煙氣制酸系統(tǒng)換熱器整體移位技術(shù)的應(yīng)用實踐

侯海明，劉 陳，葉新軍，程華花，張永虎，姜子燕

（金川集團股份有限公司，甘肅金昌737100）

金川集團股份有限公司鎳冶煉廠（以下簡稱金川鎳冶煉廠）700 kt/a制酸系統(tǒng)于2008年8月建成投產(chǎn)，配套處理富氧頂吹冶煉煙氣。轉(zhuǎn)化工序采用四段“3+1”兩次轉(zhuǎn)化、ⅣⅠ-ⅢⅡ換熱流程。換熱器正常工作期間處于高溫狀態(tài)，列管內(nèi)外流經(jīng)冷、熱2種煙氣，在停車檢修、開車過程中面臨降溫、升溫過程。長期使用過程中，在熱應(yīng)力作用下，換熱器殼體、進出口煙道以及列管等焊縫時常開裂漏煙，污染現(xiàn)場環(huán)境，同時運行過程中換熱器內(nèi)部列管斷裂、變形、內(nèi)部焊縫拉裂等，會造成換熱器的換熱性能下降[1]。受鎳冶煉系統(tǒng)的生產(chǎn)需求、檢修時間、空間的制約，換熱器的拆除和新建成為一大難題。針對換熱器拆除、更換面臨的困難，金川鎳冶煉廠研發(fā)了換熱器整體移位技術(shù)。

1 換熱器現(xiàn)狀

換熱器高22 m，直徑8.62 m，體積大，質(zhì)量達137 t。如果在原換熱器的基礎(chǔ)上施工，因受空間的制約，整體拆除吊裝困難。換熱器拆除、新建至少需要4個月，在原基礎(chǔ)上解體后再重新制作安裝，將會影響公司的整體經(jīng)濟效益。

2 換熱器的整體移位

利用在船舶工業(yè)中移動大型部件時采用的滾杠方法對換熱器進行整體移位，達到快速更換換熱器的目的。

2.1 設(shè)置遷移軌道

更換換熱器過程中，需鋪設(shè)新、舊換熱器各自的遷移軌道，應(yīng)保證軌道基礎(chǔ)和軌道有足夠的承載力和剛度，以承受換熱器移動過程中產(chǎn)生的力。軌道要有足夠的施工精度，平移時軌道要達到規(guī)定整度，以保證換熱器受力均勻并減小摩擦阻力。將舊換熱器在原基礎(chǔ)水平面切斷，使其與基礎(chǔ)分離。施工現(xiàn)場軌道見圖1。

圖1 施工現(xiàn)場軌道

2.2 利用千斤頂垂直頂升舊換熱器

頂升前切斷舊換熱器殼程、管程的進出口煙道，預留足夠空間，便于舊換熱器的垂直、水平移動。頂升第一階段在舊換熱器筒體下部一周均勻焊接18個牛腿；頂升第二階段用18臺千斤頂固定至牛腿下部；頂升第三階段利用18臺千斤頂同時頂升牛腿，使舊換熱器均勻受力，將舊換熱器垂直頂起200 mm。

2.3 擺放鋼管

在頂起的舊換熱器下部，沿著移動軌道均勻擺放長9 m的?108 mm×14 mm厚壁無縫鋼管，鋼管間距不大于300 mm。采用厚壁無縫鋼管是為了能夠承受換熱器質(zhì)量，保證軌道的整體剛度可以承載換熱器質(zhì)量的不均勻分布，以及在移位過程中可以抵抗推、拉、頂升、旋轉(zhuǎn)等引起的附加內(nèi)力。牛腿及千斤頂放置示意見圖2。

圖2 牛腿及千斤頂放置示意

2.4 移動舊換熱器

移動前，均勻松開舊換熱器周圍的千斤頂，緩慢將舊換熱器坐落至鋼管上部。實施移位時，外加動力按實際作用點分配，其分配原則為：施加在各作用點的外加動力須與建筑物上結(jié)構(gòu)傳至該單元托換加固體系的荷載成正比。同時，保證各軸線同步移動并減少由于移動使建筑物產(chǎn)生偏移。應(yīng)采取逐級加荷和卸荷的方法進行移動。一般一級加荷到設(shè)計荷載的30%，以后每級以荷載的10%遞增，達到設(shè)計荷載的70%以后，以設(shè)計荷載的5%遞增，直到建筑物移動。在移動軌道末端安裝卷揚，在舊換熱器筒體上焊接拉鉤，在拉鉤和卷揚之間用鋼絲繩固定，開啟卷揚，緩緩拉動舊換熱器，將舊換熱器沿著設(shè)定軌道移動至指定位置。移動軌道示意見圖3。

圖3 移動軌道示意

2.5 新建換熱器的移入

檢修前，在安裝軌道同一水平面內(nèi)完成異地新建換熱器的安裝工作，運用上述方法，沿著軌道反向?qū)⑿陆〒Q熱器移動至原有基礎(chǔ)之上，與換熱器的殼程、管程進出口煙道進行對接，完成新?lián)Q熱器的更換。

3 換熱器更換效果及注意事項

新?lián)Q熱器安裝完成后，運行效果良好，檢修工期從計劃的4個月縮短至1個月。更換換熱器后，徹底解決了換熱面積不夠的問題，保證了轉(zhuǎn)化的熱量平衡，減少了煙氣泄漏。

在新、舊換熱器移動過程中必需提供足夠的動力，保證換熱器本體、軌道受力均勻，避免換熱器受力不均及軌道變形無法移動。

4 結(jié)語

換熱器整體移位技術(shù)在700 kt/a制酸系統(tǒng)得到了成功應(yīng)用，在不影響生產(chǎn)的情況下實現(xiàn)了換熱器的整體重新制作，并安裝到位。采用該技術(shù)可以大幅度節(jié)約項目成本，不必支付拆遷安置等間接費用。由于只需對基礎(chǔ)部分進行處理，所以工期通常較短。換熱器整體移位技術(shù)通過卷揚和千斤頂?shù)氖褂?，解決了大型設(shè)備橫向移位、縱向抬升的兩大難題，在公司大型設(shè)備的移位改造方面具有廣泛的推廣價值。