安钢1780粗轧高压水系统翻版液位计更换作业方案

0 引言

安钢 1780 mm 热连轧为一条传统配置的生产线，其主要设备包括 3 座步进梁式加热炉、两架粗轧机、中间辊道/中间坯保温罩、切头飞剪、7 机架精轧机组、层流冷却装置、3 台地下卷取机、钢卷运输设备等，2007 年 6 月投产。该生产线的粗轧机和精轧机分别配有相应的高压水除鳞系统，即将低压浊环水通过该系统提高压力为高压水，至用水点高压喷出，用以打击生产钢板表面在生产过程中产生的氧化铁皮，从而提高钢板或钢卷的表面质量。其中为粗轧机提供高压水的高压水系统，称为粗除鳞系统，生产线设计时在生产线旁边单独为该系统建有一座泵站，该泵站内的主要设备包括：除鳞泵、主电机、液力偶合器、高压翻版液位计、高压喷射阀、高压单向阀、高低压空压机、高压管路附件等，以及相应的润滑系统和控制系统、一部 16 吨维修用天车等。该泵站平面布置简图如图 1 所示。

安钢 1780 热连轧粗除鳞高压水泵站，配有高压翻版液位计共 5 套，其中气罐 3套、水罐 2 套，主要设计参数均为：压力，单重，容量等，气罐和水罐的外形尺寸为，只是细部尺寸略有差别。在高压除鳞系统中起到调节能量、均衡压力、缓和冲击、防止水锤等作用，属于高压容器，设计寿命 10 年，目前已达到设计使用年限，需全部更换，由于蓄势罐体积较和重量大（基本重量为 32.5 t ），现场行车为一部 16/3.2 t不能使用。而该泵房周边有电气室、铁路线、绿化灌木等设施，场地十分狭小，作业面空间十分有限，粗除鳞泵房区域平面布置示意图如图 2 所示。因此更换这五套蓄势罐的施工有较大的难度。

1 施工规划及起重设备选用

1.1 施工总体规划

本次施工主要包括 5 套高压气、水罐整体吊装更换、管路的焊接，并对新罐进行检验及压力试验，主要施工程序见图 3。

1.2 起重设备选用方法

翻版液位计罐体单重 32.5 t，所以钢丝绳的选用必须符合相关要求。罐体顶端上有 4 个吊耳，采用 4 根钢丝绳起吊罐体，故单根钢丝绳的起重量为 8.125 t，可根据下式估算钢丝绳直径：D≥0.1 P 姨 =0.1× 81250 姨 =28.5 mm，其中，D 为钢丝绳直径，mm；P为钢丝绳实际承受的zui大拉力，N。参照 GB 8918—2006《重要用途钢丝绳》选用直径为 32.5 mm 的 6×37 钢丝绳 [1] 。经现场测量，厂房高约 11 m，罐体高 7.2 m，汽车起重机作业半径约 15 m，支腿跨距空间在 7 m 以内，参照 350 t 汽车吊性能参数表，基本能满足现场使用要求，故选用 350 t 汽车起重机（配重 107 t，支腿跨距 5.8 m）。受场地限制，安全起见，泵站内安排 25 t 汽车起重机辅助作业。

2 更换作业操作步骤

2.1 检修前准备工作

（1）施工前危险源点识别，做好防范措施，审查高压罐相关技术文件（说明书、图纸），特别是新备件的外型尺寸、技术参数、预留孔位置、地脚孔距等，做好校对工作，尽量把一切问题解决在停机之前。罐体主要参数见表 1。

（2）提前把施工所需的材料、备件、机械准备好，放置现场合理位置。

（3）与操作工联系停水，操作按钮切换到现场，停泵、放水、放气、关阀、卸压，挂检修牌。确保安全以及罐体自重zui小。

（4）泵房外通道封闭，泵房门口及西侧外墙向西约 13 m 绿化带清理，铺设枕木、石子，便于起重及运输车辆进入，并申请铁路占道时间。

2.2 主体作业步骤

2.2.1 屋顶钢结构、彩瓦部分拆除

将罐体正上方屋顶钢结构、彩瓦进行拆除，面积大约 25 m 2（5 m×5 m），拆除时高空、临边作业，人员行走需走主梁位置，人员必须栓挂好安全带、扣安全绳，拆除时下方做好警戒，下方严禁站人，使用气割时下方易燃物提前清理、电气、仪表设备等做好覆盖，现场配备至少两台手持灭火器以免发生意外，除鳞罐防护板、两层平台、栏杆拆除；所有拆除之前确认罐体相关主、次阀门关闭并挂牌、相关介质泄压、清理并在相关阀门上挂牌签字，将除鳞罐防护板、二层平台、栏杆等影响吊装的进行部分拆除，尽量做好原构件的保护，拆除的做好相关标记，以便恢复。

2.2.2 除鳞罐设备附件拆除

将与罐连接的进、出口管道、液位计等仪表及线、罐体二次灌浆层进行拆除或破除。

2.2.3 旧罐的拆除、吊装（图 4）

（1）地脚螺栓拆除，拆除时注意对预埋丝的保护。

（2）罐体两侧焊接 30 mm 钢板 200 mm×400 mm 对应焊接，使用 50 t 千斤顶将罐体顶起 30 mm，确保罐体与地面脱离。

（3）起吊顺序。中间气罐②→南侧气罐③→北侧气罐①→南侧水罐⑤→北侧水罐④。

（4）起吊方法。罐体顶端上有 4 个吊耳，分别用 4 根 Φ32×5 mm 对绳用卸扣固定在吊耳上。气罐②③用 350 t 吊车直接起吊；其余罐体：350 t 及 25 t 吊车顶部同步起吊，起吊 400 mm高度，移动至中间气罐②位置，25 t 吊车脱钩，350 t 吊车起吊。所有罐体吊运至平板车上方，50 t 吊车辅助平放至平板车上。

（5）清理高压罐底部垫铁表面。

2.2.4 新罐的安装采用倒序法，新罐安装方法北侧水罐④、南侧水罐⑤、北侧气罐①：350 t 吊车起吊至站内后，25 t 吊车底部东南侧同步起吊，移动至安装螺栓上方，东侧水平方向利用 2 t 手拉葫芦旋转罐体，螺栓对准后下落；南侧气罐③、中间气罐②：350 t 吊车起吊至站内后，西侧水平方向利用 2 t 手拉葫芦旋转罐体，螺栓对准后下落。

2.2.5 其他附属件安装

（1）新罐就位以后，350 t 及 50 t 吊车、平板车等撤离，使用25 t 吊车恢复粗除磷泵站厂房钢结构、彩瓦，恢复后 25 t 吊车撤离。所有车辆撤离后，清理石子、枕木等，解除铁路占道。

（2）安装地脚螺栓、液位计及安全阀等罐体附件，焊接相应管路（压力管道焊接持有《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》合格证）。

3 验收及校验 [2]

（1）具有锅炉压力容器检测资质的机构对新罐进行检验，包括罐体内外部宏观检测、超声波测厚，焊缝磁粉检测、射线检测等等，zui终验收出具检验报告等。检验期间应做好安全防护工作，隔离出透照区域，并设置安全标志，防止无关人员误入射线防护区。

（2）对罐体安装水平度、垂直度、中心位移偏差等关键数据行检验，符合国家相关标准规定后进行二次灌浆，并对原来拆卸的平台、栏杆、保护罩、标识牌等进行恢复。

（3）压力实验：罐体、管道安装完成检验合格后进行强度与严密性试验，依罐体设计压力、工作压力为参照进行压力实验。实验期间应作安全警戒，防止无关人员进入。考虑到高压水罐出口高压截止阀及zui低液面阀封气性能较弱，气水罐补水后（约1.5 m 高）进行试压。具体步骤：①高压空压机打压至 1 MPa，保压 5 min，对液位计、安全阀、人孔等所有拆装和罐体外接口涂抹肥皂水进行泄漏检测。②检测正常后，持续补压至 5 MPa，保压 5 min，远距离目测、听音检测上述部位是否异常。③其后按每级 5 MPa 的级差逐级增至 25 MPa，25 MPa 时应保压 60 min，远距离目测、听音检测上述部位是否异常。④其间如有泄漏，应放水放气，对泄漏点处理后重新实验。无异常恢复泵站功能。

4 结语

翻版液位计 5 套罐体更换施工为期 10 天结束，其中核心工序起重作业工期 2 天，工程质量及进度均取得良好效果，取得良好的经济和社会效益。

在本次更换施工中，以安全高效的方案成功进行翻版液位计罐体更换，减少了施工设备和临时设施的投入，节约了大量资金；该工法可操作性强，施工各工序衔接紧密，大大提高了生产效率；为高压水除鳞系统翻版液位计更换作业提供了宝贵的成功案例。