LNG项目设备侧装技术研究_杨震.pdf

第 3 期收稿日期:20220713作者简介:杨震，机械工程师，从事船舶和海洋工程生产设计工作。LNG 项目设备侧装技术研究杨震，范丽丽，张少华，杜光，齐小平(海洋石油工程(青岛)有限公司，山东 青岛266520)摘要:提供了一种适用于海洋石油平台建造过程中对晚到货的立罐设备卧进侧装后翻身的安装工艺，其设计合理、可行性高。立罐设备卧倒后，其竖直方向占用的空间比较小，在侧进之前需要完成设备的旋转，保证设备轴式吊耳处于水平，采用倒链和坦克车实现设备的侧进，在结构甲板上临时切开一个较小空洞，采用吊机主吊和倒链辅助设备翻身，实现设备的最终就位。关键词:LNG;设备晚到;设备侧装中图分类号:TE42文献标识码:B文章编号:1008021X(2023)03019102在海洋石油平台和 LNG 工艺模块中，布置有一些立式储罐设备，由于模块的建造进度或设备的到货进度不完全匹配，一些立罐设备到货时间晚于模块甲板的盖片时间，对项目施工进度造成不利影响。在以往处理方法中，通常是采用预留甲板片或者在已经安装好的甲板片上开洞，然后采用吊机将立式储罐竖直吊起来后，从甲板片预留或者开孔的孔洞位置往下穿设备。如果立罐设备从顶部空洞下放，需要在甲板片上预留或者开非常大的孔洞，会对结构专业的完整性产生巨大影响，会影响空洞周围的设备等安装。另外，对于一些特殊立罐设备上层甲板片已完成扣片且结构杆件无法预留(设备正上方有滑道梁)，因此设备无法通过开天窗完成正装，只能通过立罐侧进完成安装，但是，同时存在的问题是立罐设备通常高度较高，重心也过高，立罐立式状态侧进风险较大。为了克服现有技术存在的上述缺点，提供了一种适用于海洋石油平台建造过程中对晚到货的立罐设备卧进侧装后翻身的安装工艺，其设计合理、可行性高。立罐设备卧倒后，其竖直方向占用的空间比较小，在侧进之前需要完成设备的旋转，保证设备轴式吊耳处于水平，采用倒链和坦克车实现设备的侧进，在结构甲板上临时切开一个较小空洞，采用吊机主吊和倒链辅助设备翻身，实现设备的最终就位。以国外 LNG 项目常见滤器为例，介绍设备晚到货的设备侧装方法。原料气滤器的尺寸及质量见表 1。表 1原料气滤器的尺寸及质量参数数值外形尺寸/m27(L)2388(W)582(H)设备运输质量(包含运输底座)/t281设备安装位置设备安装位置如图 1 所示。图 1设备安装位置2吊装要求(1)小车或平板车行走路径应在设备吊装前一天清理干净并且保证平坦。(2)在进行运输作业之前，应清理平板车行走路线上的任何障碍物。(3)扫平板车通道，尽量保证车道的平整，场地上小石子在运输前需压实。(4)SPMT 小车通道不能横跨电缆沟及其他危险区域。不能避开的，需在电缆沟上铺设 PL40 或者以上厚度的板材。(5)吊车行走路径应在设备吊装前一天清理干净并且保证平坦。(6)吊车行车通道不能横跨电缆沟及其他危险区域。(7)在进行吊装作业时，吊车的旋转半径范围内不能有任何障碍物。(8)吊装现场的天气状况符合 HSE 要求。(9)设备在 SPMT 小车或平板车上运输时，应有足够的绑扎固定。(10)所有钢丝绳、吊带、卸扣以及撑杆必须有合格检验证书。3设备翻身由于该设备属于立罐，到货时设备上层甲板片已完成扣片且结构杆件无法预留，因此设备无法通过开天窗完成正装，只能通过侧装完成安装，由于设备高度高达 55 m，重心过高，立式状态侧进风险太大，只能卧式侧进，然后在设备最终就位位置附近完成翻身。设备到货时设备遛尾吊耳未在设备竖直上方，导致设备侧进后扶正无遛尾吊耳可用，因此需在设备侧装前完成设备的旋转翻身，保证设备轴式吊耳处于水平，步骤如下:第一步，如图 2 所示，根据立罐设备 2 的外形尺寸、吨位，设备上管口的布置情况，设计旋转框架 1，旋转框架满足设备旋转的强度以及高度要求;第二步，将设备自带的运输垫墩拆除，用吊机将设备 2 放置在旋转框架 1 上，通过吊机辅助，完成立罐设备 2 沿轴向方向的旋转;第三步，设备旋转后，根据设备 2 旋转后管口、吊耳分布情况重新布置运输垫墩 3，对于设备旋转后管口朝下情况，原运输垫墩 3 高度无法满足要求，在已有垫墩下采用连续焊焊接两段H 型钢 4 加高垫墩(详见图 3)。图 2卧罐设备运输到货旋转前示意191杨震，等:LNG 项目设备侧装技术研究DOI:10.19319/ki.issn.1008-021x.2023.03.056山东化工图 3卧罐设备运输到货旋转后示意4侧装前准备工作(1)拆除侧装路线上的脚手架、管线、支架等障碍物;(2)在甲板合适位置焊接临时吊点固定手拉葫芦用于牵引设备;(3)在设备侧装路径上铺设 H 型钢，H 型钢铺设之前需要预处理、喷底漆，H 型钢与结构需焊接，在 H 型钢上放置 4 个50 t坦克车，其布置图见图 4;图 4坦克车布置图(4)在设备上方结构梁上布置板式吊耳 8，用于设备 2 翻身遛尾;(5)吊车行走路径应在设备吊装前一天清理干净并且保证平坦;(6)吊车行车通道不能横跨电缆沟及其他危险区域。5设备侧装第一步，使用单台吊机控制设备一侧缓慢搭在模块边缘，借助倒链牵引通过滑移轨道缓慢向前移动，进入模块，见图5、6;第二步，设备重心全部坐在模块内后，吊机摘钩，采用倒链7 牵引设备往前移动，设备滑移到指定位置;第三步，挂好吊机 11 和倒链锁具 13，拆除旋转框架 1 和运输垫墩 3，进行设备翻身，见图 7;第四步，完成设备翻身，将设备吊到最终就位位置，见图 8。图 5卧罐设备侧装上模块边缘示意图 6卧罐设备侧进上模块边缘示意 AA 向示图图 7翻身过程图 8翻身完成(下转第 196 页)291SHANDONG CHEMICAL INDUSTY2023 年第 52 卷山东化工半球供水环管底部的排凝竖管可以和消防冷却水供水立管一起采用邻管支撑固定，敷设至罐区地面处加装阀门后，就近接至排水沟。325管道支架消防冷却水水平环管、竖向环管及供水立管均需要设置支架进行支撑，支架一般需要固定在罐体上。根据常规做法，消防喷淋水平环管支架均采用角钢做单臂梁支架，角钢焊接于经垫板加强处理后的球罐罐壁上。水平环管与角钢采用 U 型螺栓进行固定。连接各圈水平环管的竖向环管，也需要采用角钢做支架，做法同上。根据 GB 502192014 水喷雾灭火系统技术规范2 第 3212 条和 3214 条相关要求，水平环管、立管上设置的支架间距均不宜超过 3 m。管道支架一般采用碳钢材质，故需要在支架和管道之间加设同管道材质的垫板，以防止管道腐蚀。固定管道用的 U 型螺栓材质，宜与管道同材质或垫设与管道同材质的垫板。4配套专业球罐消防冷却水喷雾系统设置有雨淋阀和信号阀，其中雨淋阀组的电磁阀、压力开关，信号阀的开关状态信号均需接入消防控制室中的火灾报警控制系统。雨淋阀组与球罐罐体上设置的光纤光栅温度信号、现场就地火灾操作柱及远程火灾报警操作按钮发出的火灾信号进行联锁自动启动。发生火灾时，光纤光栅温度达到设定值后会发出火灾报警信号，同时现场火灾操作柱处也可发出火灾报警信号，控制室内火灾报警控制系统接收到火灾报警信号后自动联锁给着火罐所有雨淋阀及邻近罐的 2 台雨淋阀组的电磁阀供电，雨淋阀打开，开始消防冷却水供水。雨淋阀开启后，压力开关处管道通水充压，同时发出电信号至火灾报警控制系统，用于报警和联锁启动消防水泵。雨淋阀处的水力警铃也开始发出就地报警声信号。消防完毕后，需要有权限或经授权的操作人员至现场，手动关闭雨淋阀，并调至伺应状态。雨淋阀组前还应设置消防信号阀，消防信号阀需反馈阀门的开关状态至火灾报警控制系统，平常阀门保持常开的状态，一旦阀门关闭后，需发出报警信号。设置信号阀，远程控制系统实时监控阀门的开关状态，从而保证任何时候都可以安全、可靠地向雨淋阀组供水。消防冷却水管道及控制阀组系统敷设应采用管墩明敷，且在局部位置设置导向支架。明敷管道利于维护检修，且管墩采用混凝土结构，寿命长久，增强管路的安全性。敷设于罐区防火堤内的消防水管道，在无法保证人员正常通行的位置，还需设置跨桥踏步等跨越设施。5结论及建议石油化工企业的安全绿色稳定运行是企业之本，而企业安全运行的根本在于工程设计的安全经济合理。火灾危险性为甲A类的液化烃是属于石油化工行业内的重大风险源，是消防设计的重点对象，除设备、工艺流程本身的安全设施设计外，水消防设施的设计也极为重要。1 000 m3及以上容积的液化烃球罐的固定式消防冷却水喷雾系统设计，整体采用上下半球、左右半球均为独立的供水系统，以保证球罐罐壁的冷却水喷水强度相同，更好地满足均衡喷水的要求。同时，系统环管上设置的喷头选用 ZSTW 型水雾喷头，设计压力采用 02 MPa，可以较好地对罐壁进行冷却。参考文献 1 中国核电工程有限公司给水排水设计手册(第 2 册):建筑给水排水 M 3 版北京:中国建筑工业出版社，2011 2中华人民共和国公安部水喷雾灭火系统技术规范:GB 502192014 S 北京:中国计划出版社，2015 3中国石油化工集团公司石油化工企业设计防火标准(2018 年版):GB 501602008S 北京:中国计划出版社，2009(本文文献格式:李万银石油化工液化烃球罐消防水系统设计浅谈 J 山东化工，2023，52(3):193196)(上接第 192 页)6吊装方案编制注意事项(1)机械设备的吊装方案是吊装运输方案，需要包含运输信息，包括装卸车吊装示意图，运输路线图。如果设备质量不足 50 t，由于其装卸货不属于大型作业，运输相关信息可不提供。(2)设备文件名要和建设计划一致，PDF 文件名要中英文对照。(3)内容里面的页眉页脚要和文件名匹配。(4)概述中的参考信息要有项目的布置图厂家资料文件号等信息。(5)设备质量要包含带设备运输底座质量的运输质量，用以计算运输质量的利用率。(6)吊装示意图中，要增加吊点孔和场地已有卸扣的尺寸校核，吊点详图没有及时要。业主是按科索比设计的吊耳，有可能出现问题。(7)标出设备吊点间距的尺寸详图，便于选择核实撑杆。(8)质量计算时，质量不确定系数 105，动态放大系数在100 t 以内为 11，100 t 以上取 105，动态放大系数在体系文件中查表确定。(9)履带吊的大钩通常为山字钩，需要用两根钢丝绳，一根挂一边。(10)对一个卸扣中连接多根钢丝绳，需要仔细校核，钢丝绳直径和卸扣弓高等尺寸做放样检查，是否存在卡不进去的情况。7结论现有项目处理方法，通常是采用预留甲板片或者在已经安装好的甲板片上开洞，然后采用吊机将立式储罐竖直吊起来后，从甲板片预留或者开孔的孔洞位置往下穿设备。如果立罐设备从顶部孔洞下放，需要在甲板片上预留或者开非常大的孔洞，会对结构专业的完整性产生巨大影响，会影响孔洞周围的设备等安装。另外，对于一些特殊立罐设备上层甲板片已完成扣片且结构杆件无法预留(设备正上方有滑道梁)，因此设备无法通过开天窗完成正装，只能通过立罐侧进完成安装，但是，同时存在的问题是立罐设备通常高度较高，重心也过高，立罐立式状态侧进风险较大。与现有晚到货的立罐设备安装就位所用的工艺、技术方法和模式相比，本方法具有创新性，且设计合理、可行性高、前瞻性强、成本节约明显、操作方便、良好的经济性等特点。(本文文献格式:杨震，范丽丽，张少华，等LNG 项目设备侧装技术研究 J 山东化工，2023，52(3):191192+196)691SHANDONG CHEMICAL INDUSTY2023 年第 52 卷