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某集团氧气站工程施工组织设计方案

第一章 工艺流程及特点 2

第一章 施工进度计划 16

GB／T 37436-2019 智能运输系统 扩展型倒车辅助系统性能要求与检测方法.pdf第一章 机械设备管道安装 17

第一章 电气安装与调试 32

第一章 仪表安装及调试 57

第一章 自动化系统（DCS）调试 61

第一章 工程质量保证体系及措施 65

第一章 安全保证体系及措施 71

第一章 文明施工管理措施 77

**集团10000Nm3/h 氧气站工程是根据**集团的发展计划，主要与高炉和新建炼钢设备配套。氧气站位于**集团工业一区西北角，设备为**制氧机厂制造，空压机为进口设备。

本项目新建一座压缩机间，布置空压、氧压、氮压三大机组，并相应配备其供配电、仪控及给排水设施等，主体空分设备采用国产外压缩流程的第六代分馏塔设备，主要包括空气预冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、分馏塔系统、液化系统以及与之配套的仪电控系统等设施。

空分设备的主要特点是：10000 Nm3/h 制氧机采用常温分子筛净化空气，增压透平膨胀机制冷；采用规整填料技术及全精馏制氩的外压缩流程。

本装置采用常温分子净化空气，增压透平膨胀机制冷；采用规整填料技术及全精馏制氩的外压缩流程。

原料空气在过滤器中除去了灰尘和机械杂质后，进入空气压缩机压缩至0.62MPa，然后进入空气冷却塔进行预冷。空气冷却塔的给水分为两段，冷却塔的下段使用经水处理冷却过的循环水，而冷却塔的上段则使用经水冷却塔冷却后的低温水。空气冷却塔顶部设置旋风分离器及丝网除雾器，防止水分带出并除去空气中的机械水滴。

出空气冷却塔的空气进入交替使用的分子筛吸附器。在那里原料空气中的水分、CO2、C2H2 等被分子筛吸附。净化后的空气分三股：一小部分被抽出作为仪表空气；一股空气进入主换热器，被返流气体冷却至饱和温度进入下塔。相当于膨胀量的一股空气进入增压机增压，冷却后进入主交换器，从中部抽出进入膨胀机，膨胀后的大部分空气进入上塔；空气经下塔初步精馏后，在下塔底部获得液空，在下塔顶部获得纯液氮。下塔抽取的液空和液氮进入液空液氮过冷器过冷后送入上塔相应部位。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得纯度为99.6%的氧气，1%的液氧从冷凝蒸发器底部抽出贮存系统，或与经液氧喷射器后与出冷箱的氧气汇合，并经氧气透平压缩机压缩至3.0MPa 进入氧气管网。

从下塔顶部抽出900Nm3/h 的压力氮气经主换热器复热后作为氧透的密封气及其它用途。

从辅塔顶部引出纯氮气，经过冷器，主换热器复热后出冷箱进入氮气管网。

从上塔顶部引出污氮气，经过冷器，主换热器复热后出冷箱，然后进入加热器作为分子筛再生气体，多余气体送水冷塔。

从上塔中部抽取一定量的氩馏分送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段，第二段氩塔底部的回流液体经液体泵送入第一段顶部作为回流液；氩馏分经粗氩塔精馏得到粗氩液，并送入精氩塔中部，经精氩塔精馏后在塔底部得到99.999%Ar 的精液氩。

空分装置在变工情况下可以提取一部分的液氧及液氮，以液体储存系统作备用供气。液氧、液氮后备系统可以根据用户实际使用情况，配置大型贮槽，紧急情况下可以启动该后备系统维持一定的供气时间。供气采用液体泵增压，水浴式汽化器汽化的方式，汽化后带压氧气或氮气直接供用户管网。

2.2 工艺流程方块图

2.3 空分装置流程特点：

⑴ 本空分装置精馏塔氧提取率≥99.7%，氩提取率≥82.78%，这些指

标已经达到了国际先进水平。

⑵ 装置具有高度的安全性、可靠性

装置采用全精馏制氩工艺，使制氩过程完全通过低温精馏水来实现，使装置更安全、可靠。对装置的主冷及粗氩冷凝器实行1%的液体安全排放，防止碳氢化合物等危险杂质积聚。空气冷却系统采用喷淋式空冷塔，可有效地洗涤原料空气中对分子筛有害的SO2、NOX、HC I、CI2 等酸性物质，保证分子筛的有效寿命。

⑶ 具有良好的使用性能

采用全低压分子筛吸附。增压透平膨胀机制冷，全精馏。无氢提氩、氧气采用外压缩的工艺流程。流程先进、技术成熟、运行可靠、操作方便、安全低耗。

⑷ 具有多种产品及灵活的变工况能力，变负荷范围为75%～110%。

3.2.1 特殊措施用机械及材料准备

以下机械和材料为氧气站施工特殊措施用，定额内不含，其费用及材料应额外由业主提供。

1）因为氧气站冷箱及主塔、粗氩塔对接时间较长，且高度较高，焊接要求需用150T 坦克吊车连续施工，另外空冷塔、水冷塔、空气纯化器等大型设备的吊装及倒运，需用150T 坦克吊车起吊，用50T 坦克吊配合。

（详见施工方案）故需用吊车台班如下：

150T 坦克吊 50 台班

50T 坦克吊 200 台班

（150T 坦克吊吊车出厂费30 万元，50T 坦克吊吊车出厂费5 万元）

2）10000 Nm3/h 制氧站工程的冷箱内设备、管道安装，需在长12 米，宽8 米，高57 米的冷箱内搭设脚手架。故需DN40 架管10 吨，4M 长、300MM 宽、50MM 厚的跳板400 块，管扣件6000 个。

3）10000 Nm3/h 制氧站工程的冷箱内管道、冷箱外工艺管道，按工艺技术要求，需进行脱脂、酸洗工序。详细现场制作酸洗、脱脂槽及酸洗、脱脂剂用量如下：

A 塔内管道用：7M×1M×0.8M 不锈钢酸洗槽一个，7M×1M×1M碳钢钝化槽、中合槽、清洗槽各一个。需1Cr18Ni9T 不锈钢板材23M2(δ＝3MM)，Q235 钢板材69M2(δ＝5MM)。

B 氧压机、氮压机设备及管道浸泡用：4M×1.8M×1.5M 不锈钢脱脂槽、酸洗槽各一个，4M×1.8M×1.5M 碱槽、清洗槽各一个。需1Cr18Ni9T 不锈钢板材50M2(δ＝3MM)，Q235 钢板材50M2(δ＝5MM)。

C 酸洗、脱脂剂用量：不锈钢酸洗液：硝酸14 吨，氢氟酸6 吨。 碳钢酸洗液：盐酸14 吨，乌洛托品6 吨。中和液：氨水28 吨。钝化液：亚硝酸钠14 吨。脱脂剂：三氯乙稀25 吨。

A 管道试压用氮气气源。（据实际情况需用瓶装氮气）

B 管道焊接保护用氩气气源。（据实际情况需用瓶装氩气）

5）塔皮安装平台铺设，需δ＝20MM 钢板 20 M2

3.2.2 施工机械需要量

施 工 机 械 需 要 量

3.4.1 临时道路：

施工期间，临时道路布置以设计道路为准。将路基碾压整平，铺垫250MM 厚碎石垫层，并沿道路两边设300mm×500mm 临时排水沟。排水沟的坡度为2‰，保证雨水及污水排出场外。等正式工程完工后，再根据设计完成道路面层及正式排水沟的施工。

3.4.2 施工用水、电均沿道路布设。

电缆穿越道路，采取埋地穿管保护，各施工点设立250A 配电箱，总线需300KVA，施工用水管道视现场具体情况而定。

4.1 施工总进度计划

根据业主对工期的要求和以往的施工经验编制的施工进度计划见附表（总工期为7 个月）。

4.2.1 组建强有力的项目管理机构，选派经验丰富的项目经理，调集熟悉同类工程施工的管理人员和技术人员，确保工程稳步进展。

4.2.2 优选施工技术方案，合理组织多工序、多工种的平行交叉流水作业，及时配足资源，确保工期。

4.2.3 根据施工总进度的要求，合理安排劳动力和施工机械，确保施工过程中劳动力充足，施工机械按时到场。

4.2.4 按各专业工序要求提前组织材料、物资进场，杜绝停工待料。

4.2.5 做好施工准备工作，采取成熟、优化的施工方案，严格按照设计图纸和施工标准、规范施工。

4.2.6 按我公司贯彻ISO9002 形成的一整套行之有效的质量保证体系，保持项目经理部质量保证体系的有效运行。用一流的工作质量，保工序质量；用工程高质量来保证工程施工工期。

4.2.7 主动配合业主的现场监理，在关键工序和部位施工中，提前通知和邀请现场监理工程师查看，有问题及时整改，尽早进入下道工序施工。

5.1.1 空气透平压缩机安装

基础验收 压缩机本体安装 精调 电机安装 电机与压缩机之间传动轴安装 润滑装置安装 中间冷却器安装 中间管道安装 基础二次灌浆 试车验收 隔音罩安装

检查地脚螺栓孔位置，并与设备底座螺栓孔位置相对照。

检查设备纵、横向中心线和标高基准线。

在基础上埋设中心标板，设置基准点。

设备安装采用无垫板安装，在设备底座的顶丝位置设置垫铁，垫铁应

与基础表面接触良好并保证水平。二次灌浆采用CGM 灌浆料。

按中心标板和基准点所标中心线和标高确定压缩机的中心线和标高，设备找水平以传动轴为基准。

垫板安装采用座浆法，每组垫铁三块，一块平垫铁，一对斜垫铁，每组垫铁最多不超过五块，垫铁安好后，每组垫铁应点焊成一体。

在找电机标高时，应注意使电机输出轴中心线标高比压缩机输入轴中心线标高高出0.3 至0.5mm。

电机找正时，联轴器端面跳动值、转子轴间串动值、转子径向摆动应符合设备技术文件规定。

复测定子和转子磁场中心，使两中心保持一致。

电机定子、转子气隙最大值、最小值与平均值的差同平均值之比，不应超过± 5％。

转子轴颈与滑动轴承的间隙值应符合设备技术文件规定。

空压机试运转应具备以下条件：

设备各部件的紧固件应已紧固，并牢固可靠。

电气和仪表系统调试完毕，DCS 系统全部投入。

润滑装置油脂规格、数量符合要求，供油情况正常。

冷却水系统已正常运行。

5.1.2 透平氧气（氮气）压缩机安装

基础验收 高压增速机底座安装 高压增速机轴承座安装高压压缩机安装 低压压缩机安装 低压增速机安装 精调主电机安装 中间冷却器安装 管路系统予安装 管路拆卸清洗脱脂 管路二次安装 复验 二次灌浆 试运转

氧压机安装请详细阅读设备技术文件要求，其他部分请参见空压机安装。

氧压机本体和冷却器安装完成后进行管道预装，预装时注意管道应在

自由状态下对口，不得施加外力强行对口。

预装后将管道拆除进行清洗，脱脂，保证管道内部没有附着的飞溅物，油脂含量应低于规范要求。

清洗、脱脂后的管道进行二次安装。

安装现场的环境应保持清洁、卫生、通风良好。

氧压机试运转应具备下列条件：

a.各设备的安装应检验合格。

b.凡与氧气、轴封氮气、氧氮混合气接触的零部件表面应脱脂清洗合格。

c.轴承和箱体内无机械杂物，各轴承间隙经检查合格。

d.气腔内表面、冷却器芯子、氧氮管道内表面应脱脂清洗，并检查合格。

e.供油系统各部件及管路应油清洗合格。

f.仪、电控系统各项试验符合试运转要求，DCS 全部投入正常运转。

g.试车用氮气、仪表用空气、水、电具备试运转条件。

5.2 空分塔（分馏塔）安装

5.2.1 安装顺序:

基础验收 设备开箱检查 设备脱脂和清洗 单体设备气密性试验及串流试验 阀门脱脂、解体检查 阀门气密性试验 垫板安装 分馏塔设备支架安装 塔皮预制及安装 下塔安装 上塔安装 精氩塔安装 粗氩塔找正 其它容器安装 上下塔焊接 塔皮封闭 塔内管道预制 塔内配管 焊缝X 射线探伤系统吹扫 系统气密性试验 系统全面加温吹扫 裸冷系统升温 装填硅胶和珠光砂 保冷箱平台及栏杆刷漆 保冷箱表面涂漆 交工验收

检查基础框架平面应平整，其平整度、水平度偏差，均按技术要求执行。

在安装之前，土建单位应提出合格的交接资料，基础的抗压强度，导热系数要达到设计要求。

基础交接前，在基础上应标出纵、横向中心线，打出标高基准线，并写明标高基准线的标高数值。

5.2.3 单体设备气密性试验及串流试验

单体设备在安装前必须做气密性试验（上塔除外）试验压力按其设备图技术要求的规定执行。

对主换热器、冷凝蒸发器中压侧过冷器，热虹吸蒸发器和粗氩塔等板式设备试压时应保压23h，并在低压侧装挂“U”型管压差计来检查。

试验用气体应为干燥、洁净的空气或氮气，气体温度不得低150C。

5.2.4 设备支架安装

设备支架安装前，应预先在基础上画出各设备的中心线，并用红颜色绘出支架迹印以便校正支架位置。

支架就位后，调整好方位、标高，就可进行固定，固定时支架不得直接焊在冷箱面板上，必须按图加相应的型材或焊在冷箱骨架上，直接和冷箱骨架采用连续焊接，要牢固可靠，和面板采用断续焊。

5.2.5 塔皮预制和安装

分馏塔安装尽量在平台带上。底层塔皮组装时，应考虑往塔内运送管道和阀门的留孔，吊装之前，应在塔皮上开好管道预留孔。

由于塔皮尺寸较大，焊接时必然产生变形，所以在焊接过程中应采取相应的防变形措施。

在安装时，基础框架与骨架型材间，允许用薄铁板衬垫来调整安装尺寸，所用衬垫的钢板，其宽度尺寸应与相应的型钢尺寸相同。

骨架间的安装螺母与螺栓应点焊牢，骨架间的型钢其内侧用间断焊，其外侧为连续密封焊，遇有雨天时，应在分馏塔保冷箱顶部盖上帆布蓬。

5.2.6 下塔和上塔的安装

分馏塔安装之前，应用蓝颜色在基础上标出设备、部分主要管线的角度线，便于设备就位时参考。

上下塔吊装就位之前，应将上下塔的封头和氮封板去掉，切口应平整。

上塔和下塔的垂直度均用塔身的设备校直器为基准测量。

上塔和下塔吊装对口时，可做一夹具卡在下塔上部，以保证对口准确，上塔用倒链吊挂在顶盖梁上，用来调整焊口间隙及上塔的垂直度。

上下塔的焊接采用大V 形坡口，为避免施焊过程中的应力变形，按圆周位置3 至4 点延顺时或逆时针同时施焊。

5.2.7 管道及阀门施工

碳钢管安装前，必须进行除锈，根据管道内所通过的不同介质，采用不同的除锈方法。管内介质为空气、水、氮气的管道用机械除锈的方法；

管内介质为氧气的管道进行酸洗、钝化处理。另外直径小于150mm 的碳钢管均采用酸洗、钝化。

碳钢管焊接采用氩弧焊打底，电焊盖面。

空分塔内部为铝镁合金管道，塔皮外部分也为铝管道，由于塔内工艺管道处于低温运行状态，而管道的施工是在常温下，因此，开机、停机温差较大，这样铝管道的施工成为空分装置施工的主要控制工序，它直接影响整个工程的施工质量。所以，我们将管道的焊接定为质量控制点。

为了做好铝管道的焊接工作，在施工前，焊工必须重新培训考核，合格者方能上岗，上岗的焊工各自编号。管道在施工前，将各区域的管道（按工艺划分区域）画出管道单线图，并在图上标出管口的编号，管道焊接后，将焊工编号，管口编号同时用钢印打在管口上，并做好焊接记录，以便追阀架预制溯焊接质量。管道施工完毕后当天进行X 光探伤，按技术规范进行检查，不合格者立即进行返工，返工的次数不得超过规定的次数。

由于空分设备的产品有氧气和液氧，所以管道焊接前，脱脂是十分重要的，我们在施工中，铝合金管道的脱脂及检查设专人负责。铝管的脱脂方法为：在酸洗槽内用硝酸进行酸洗，根据管道污染情况，控制酸洗时间。

硝酸酸洗后，用氢氧化纳中和，然后用清水冲洗干净，再用干燥的空气或N2 吹干。冲洗后的管道用塑料封好管口，放置在架上，设专人保管。清洗后的管道用紫外线灯照射进行检查。

管道在制作过程中施工人员应带干净手套，不得用手直接触摸管道，管道切削时的铝屑用干净的丝布或的确良布擦洗，不得用棉纱进行擦洗，以免将毛线头挂在管壁上。

管道予制结束后，管口处再用三氯乙烯清洗干净，然后进行焊接。

铝合金管道的焊接采用氩弧焊接工艺，焊接前检查焊条是否与母材同材质，不符者不得施焊，焊条必须进行酸洗。焊接时应尽量在地面拼装焊接，这样可提高焊接质量，减少定位口的焊接量。在焊接过程中遵循先干管后支管，先大管后小管，由下向上有程序施工，由于此项工作十分重要，因此，特安排2～3 名技术人员负责施工技术管理。

管道焊接应尽量在室内进行，以防止砂土侵入管内，另外管道焊接受天气影响较大，湿度大时不得焊接，所以在雨季或潮湿的天气，室内应采取措施进行干燥，为了保证焊接质量，焊接场地必须放置温湿计，以控制焊接施工。

管道与容器联接时，应将容器的封头切开、修磨、铝屑必须清理干净，由专职质量检察员检查，经检查无异物并做好隐蔽记录签字验收后，管道才能进行连接施焊。

由于塔内管道复杂，直径不同，严禁踩踏管道施工，因此，必须边制作边搭设脚手架，为保证施工质量与进度，我们采用活动脚手。

管道上的计器仪表接头，必须在管道予制时安装好，不得在安装好的管道上开孔焊接，避免铝屑堵塞仪器。另外，计器的细铝管应在工艺管道施工即将结束时进行施工，以防止细管在管道施工中碰撞损伤。

管道在施工焊接对口过程中，应使管道处于自然状态，不得施加外力，更不得用锤击强制对口，防止管道低温工作中开裂。

管道支架的放置应按规定进行，不得影响管道自由伸缩，另外管支架的焊接应牢固可靠。

各类阀门在安装前应进行解体检查、研磨、脱脂，并做气密性试验，试验标准按技术文件规定进行，仪表调节阀在安装前根据说明书，可进行DC24V 下的IN/PUT 实验和空气过滤减压阀的气密性实验，并检验阀门的灵活性。

阀门的脱脂可用三氯乙烯进行擦洗。

阀门的安装可与管道的安装交叉进行，一般先装阀后配管，阀门支架应具有足够的强度，将其固定在保冷箱骨架上，再将阀门按要求的方位就位，安装好的阀门应处在关闭状态。

安装完毕后，必须对各系统的管道，设备里的灰尘、机械杂质进行一次彻底的吹扫，以免进入分馏塔内，吹扫用气体必须干燥无油。

吹扫用空压机提供的气源。吹扫时，一般应先吹扫分馏塔外系统，然后吹扫塔内管道及设备。

分馏塔系统内应先对主换热器进行吹扫（正吹和反吹）然后对其它设备或管道吹扫，计器管道也应予以吹扫。

吹扫用的空气其进口压力：中压系统为0.25～0.4MPa，低压系统为0.04～0.05MPa（表压）。吹扫流速应大于20m/s。

对各系统的吹扫，一般不得少于8h，以吹扫干净为止，可用干净的白布在吹扫管口吹5min 后，以无明显的机械杂质为合格。

5.2.9 气密性试验

系统吹扫完毕后，进行气密性试验。

根据工艺流程图，分出高(液氧、液氩管道)、中、低压系统，并确定该系统中有关阀门的开启关闭状态，然后往中压系统缓慢送气，压力升至工作压力，用中性洗衣粉水检查所有焊缝，合格后再以同样的方法对低压系统检漏，两系统压力试验绝对不允许同时进行，并应对其压力进行监视。

高压系统采用氮气瓶充气用增压小车将压力升至实验压力。

试压气体必须无油、无水、无机械杂质，试压查漏时，应用中性洗衣粉水，检查后用无油脂的布擦拭干净。试验压力应为设计压力的1.1倍,达到试验压力停压20 分钟，无泄漏为合格。

在认真试压检查合格后，应分别对中压系统、低压系统做24 小时的保压试验，保压后每小时检查一次，做好记录。泄漏率小于5%为合格。

在保压试验过程中，减压速度每小时若中压系统大于0.02MPa，低压系统大于0.01MPa，则应立即进行分段检查，并设法消除，然后重新试压。

根据本工程的特点，同时为了节省施工费用，冷箱板的安装及所有冷箱板的拼装、主换热器、过冷器、下塔、上塔、粗氩塔Ⅰ、粗氩塔Ⅱ、精氩塔、平衡器等全部容器的安装，选用一台150t 履带吊来完成，需50个台班。

为防止容器在吊装中变形、碰撞，对大容器如上、下塔、粗氩塔等，用两台吊车进行吊装，主吊车为150t 履带吊，辅助吊车为50t 履带吊，即用150t 吊住顶部，用50t 吊住下部，两吊车同时起吊，将容器吊离地面，然后用150t 起吊，50t 吊向前送容器，使容器缓缓立起，待容器完全立起后，放下50t 履带吊，用150t 履带吊将其吊装就位。

塔内其它小容器吊装，可用150t 履带吊直接从塔的上部送入，安装就位。如下图所示。

管道除锈后，应进行脱脂：碳素钢、不锈钢及非金属材料及附件宜采用三氯乙烯进行脱脂。管子内表面的脱脂可将溶剂注入管子，两端封住，将管子在水平状态滚动数次，使内表面和溶剂接触时间不少于15min。

管道及管道附件在脱脂完毕后，可置于通风处，自然阴干，也可用无油的空气或氮气吹干，为加速溶剂的蒸发，可以将空气或氮气加热到600C～700C 再吹刷，管子及管道附件脱脂并干燥完后 ，如暂不安装，则应将管道两端或管件用塑料薄膜包扎，以免再次污染。

对氧气管道的碳素钢管用电弧焊时，应用氩弧焊打底。

不锈钢管应用手工氩弧焊机打底，手工电弧焊填充、盖面。

铝合金管可用手工氩弧焊，工业纯铝用氧－乙炔焊。

不同材质管道之间的焊接方法，可在焊接试验后再确定。

施工准备 → 管道、管件、阀门检查 → 管道预制 → 管道支架安装→ 管道安装 → 管道试压 → 管道冲洗 → 管道防腐 → 交付使用

管道组对应在管道支架边进行，吊装选用30t 汽车吊进行。

管道上的计器仪表接头，必须在管道予制时安装好，不得在安装好的管道上开孔焊接。

放线 → 挖沟 → 防腐 → 沟边对管 → 沟底放线及测标高 → 下

管 → 焊固定口 → 局部回填（连接口留出）→ 试压 → 监理确认→ 回填。

管道、设备隔热层应根据设计规定的类型、厚度作为施工依据。

设备、管道应按规定进行强度试验或气密性试验，经试验合格后方能进行保温、绝热工作；所有要进行隔热施工的管路、设备要刷防锈底漆。

隔热施工的方法为：首先做好管道、设备外表的防腐，然后依次敷设隔热层、保护层，各层均应按设计指定的形式、材质、要求进行施工。对需要隔热施工的管路配件、设备上的接管、法兰、人孔等附件DB31／T 34-2020 工业炉窑热平衡测试与计算通则，应在管道及设备本体隔热施工完毕后，再对它们进行施工。

立式设备和垂直管道的环向接缝，应为上搭下，卧式设备和水平管道的纵向接缝位置，应在两侧搭接，缝口朝下。

其它应按设计及有关规范的规定执行。

6.1 电气安装施工工艺流程图

DL／T 1674-2016 35kV及以下配网防雷技术导则1）电气室设备安装顺序见下图：

2）电气配管施工顺序见下图

3）电缆桥架安装见下图