侯海明，刘 陈，叶新军，程华花，张永虎，姜子燕

（金川集团股份有限公司，甘肃金昌737100）

金川集团股份有限公司镍冶炼厂（以下简称金川镍冶炼厂）700 kt/a制酸系统于2008年8月建成投产，配套处理富氧顶吹冶炼烟气。转化工序采用四段“3+1”两次转化、ⅣⅠ-ⅢⅡ换热流程。换热器正常工作期间处于高温状态，列管内外流经冷、热2种烟气，在停车检修、开车过程中面临降温、升温过程。长期使用过程中，在热应力作用下，换热器壳体、进出口烟道以及列管等焊缝时常开裂漏烟，污染现场环境，同时运行过程中换热器内部列管断裂、变形、内部焊缝拉裂等，会造成换热器的换热性能下降[1]。受镍冶炼系统的生产需求、检修时间、空间的制约，换热器的拆除和新建成为一大难题。针对换热器拆除、更换面临的困难，金川镍冶炼厂研发了换热器整体移位技术。

1 换热器现状

换热器高22 m，直径8.62 m，体积大，质量达137 t。如果在原换热器的基础上施工，因受空间的制约，整体拆除吊装困难。换热器拆除、新建至少需要4个月，在原基础上解体后再重新制作安装，将会影响公司的整体经济效益。

2 换热器的整体移位

利用在船舶工业中移动大型部件时采用的滚杠方法对换热器进行整体移位，达到快速更换换热器的目的。

2.1 设置迁移轨道

更换换热器过程中，需铺设新、旧换热器各自的迁移轨道，应保证轨道基础和轨道有足够的承载力和刚度，以承受换热器移动过程中产生的力。轨道要有足够的施工精度，平移时轨道要达到规定整度，以保证换热器受力均匀并减小摩擦阻力。将旧换热器在原基础水平面切断，使其与基础分离。施工现场轨道见图1。

图1 施工现场轨道

2.2 利用千斤顶垂直顶升旧换热器

顶升前切断旧换热器壳程、管程的进出口烟道，预留足够空间，便于旧换热器的垂直、水平移动。顶升第一阶段在旧换热器筒体下部一周均匀焊接18个牛腿；顶升第二阶段用18台千斤顶固定至牛腿下部；顶升第三阶段利用18台千斤顶同时顶升牛腿，使旧换热器均匀受力，将旧换热器垂直顶起200 mm。

2.3 摆放钢管

在顶起的旧换热器下部，沿着移动轨道均匀摆放长9 m的ϕ108 mm×14 mm厚壁无缝钢管，钢管间距不大于300 mm。采用厚壁无缝钢管是为了能够承受换热器质量，保证轨道的整体刚度可以承载换热器质量的不均匀分布，以及在移位过程中可以抵抗推、拉、顶升、旋转等引起的附加内力。牛腿及千斤顶放置示意见图2。

图2 牛腿及千斤顶放置示意

2.4 移动旧换热器

移动前，均匀松开旧换热器周围的千斤顶，缓慢将旧换热器坐落至钢管上部。实施移位时，外加动力按实际作用点分配，其分配原则为：施加在各作用点的外加动力须与建筑物上结构传至该单元托换加固体系的荷载成正比。同时，保证各轴线同步移动并减少由于移动使建筑物产生偏移。应采取逐级加荷和卸荷的方法进行移动。一般一级加荷到设计荷载的30%，以后每级以荷载的10%递增，达到设计荷载的70%以后，以设计荷载的5%递增，直到建筑物移动。在移动轨道末端安装卷扬，在旧换热器筒体上焊接拉钩，在拉钩和卷扬之间用钢丝绳固定，开启卷扬，缓缓拉动旧换热器，将旧换热器沿着设定轨道移动至指定位置。移动轨道示意见图3。

图3 移动轨道示意

2.5 新建换热器的移入

检修前，在安装轨道同一水平面内完成异地新建换热器的安装工作，运用上述方法，沿着轨道反向将新建换热器移动至原有基础之上，与换热器的壳程、管程进出口烟道进行对接，完成新换热器的更换。

3 换热器更换效果及注意事项

新换热器安装完成后，运行效果良好，检修工期从计划的4个月缩短至1个月。更换换热器后，彻底解决了换热面积不够的问题，保证了转化的热量平衡，减少了烟气泄漏。

在新、旧换热器移动过程中必需提供足够的动力，保证换热器本体、轨道受力均匀，避免换热器受力不均及轨道变形无法移动。

4 结语

换热器整体移位技术在700 kt/a制酸系统得到了成功应用，在不影响生产的情况下实现了换热器的整体重新制作，并安装到位。采用该技术可以大幅度节约项目成本，不必支付拆迁安置等间接费用。由于只需对基础部分进行处理，所以工期通常较短。换热器整体移位技术通过卷扬和千斤顶的使用，解决了大型设备横向移位、纵向抬升的两大难题，在公司大型设备的移位改造方面具有广泛的推广价值。