要求。因此，该项目顺利通过了验收。
5结论1KBR公司提供的技术文件.
2钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001.
3现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范GB50683-2011.
4六角头螺栓GB/T5780-2016.
5起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废GB/T5972-2016.
6吊车轨道联结及车档17G325.
7大型设备吊装工程施工工艺标准SH/T3515-2003.
(收稿日期：2019-06-20)
表4余热发电系统运行性能验收测试(2台)
流量(t/h)306-340(平均315)
进口温度(=)108.5~114.7(平均111.0)
出口温度(@)79.8-83.8
累积发电量(kW・h)97400
累积耗电量(kW-h)18025
累积净发电量(kW-h)79375
平均发电功率(W)971
平均自耗电功率(kW)180
平均净发电功率(kW)791
表&运行效果分析(单台平均)
设计工况实际运行工况流量(t/h)145.3157.5
进口温度(°C)114.4111.0
发电功率(kW)456486
自耗电功率(kW)9690
青岛小港净发电功率(kW)360396
⑴近年来，国内煤制乙二醇项目越来越多，其生产过程会产生大量的余热，通常以低压蒸汽或蒸汽凝结水的A
⑵ORC技术是近年来在国内兴起的低温余热发电技术，用于乙二醇工艺余热的回收用，其经济效益与社会效益的十分显著。
⑶通过几年的发展,ORC发电技术日趋成熟。从应用效果来看，国内部分制造商的产品性能优良，完可设计
⑷建议ORC余热发电技术在国内煤制乙二醇项目上推广应用。
收2019-06-26
石油化工建设2019.05|43
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