【正文】 第五章 靜設(shè)備安裝靜設(shè)備是以靜置的作用部件為主的機械設(shè)備，在石油、石化、化工各類裝置及原料和產(chǎn)品儲存運輸?shù)纳a(chǎn)過程中完成和實現(xiàn)反應(yīng)、分離、混合、換熱、儲存等工藝。油氣田地面工程中的靜設(shè)備主要包括塔器、立式儲罐、球形儲罐、濾罐、油氣分離器、游離水脫除器、油水緩沖罐、電脫水器、注汽鍋爐、水套加熱爐等，是油氣生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，主要用于油、氣、水等介質(zhì)的儲存、分離及加熱等。需要說明的是立式儲罐和球形儲罐的施工，已在集團公司統(tǒng)編培訓(xùn)教材之一《儲罐施工》中進行了詳細的闡述，故本章不再重復(fù)介紹。本章主要以臥式靜設(shè)備和立式靜設(shè)備為例，介紹油氣田地面工程靜設(shè)備的現(xiàn)場安裝。第一節(jié) 靜設(shè)備的種類和特點一、靜設(shè)備的分類與結(jié)構(gòu)特點油氣田地面工程所用的靜設(shè)備種類繁多，其分類方法也多種多樣，可按形狀分為圓筒形設(shè)備、球形設(shè)備、矩形設(shè)備；按材料分為鋼制設(shè)備、非鐵金屬設(shè)備、非金屬設(shè)備；按設(shè)備在生產(chǎn)工藝過程中的作用分為儲存設(shè)備、換熱設(shè)備、分離設(shè)備；按設(shè)備承壓分為壓力容器、常壓容器；按儲存介質(zhì)分為儲氣設(shè)備、儲液設(shè)備等；按安裝形式分為臥式設(shè)備、立式設(shè)備；按結(jié)構(gòu)形式分為容器類設(shè)備、塔類設(shè)備、爐類設(shè)備、儲罐設(shè)備。在油氣田地面工程中多按形狀、安裝形式和結(jié)構(gòu)形式等進行分類。1．按形狀分靜設(shè)備按形狀可分為圓筒形設(shè)備、球形設(shè)備、矩形設(shè)備，見圖51所示。其中以圓筒形設(shè)備最為常見。在油氣田地面工程中，圓筒形設(shè)備主要有立式油罐、水罐、加藥罐、濾罐、沉降罐、熟化罐、過濾器，以及臥式電脫水器、油氣分離器、游離水脫除器、筒式加熱爐等；球形設(shè)備主要有各類球罐；矩形設(shè)備主要有潤滑油箱、水箱、水槽等。a）圓筒形設(shè)備 b）球形設(shè)備 c）矩形設(shè)備圖51 三種形狀的靜設(shè)備實物圖1）圓筒形設(shè)備結(jié)構(gòu)特點圓筒形設(shè)備是由圓柱形筒體和各種成型封頭（橢圓形、半球形、碟形、錐形等）所組成的立式、臥式設(shè)備。由于使用目的不同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也各不相同。該形狀設(shè)備制造較容易，承壓能力較好，因此在油氣田中應(yīng)用最為廣泛。比較常見的是立式圓筒形儲罐、立式塔設(shè)備、立式過濾器、臥式容器、臥式換熱器、臥式加熱爐等。2）球形設(shè)備結(jié)構(gòu)特點球形設(shè)備多為球罐，由數(shù)塊球瓣板拼接焊制而成。與圓筒形容器相比，在相同容積和相同壓力下，球罐的表面積最小，故所耗鋼材量少；在相同直徑情況下，球罐壁內(nèi)應(yīng)力最小，而且均勻，其承載能力比圓筒形容器大1倍，故球罐的板厚只有圓筒形容器壁板厚度的一半；球罐占地面積較小，基礎(chǔ)工程量小，可節(jié)省土地。但球罐的制造、焊接和組裝要求很嚴(yán)，檢驗工作量大，制造費用較高。隨著石油天然氣工業(yè)的發(fā)展，需要更多貯存低溫液態(tài)或高壓氣態(tài)物料的貯槽，因此近年來球罐得到日益廣泛的應(yīng)用。3）矩形設(shè)備結(jié)構(gòu)特點矩形設(shè)備由平板焊制而成，制造簡單，但承壓能力差，故只用作小型常壓貯罐。2．按安裝形式分靜設(shè)備按安裝形式可分為臥式靜設(shè)備和立式靜設(shè)備，見圖52所示。油氣田地面工程中常用的臥式靜設(shè)備主要包括三相分離器、兩相分離器、游離水脫除器、電脫水器、產(chǎn)品氣分離器、原料氣過濾分離器、換熱器等。立式靜設(shè)備主要包括壓力濾罐、凈化器分離器、閃蒸氣分離器、凝結(jié)水分離器、原油穩(wěn)定塔、洗滌塔、脫氧塔、脫甲烷塔、吸收塔、再生塔等。a）臥式靜設(shè)備 b）立式靜設(shè)備圖52 兩種安裝方式靜設(shè)備實物圖1）臥式靜設(shè)備結(jié)構(gòu)特點臥式靜設(shè)備最基本的結(jié)構(gòu)是一個密閉的殼體，大多數(shù)是圓筒形容器，它是由殼體（筒體）、封頭（又稱端蓋）、法蘭、支座、接口管及人孔、手孔、視鏡等組成，并根據(jù)使用功能的要求配備內(nèi)件和附件（見圖53）。圖53 圓筒形臥式容器結(jié)構(gòu)圖 1接管；2人孔；3封頭；4筒體；5支座；6液面計各種臥式靜設(shè)備都是通過支座固定在某一位置上。靜設(shè)備的支座除了承托容器的質(zhì)量、固定位置外，在某些場合下，支座還要承受操作時的振動、風(fēng)載荷、地震載荷、管道推力等外力。臥式靜設(shè)備支座一般可分鞍座式、圏座式及支腿式三種，其中鞍座為臥式靜設(shè)備特別是大型臥式靜設(shè)備廣泛應(yīng)用的支座形式。臥式靜設(shè)備通常采用雙鞍座形式，但對于非金屬材料制造的設(shè)備，以及較長的設(shè)備則需要采用多鞍座的形式，見圖54。a）雙鞍座臥式容器 b）多鞍座臥式容器圖54 臥式容器鞍座有焊制和彎制兩種，焊制鞍座由底板、腹板、筋板、墊板組焊而成。彎制鞍座與焊制鞍座的區(qū)別是其腹板與底板是由同一塊鋼板彎制而成。當(dāng)容器公稱直徑DN900mm時可用彎制鞍座，也可用焊制鞍座，DN≥900mm則采用焊制鞍座。為了保證容器在壁溫變化時能沿軸線自由伸縮，鞍座有固定式和滑動式兩種；固定式鞍座底板上的螺栓孔是圓形的，滑動式鞍座底板上的螺栓孔是長圓形的，雙鞍座支承的臥式容器必須是固定式鞍座和滑動式鞍座搭配使用。2）立式靜設(shè)備結(jié)構(gòu)特點立式靜設(shè)備與臥式靜設(shè)備的基本組成結(jié)構(gòu)相同，也是由殼體、封頭、法蘭、支座、接口管及人孔、手孔、視鏡等組成。主要差別在于殼體為垂直安放，還有支座的形式有較大差異。立式靜設(shè)備的支座通常分為耳式（懸掛式）、支腿式、支承式和裙式支座四種，見圖55和圖56。一般中小型直立設(shè)備采用耳式、支腿式或支承式支座，高大的直立設(shè)備則采用裙式支座。圖55 立式容器支座a）裙式支座立式容器 b）支腿式支座立式容器圖56 立式容器3．按結(jié)構(gòu)形式分為便于對油氣田地面工程靜設(shè)備安裝過程的管理，在《石油天然氣建設(shè)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》SY4200系列標(biāo)準(zhǔn)中，將油氣田地面工程的靜設(shè)備按照結(jié)構(gòu)形式分為容器類設(shè)備、塔類設(shè)備、爐類設(shè)備、儲罐設(shè)備。1）容器類設(shè)備石油及天然氣的生產(chǎn)加工過程通常是在靜設(shè)備這一特定空間內(nèi)進行的，這些設(shè)備尺寸大小不一、形狀結(jié)構(gòu)不同、內(nèi)部構(gòu)件更是多種多樣，但它們一般都有一個外殼，這個外殼就稱作容器。容器類設(shè)備有廣義和狹義兩個范疇：廣義上講，凡是具有外殼的靜設(shè)備均可稱為容器類設(shè)備，包括塔類設(shè)備、爐類設(shè)備和儲罐設(shè)備；狹義上講，把非塔類、爐類和儲罐類設(shè)備的容器，稱為容器類設(shè)備。本章介紹的容器類設(shè)備為狹義范疇，油氣田地面工程典型容器類設(shè)備見圖57。a）三相分離器 b）母液過濾器圖57 容器類設(shè)備容器類設(shè)備是最常見的靜設(shè)備類型，按設(shè)備承壓可分為常壓容器和壓力容器；按器壁結(jié)構(gòu)形式可分為單層容器、多層容器、襯里容器、復(fù)合容器，還可按形狀、材料、作用、介質(zhì)等進行分類。在油氣田地面工程中多用鋼制單層圓筒形容器，常用的有濾罐、油氣分離器、游離水脫除器、過濾器、油水緩沖罐、電脫水器等。容器類設(shè)備多為壓力容器，它們不僅需要適應(yīng)工藝過程所要求的不同壓力和溫度條件，往往還要承受內(nèi)部介質(zhì)的腐蝕，比較容易發(fā)生事故，而且事故的危害往往十分嚴(yán)重，因此，各國工業(yè)部門都把壓力容器作為受安全監(jiān)察的一種特殊設(shè)備。2）塔類設(shè)備塔設(shè)備又稱為塔器，是石油、天然氣加工生產(chǎn)中必不可少的大型設(shè)備。在塔設(shè)備內(nèi)氣液或液液兩相充分接觸，進行相間的傳質(zhì)和傳熱，因此在生產(chǎn)過程中常用塔設(shè)備進行精餾、吸收、解吸、氣體的增濕及冷卻等單元操作過程。油氣田地面工程中常見的塔類設(shè)備有分餾塔、原油穩(wěn)定塔、洗滌塔、脫氧塔、脫甲烷塔、吸收塔、再生塔、閃蒸塔、分子篩脫水塔等，這些塔類設(shè)備主要用于原油及天然氣的穩(wěn)定及加工處理。天然氣處理廠常見的再生塔、吸收塔見圖58。a）再生塔 b）吸收塔圖58 塔類設(shè)備3）爐類設(shè)備為保證原油在輸送過程中的安全，防止管線結(jié)蠟或原油凝結(jié)，需要使用鍋爐對原油進行加熱，此外，鍋爐還為各個場站提供采暖熱水，保證冬季的生產(chǎn)運行。油氣田地面工程中常見的有熱水鍋爐、蒸汽鍋爐、導(dǎo)熱油爐、各類管式加熱爐及火筒式加熱爐，多為小型整體安裝鍋爐。常用爐類設(shè)備見圖59。 a）管式加熱爐 b）火筒式加熱爐圖59 爐類設(shè)備4）儲罐設(shè)備油氣田地面工程中常見的儲罐有立式儲罐和球形儲罐，如圖510。立式儲罐主要以用于儲存并運輸原油、成品油、污水等介質(zhì)為主，它屬于常壓立式靜設(shè)備；球形儲罐主要用于儲存輕烴、天然氣等易燃、易爆、易揮發(fā)等介質(zhì)，能承受較大壓力，屬于壓力容器。a） 立式儲罐 b）球形儲罐圖510 儲罐二、靜設(shè)備的安裝特點（1）壓力容器安裝要求高。靜設(shè)備中的容器大部分是壓力容器，屬于《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的管轄范圍，其安裝必須遵守國家相關(guān)法規(guī)規(guī)定。依據(jù)TSG R30012006《壓力容器安裝改造維修許可規(guī)則》，進行安裝的施工單位需要取得省級以上質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的許可資格，并在許可的范圍內(nèi)從事壓力容器的安裝。施工單位還應(yīng)具備壓力容器安裝要求的能力，人員、安裝條件、檢測手段等資源。壓力容器安裝前，必須向當(dāng)?shù)刂鞴懿块T履行告知手續(xù)，并在安裝過程中，接受安全技術(shù)監(jiān)督部門的監(jiān)督。（2）安裝方法多樣。在油氣田工程施工中廣泛應(yīng)用整體安裝方法，但當(dāng)設(shè)計有特殊要求、容器特別龐大、吊裝能力不足等情況時，需要采用分段安裝、分片安裝方法。大部分靜設(shè)備是采用在制造廠整體制作，然后直接拉運到基礎(chǔ)旁邊，吊裝就位后進行找正固定的整體安裝方法，如電脫水器、油氣分離器、游離水脫除器、過濾器、加熱爐等。此方法比較簡單，能夠保證容器制造質(zhì)量、減少現(xiàn)場和高空作業(yè)量、提高施工預(yù)制化及機械化程度、施工工期短、經(jīng)濟效益好。部分大型塔設(shè)備、容器等在制造廠內(nèi)分段制造，運至現(xiàn)場后進行組焊和安裝。設(shè)備吊裝可采用整體吊裝法或分段吊裝法。整體吊裝法需要現(xiàn)場具備足夠的組裝場地并具有大型吊裝設(shè)備，在設(shè)備基礎(chǔ)旁邊的地面上搭設(shè)組裝平臺，將設(shè)備分段組對焊接后，安裝設(shè)備上附帶的管道、防腐保溫、設(shè)備內(nèi)件等，最后整體吊裝就位。分段吊裝法用于立式設(shè)備時，首先安裝最下面的一段，然后由下至上逐段進行安裝。當(dāng)用于臥式設(shè)備時，需要首先安裝固定端設(shè)備段或重要的設(shè)備段，然后安裝與此段相連的設(shè)備段，接著繼續(xù)進行下一段安裝，直至全部連接完成。大型立式儲罐、球罐等設(shè)備通常在制造廠制作加工成單片（件）的部件，運至現(xiàn)場后現(xiàn)場進行組焊。施工可采用內(nèi)掛件（內(nèi)腳手架）正裝法、水浮正裝法、外掛件（外腳手架）正裝法、充氣頂升倒裝法、機械（倒鏈、液壓）提升倒裝法、中心柱提升倒裝法等多種方法。具有使用設(shè)備及機具較多，施工工序復(fù)雜，高空作業(yè)，交叉作業(yè)等特點。（3）施工工藝復(fù)雜，難度大。靜設(shè)備自身具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、噸位大的特點，在安裝方面涉及吊裝技術(shù)、焊接技術(shù)、熱處理技術(shù)、組裝技術(shù)、無損檢測技術(shù)、襯里技術(shù)等多種技術(shù)，工序復(fù)雜，交叉作業(yè)多。特別是當(dāng)壓力容器需要進行現(xiàn)場組焊時，相對于制造廠，施工現(xiàn)場缺少自動焊機、轉(zhuǎn)胎等專用設(shè)備，沒有廠房防護，受溫度、風(fēng)速、濕度、陽光照射等自然條件影響大，施工質(zhì)量難以保證。而另一方面，對坡口尺寸、組對間隙、焊接參數(shù)等的控制指標(biāo)要求很高，現(xiàn)場焊接的焊口一般要進行100%射線檢驗。施工單位必須制定詳細具體的施工方案，選擇持有壓力容器焊接資格證書的焊工，強化組對、焊接、熱處理、無損檢測、壓力試驗等關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制，加強過程檢查，確保設(shè)備安裝質(zhì)量。第二節(jié) 靜設(shè)備安裝準(zhǔn)備油氣田地面工程靜設(shè)備安裝是一項復(fù)雜的技術(shù)工作，安裝前，需要做好充分的準(zhǔn)備工作，包括技術(shù)準(zhǔn)備、物資準(zhǔn)備、現(xiàn)場準(zhǔn)備、基礎(chǔ)驗收、施工設(shè)備及機具準(zhǔn)備和設(shè)備驗收等施工工序。本節(jié)主要針對現(xiàn)場整體安裝的靜設(shè)備，介紹基礎(chǔ)驗收、施工設(shè)備機具、設(shè)備驗收三個方面的內(nèi)容。一、基礎(chǔ)驗收設(shè)備安裝前，需對設(shè)備基礎(chǔ)進行驗收，以確定基礎(chǔ)已具備安裝設(shè)備的條件。1．預(yù)埋地腳螺栓型基礎(chǔ)預(yù)埋地腳螺栓型包括圓柱式、圓筒式、框架式、環(huán)形支架式、支柱式。如圖511所示?；A(chǔ)檢查項目如表51所示。a）圓柱式基礎(chǔ) b）圓筒式基礎(chǔ)c）框架式基礎(chǔ) d）環(huán)形支架式基礎(chǔ) e）支柱式基礎(chǔ)圖511 預(yù)埋地腳螺栓型（1）基礎(chǔ)驗收時主要檢查定位中心線位置偏差、標(biāo)高偏差、地腳螺栓（圓周直徑的偏差、垂直度、相鄰地腳的尺寸、地腳螺扣