摘要：中国水资源严重不足，且南多北少，分布不均衡，此外水资源不规范的开发利用，造成了大量水资源浪费。近年来，我国经济发展迅速，工业生产使用后，水处理尚未达到排放标准即排放到自然，造成水资源污染，使得我国的淡水资源紧张局势更加严峻。经济的快速发展和人们的过度浪费加剧淡水资源的短缺，海水的开发和利用越来越得到重视。中国海域辽阔，海水资源丰富。国内海水淡化系统日趋成熟，海水淡化技术是未来水资源获取的主流方向。以大连恒力石化炼化公司公共工程3×1.5万吨/天海水淡化项目为例，介绍安装低温多效海水淡化关键控制点，解决了项目施工过程中突发问题。
关键词：海水淡化；蒸发器；安装
1项目概况
海水淡化项目位于大连长兴岛临港工业区西端恒力石化（大连）有限公司石化产业园西侧，场地为海域回填区，经过全面预处理。该海水淡化项目及配套工程占地约568公顷，由三套低温多效海水淡化装置组成，单套产水量为15000吨/天。
本项目低温多效蒸发器海水淡化装置是采用“浸泡式蒸汽发生器+MED”形式的新式海水淡化设备，浸没式蒸汽发生器自身集间壁式换热与蒸汽发生的功能于一体，将厂区其他装置余热水作为热工质走管程进入浸没式蒸汽发生器内，从浸没式蒸汽发生器内换热管束管内流过，并由热水回水管道排出。纯净的蒸馏水作为冷工质由补水口进入浸没式蒸汽发生器的壳程，在壳体内部，换热管束浸没在蒸馏水中，蒸馏水被换热管束内部的余热热水加热并蒸发形成蒸汽，产生的蒸汽作为MED装置的热源进入蒸发器的第一效室换热管内，第一效室换热管外部喷淋的海水与管内蒸汽换热，产生二次蒸汽进入下一效换热管内，并以此在各效蒸发器中分别产生二次蒸汽，并导入下一效作为热源蒸汽，每一效热源蒸汽与下一效物料海水换热后冷凝产生淡水。最后，末效产生的蒸汽在凝汽器中释放的潜热加热进料海水，经过凝汽器被预热的海水再送至各效蒸发器，作为各效室内换热管喷淋物料海水使用。不凝气体从各个换热管排出并富集在第三效和末效，富集的不凝气经管路送至凝汽器空冷后，最终经蒸发器水环真空泵系统真空系统排出。首效蒸发器和闪蒸室不凝气体直接由首效水环真空泵系统排出。低温多效海水淡化装置主要包括：蒸发器本体、原料海水系统、产品水系统、化学加药系统、抽真空系统以及热水系统等。
2施工难点
2.1海水淡化系统设备安装是公司首次参与的新型项目，内部无历史建设经验。
2.2本项目采用厂区余热水的方式作为首效热源，并采用集“换热”与“闪蒸”功能于一体浸没式蒸汽发生器配合MED装置淡化海水，该形式为海水淡化领域新形势，且首次应用于实体，现场安装调试过程中，有许多待优化调整事项。
2.3蒸发器的运输段外形体积大、质量重，使得蒸发器在运输，吊装，安装施工更加困难。
2.4蒸发器安装精高，蒸发器安装控制定位困难。
表1-1 蒸发器主要部件参数
3蒸发器安装技术要点
3.1设备基础检查
在与土建单位进行基础移交时应重点核查基础外形尺寸、纵横中心线位置与设备安装基础图纸一致，混凝土强度符合设计图纸要求的设备安装强度，避免土建单位施工质量对设备安装质量产生不良影响。
3.2蒸发器主体设备存放与运输
依据合同与技术协议要求，码头至施工现场的设备运输由我方负责，故我方具体施工时需考虑厂内陆路运输和二次倒运等。
3.2.1自制运输辅助工具
为提高蒸发器主体设备运输效率，减少运输车辆等待时长，我方提前制作临时支撑座制作，每运输段使用6个支撑座支撑，防止蒸发器存放时变形。临时支撑焊接过程做到上下钢板表面平整，无缝钢管与钢板成垂直状态。
为保证各运输段蒸发器重心位于两辆并排运输车中间，为保证重心居中，项目部提前预制运输工装3组，有效提高运输效率。
3.2.2蒸发器运输
恒力厂区成品油码头至施工现场安装计划路线需行走7千米，途径5个十字路口，为提高运输速度，项目部研讨确认采用“运输”+“临时存放”+“吊装”模式，提高减少运输和吊装等待时长。
现场采用具有液压举升装置的SPMT自行式液压平板运输车进行运输，两辆平板运输车采用SHEUERLE INTER COMBI技术控制同步行进及配合转向。
首先在两辆并排的自行式液压平板运输车前部、中部、后部，放置运输工装，蒸发器主体放置在工装上部，调整蒸发器重心与运输车的中心处一致。
通过使用SHEUERLE INTER COMBI技术控制实现两辆液压平板运输车同步转向，将蒸发器运输至施工现场，再依靠运输车自身液压举升装置调节顶起，将支撑座放入蒸发器主体下部，运输车举升装置缓缓下降，将蒸发器落在支撑座上。确认各支撑座受力均匀，无偏沉现象，运输车辆方从蒸发器底部移开，进行下一运输段运输。
3.2.3蒸发器吊装
吊装机械及站位选择
海水淡化项目施工现场#1泵房与#2泵房、#2泵房与#3泵房间距为17米，共有徐工QUY650履带起重机、华锐重工QUY750型履带起重机、LIEBHERR LR1135型履带起重机三种规格备用，因泵房四周地基开挖处理，承载力无法评估，故选定较远距离的厂内204路边缘处两泵房中间作为吊车吊装站位点。查询地基勘查报告得知，该处采用重型触探仪进行地基承载力测试，采用63.5kg的穿心锤、76cm的落距，打入10cm深度的平均锤击数为7.5，计算地基承载力满足吊装作业需要，确定LIEBHERR LR1135型履带起重机作为蒸发器吊装作业起重机械。
（1）各运输段蒸发器吊装顺序选择
因三个车间泵房间距两两相等，泵房整体布局一致。蒸发器安装均是以中间位置蒸发器(第二运输段)中心点作为固定基准点，向前、后两侧端部安装，用以降低蒸发器整体中心及轴向的安装位置的偏差，故需先进行第二运输段吊装，吊装作业中履带吊需进行0~600T超起平衡配重的调整。综合考虑，确定了三个泵房9个运输段蒸发器吊装顺序：吊车进场→#1泵房第二运输段吊装就位→#1泵房第一运输段吊装就位→#2泵房第一运输段吊装就位→#2泵房第二运输段吊装就位→#1泵房第三运输段吊装就位→#2泵房第三运输段吊装就位→1、#2泵房站位点转移至#2、#3泵房间站位点→#3泵房第二运输段吊装就位→#3泵房第一运输段吊装就位→#3泵房第三运输段吊装就位→吊车离场
（2）蒸发器底座垫板找平
为减小蒸发器吊装过程中找正工作量，提前进行蒸发器底座垫板的找平工作。因泵房5#柱为蒸发器膨胀固定死点，首先将5#座垫板按设计要求标高调平，再以中间位置泵房正反两侧的5#座垫板向找平其他就位支座垫板。
（3）蒸发器精准就位
因蒸发器但运输段体积大、质量重，使用起重设备进行吊装就位时，人员不易控制位移量，传统方法需进行多次起吊调整，人员配合工作量大、履带吊占用耗时长，现场作业环境危害因素多，就位安装难度大，研发出一种“大型设备吊装精准控制就位装置”解决上述难题。
安装位置：定位布置在每个运输段的四角处，共计8点。在起重设备再进行设备的下放作业时提前进行设备就位位置的找正调整，随行顶升装置与蒸发器壳体接触，定位装置顶部的转动随行装置在蒸发器壳体升降过程中通过自身旋转，始终保持本装置紧力符合设定的要求，到达控制就位便利控制。即使在蒸发器下降过程中，需对就位位置进行一定量偏移调整时，同样可通过调整顶升限位装置使其符合安装要求，从而实现的精准就位安装的要求。
（4）蒸发器吊装
依据最重运输段蒸发器1.1倍吊装荷载计算吊装时各钢丝绳受力角度计算单股钢丝绳最大受力，再与钢丝绳厂家提供的巨力钢丝绳最小破断系数计算拉力和钢丝绳通用破断拉力计算较小值比较选择吊装索具，后者不得小于应为前者的6倍，本项目采用8倍系数。
蒸发器起吊前要检查履带吊运行情况，确保其安全装置齐全。先试吊:吊起蒸发器本体起升至离开运输车高度100mm时，停止起升，履带吊做刹车试验，空中悬停10分钟，观察履带吊路基箱沉降情况，确认各项符合要求后继续起升，待起升高度超过运输车盘300mm时，停止起升，指挥运输车开离现场，然后开始设备就位安装。
（5）蒸发器具体吊装（以第二运输段）：
a.LIEBHERR LR11250型1350t履带式起重机，90米主臂，车身300T转台平衡重，无超起配置工况下，查表得知在18米工作半径起重量为380t。
b.履带式起重机就位于#2泵房与#3泵房空地中心上，距泵房北侧墙面8米处（该点作为卸车吊装点），车身300T转台平衡重，旋转半径内无障碍物。
c.运输车辆将蒸发器运至蒸发器中心位于履带吊作业半径内。履带式起重机无超起工况下吊臂右旋90°（以便于运输车辆停放为准，确认吊臂旋转角度），人员通过使用起升高度为25米高处作业车到达蒸发器顶部进行蒸发器与吊索具连接。
d.每次起吊蒸发器本体前均要检查吊机及其安全装置，进行试吊作业。试吊及悬空静置正常后，停止起升，指挥运输车开离现场。履带式起重机吊钩钢丝绳收紧，使蒸发器底部高度高于泵房柱顶后保持高度不变，吊臂回正。
e.然后使用75t汽车吊进行300t超起平衡配重的加装。
f.履带式起重机负重行走3m，到达指定吊装站位点。
g.履带式起重机主臂缓缓趴杆，降低主臂作业角度至68.9°，吊装作业半径32.40米。（该工况下32米作业半径额定起重量411t，34米作业半径额定起重量380t）。
h.履带式起重机左旋，使吊装中心点与就位中心点一致后，缓缓下降，使用“大型设备吊装精准控制就位装置”配合找正，将蒸发器坐落在支座上，及时进行筒体与鞍座的连接，并使用临时支撑对蒸发器设备进行固定。
j.人员通过使用高处作业车到达蒸发器顶部，进行蒸发器与吊索具脱扣。
k.履带式起重机回至卸车站位点，准备进行下一运输端吊装，直至吊装完成。
3.3蒸发器壳体焊接
蒸发器壁板为UNS S32304/S32205双相钢材质，为避免焊接时热输入对材质的影响，焊接过程中需双面充氩，每处焊接点在有限空间内需配备多名辅助人员，焊接时人员过于集中；焊接点需双面施焊，顶部和底部存在仰焊作业，蒸发器室内不便搭设施工作业平台，增加了焊接作业难度；而焊接过程中连续焊接长度对焊接变形量的累积，使得变形量加大。根据现场存在的问题，进行讨论最终选定采用“均布式同步间断焊”配合“单面焊双面成形工艺”焊接。
蒸发器顶部和蒸发器底部开“V”形坡口，反面黏贴单面焊陶瓷衬垫，在正面使用氩弧焊以平焊的形式完成顶部和底部平焊和仰焊位置双位置焊接的方式，采用该方式消除了仰焊位置焊接，极大提高了焊接效率。
两运输段之间外周4道焊缝内部壁板1道立焊缝，共有5道焊缝，“均布式同步间断焊”即在蒸发器壁板焊接时，对人员焊接位置进行调整，由4人两两对侧同时施焊。每道焊缝分4个焊接作业段，两人焊接完1和3焊接段后再进行2和4焊接段焊接，通过对焊接位置的调整，控制壁板整体变形量。
4结束语型
在目前能源经济主导下，能源总综合利用为未来发展趋势，本项目低温多效海水淡化项目即是对厂区余热水作为热源产出淡水工艺，对其它装置废热再利用，生产出淡水资源，形成综合效益。本文依托恒力石化3*1.5万吨/天海水淡化低温多效海水淡化设备安装，通过对工艺设备安装及工器具优化，合理调整施工顺利，提高海水淡化装置安装进度，到达预期目标，海水系统运行良好。本文通过对海水淡化设备的安装工艺优化及工法创新，提高了设备安装质量和效率，为后续海水淡化项目施工提供可借鉴经验。
参考文献
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论文作者:杜东亮,郭琳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/18
标签：蒸发器论文; 泵房论文; 作业论文; 海水淡化论文; 装置论文; 蒸汽论文; 起重机论文; 《电力设备》2019年第11期论文;