LNG模块化工厂机械设备安装方法分析

刘正华

摘要：作为 LNG模块化生产的一个重要的“器官”，机械设备的安装精度和可靠性直接影响到设备的安装质量。本文对 LNG模块化工厂建设工程中常用的设备安装方式进行了分析，并对各种安装方式的关系进行了阐述，并对其安装特点、难点及技术要求进行了研究和归纳。希望对今后的 LNG组件化装置的安装有一定的参考价值。

关键词：LNG模块；设备；安装；螺栓；连接

引言：近年来， LNG作为一种清洁能源，其需求量迅速增加，天然气的勘探和开采也逐渐成为世界能源领域的一个新的研究热点。由于 LNG天然气田外部开采环境的改变，以及由于地理、环境、劳动力等因素的限制， LNG模块化已被众多企业所接受，并已成为 LNG项目的主要发展方式，因此， LNG项目的建设数量和建设规模都得到了极大的提高。我国的模块化工厂建设技术是吸收、学习和积累国外大型企业的合作方式所形成的。机械设备是 LNG模块化装置的“器官”，其安装精度和施工难度都很大，对其生产和运营起着至关重要的作用。

1. LNG组件化装置的安装方式特征

模块化是指在处理一个复杂的工艺或程序时，从上到下将软体或硬体分成多个组件的过程。各模块各有各的功能，各模块彼此独立，并通过系统的联结，达到最终的目的。 LNG组件化装置一般可划分为：管道模块、中心管汇模块、核心处理模块、生活区模块。在设计、采购、建造过程中，根据其功能和交通状况将其分解为单体单元。单体模块在建筑工地进行结构、管、机、仪、热、压、调试、检疫等专业施工，并将其运送到厂内进行装配、联接。组件装配是 LNG组件的预制组，需要按照各自专业的图纸，按照完整的甲板预制方案，所有结构构件、电仪专业支架、吊点、底座结构等必要的构件，都要进行安装和无损检测，确保在涂装后不需要进行其他的焊接，涂装完毕后，将支架、管道和设备预装好，最后作为一个整体吊装到位。

2.机械设备安装固定方法现状分析

设备基座的固定方式一般是在设计时要考虑的：各种可能存在的力，弯曲限制，振动反应，机械和环境的需要。模块化工厂与常规石油化工工程的最大区别就是整体采用钢结构，所以很少有传统的注浆法，这就给设备的安装带来了新的挑战。机械设备的固定方法有：直接焊和螺栓固定，按设备和安装要求将螺栓连接分为：撬体螺栓、直接螺栓、垫块螺栓等。

2.1焊接式连接

直接焊接的机械装置一般是储罐，容器，过滤器等。采用直接焊接方法，安装简单，可靠性高，适用于不需要振动或不需要特殊操作的设备。直接焊接是指设备的基体和基体直接采用焊接方式进行直接连接。对于大型的罐体装置，要对基座的内部工程排出积水。在设备吨位较小时，可以采用环状基座的焊接方法，仅对设备的外圈进行焊接，而内圈之间的空隙则用密封胶进行充填。大型设备的内环和外环都要进行焊接。基座在焊之前应该用薄板把空隙填满。

2.2螺栓连接

螺栓连接按不同的设备条件可分为直接连接和间接连接，本文着重介绍了在 LNG模块施工中常用的三种连接方式：撬体螺栓、连接直接螺栓连接和垫块螺栓连接。

2.2.1撬体螺栓连接

螺栓连接一般出现在泵压缩机等动装置上。在 LNG组件化的建设过程中，这些装置一般都是用撬的方式运至施工现场。因为这种装置本身就是由若干个小零件（如泵、马达等）构成，其本身的安装要求（主要是水平和电机的同轴度）要求较高，而成撬的装置一般都会先将撬体进行平整，将撬体调整好后，再将上面的电机和泵体进行二次调整。该施工方法既可满足上述动力机的平整要求，又可减少现场施工的困难，因此被广泛用于动力机。螺栓连接一般用于泵压缩机等动装置。在 LNG组件化的建设过程中，这些装置一般都是用撬的方式运至施工现场。因为这种装置本身是由若干个小零件（如泵包括马达、泵体等）构成，所以其本身的安装要求（主要是水平度和电机的同轴性）比较高，因此，在成撬的时候，一般都要先将撬体进行平整，也就是所谓的粗调平；当撬身平整后，将上侧马达及泵本体再次调整，称之为精整。该方法不仅可以满足上述动力机的水平要求，而且可以减少现场施工的困难，因此被广泛地用于动力机。该装置安装在8根钢柱的支架上，支架的顶端是设备的撬体，把水泵上的全部零件与撬杆结合起来。当装备安装后，撬体与水泵是一体的，所以只要将撬体与基座相连即可。

2.2.2直接螺栓连接

直接螺栓联接是用螺栓把设备和结构件直接联接起来。该连接方式简单有效，方便了以后的维护和替换。螺栓连接是 LNG模块化工厂机械设备中使用最多的一个原因，一是因为螺栓连接的工作量要比焊接少，二是因为 LNG模块化工厂结构紧凑，各种电气、管线、仪表密度高，螺栓连接可以减少对其它工程的影响和损坏。该装置通常采用气体排出管，装置一般由8个螺钉与环状结构基部直接相连，用螺栓将装置紧固。为了保证装置的安装精度，可以调整并控制底座上的垫片，以满足竖直度的要求。在设备的测试通过后，通过螺栓的扭力来完成安装。

2.2.3垫块螺栓连接

垫块螺栓接头是将焊接与螺栓连接的优点相结合的一种连接方式。该垫片具有螺钉孔，其上表面由螺钉与装置相连，下端与结构支架相连，并用焊接将其紧固。垫片的大小可依装置基座而定。由于衬垫的体积较小，因此可以极大地减少焊接工作，确保了设备的安装精度。同时，在基座调整时，可以对特定部位的垫片进行直接调整，方便施工。在螺栓安装完毕后，若衬垫与结构基座之间存在空隙，则应进行注浆，一般使用环氧树脂进行注浆，其强度必须达到装置的固定强度。该装置一般采用高压混合式制冷剂分离机，装置的中段为环形基座，垂直贯通模组，由螺钉与结构基座相连接，并在装置与基座间设有保温垫片。保温垫片的作用是为了满足调平、减震、热胀冷缩等的需要。因罐体高度的问题，在装置安装完毕后，必须使用衬垫来调节罐的垂直度，调节后的装置基座间会有一定的空隙。在设备基座和绝缘垫片之间存在空隙，为了增加设备的工作稳定性，一般采用注浆法对基座的空隙进行充填，然后利用注浆法将基座与垫片间的空隙填满，然后在注浆完毕并充分固化（常温下要求48小时）后进行螺钉拧紧。

3.施工要点分析

LNG模块化工厂高度一体化，设备布置紧凑，在建设和安装时，会有很多干扰，再加上设备安装存在滞后性，所以，从整体建设周期来看，必须给其他专业提供更多的时间。所以，在施工过程中，机械设备的安装和固定要注意对其它装置影响，例如：油漆的损坏，底座的偏差等。在设备到位后，基座和结构间的空隙是所有安装方式都会遇到的问题，可以用薄板来填补空隙。可以将基座的焊接空隙直接插入，而螺栓固定的基座则要用 U形的插板来进行充填。衬垫的边沿不容易超出装置的外缘。

4.结论

机械设备的安装既要考虑设备的安装精度、施工技术，又要考虑到施工环境、场地等诸多因素。根据对 LNG模块化生产装置的安装方式进行分析，得出以下结论： LNG模块化厂房的机械设备安装中，动装置的安装精度、水平度都有很高的要求，其主要目的是保证装置在运转时的振动，一般都是用螺栓固定的基座，便于调整；对于大型油罐，其安装和固定主要是为了确保其定位可靠，并确保管道的位置准确。基座连接一般采用焊接方式，具有结构简单、可靠等特点。本文通过分析LNG模块化工厂机械设备安装的要点，并提出了相应的优化措施，希望给业内人士提供一定参考。

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