離子膜電解槽施工工法(省級(jí))

1、離子膜電解槽安裝施工工法山西省工業(yè)設(shè)備安裝公司目 錄1前言12工法特點(diǎn)13適用范圍24工藝原理25安裝工藝流程及操作要點(diǎn)26材料與設(shè)備77 質(zhì)量控制88 安全措施89 環(huán)保措施910 效益分析911 應(yīng)用實(shí)例10離子膜電解槽安裝工法離子膜電解槽安裝施工工法山西省工業(yè)設(shè)備安裝公司徐尚喜 于秀平 趙澤有1前言 近年來，我國(guó)的聚氯乙烯的生產(chǎn)達(dá)到了一個(gè)高峰，并且在全國(guó)各地仍然在大力投資，有部分是即將淘汰的隔膜電解生產(chǎn)法，但大部分是離子膜電解生產(chǎn)法，預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來離子膜電解更為成熟，我公司在離子膜電解生產(chǎn)燒堿方面仍然處于初級(jí)階段，對(duì)其進(jìn)行深入的探討很有必要，為此，編制如下工法。本工法是根據(jù)陽煤集團(tuán)10

2、萬噸/年聚氯乙烯工程離子膜電解槽的安裝而進(jìn)行編制的。離子膜電解槽是燒堿裝置的核心設(shè)備，本工程采用的是日本旭化成公司生產(chǎn)的復(fù)極式離子膜電解槽，共四臺(tái)，每臺(tái)總重125噸，每臺(tái)有110個(gè)電解單元槽。2工法特點(diǎn)2.1本設(shè)備為分體到貨，現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)的設(shè)備，其中對(duì)底板安裝、側(cè)板安裝、離子膜安裝較為嚴(yán)格，安裝不好，直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行。2.2本設(shè)備零部件較多，必須充分熟悉施工圖紙和設(shè)備圖紙及有關(guān)說明有，必須嚴(yán)格按照其要求進(jìn)行組裝。2.3本設(shè)備涉及的專業(yè)較多，有鉗工、管道工、電工、儀表工等，各專業(yè)必須協(xié)調(diào)配合，先后順序要分清。2.4儀表專業(yè)安裝時(shí)不但要有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，還必須對(duì)其它專業(yè)，如管道專業(yè)，動(dòng)力學(xué)專業(yè)和氣動(dòng)專業(yè)有

3、所了解。2.5離子膜電解槽的組成離子膜電解槽框架結(jié)構(gòu)單元槽附屬裝置離子膜陽極端陰極端側(cè)板油壓站操作臺(tái)陰極陽極液收集管拉緊裝置儀表、電氣、管道等裝置壓緊裝置3適用范圍本工法是針對(duì)化工行業(yè)中生產(chǎn)聚氯乙烯或橡膠廠采用離子膜電解食鹽水生產(chǎn)燒堿的系統(tǒng)的，有其單一性，對(duì)其它設(shè)備安裝不適用。4工藝原理本工法應(yīng)運(yùn)設(shè)備安裝工藝原理、管道安裝工藝原理、電氣儀表安裝工程工藝原理等，對(duì)本設(shè)備安裝時(shí)執(zhí)行嚴(yán)密的安裝程序，實(shí)行三檢制度，落實(shí)責(zé)任。5 安裝工藝流程及操作要點(diǎn)基礎(chǔ)驗(yàn)收設(shè)備開箱檢查前后端底腳安裝陰極陽極端安裝側(cè)板安裝陰陽極銅母線安裝液壓裝置安裝陰極液陽極液收集管安裝單元槽安裝離子膜安裝液壓站安裝附屬裝置安裝設(shè)備安

4、裝驗(yàn)收離子膜處理假膜安裝單元槽試壓5.1安裝施工具備條件5.1.1廠房結(jié)構(gòu)等工程已結(jié)束，并已進(jìn)行驗(yàn)收合格，設(shè)備基礎(chǔ)驗(yàn)收合格并辦理交接手續(xù)。5.1.2施工用水、照明、用電已齊全，具備施工使用條件。5.1.3安裝所需要的工機(jī)具齊全，性能良好，所需檢測(cè)器具已準(zhǔn)備齊全，精度符合國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，并在檢定周期的有效期內(nèi)。5.1.4設(shè)備安裝前，結(jié)構(gòu)平臺(tái)安裝完，設(shè)備起重行車安裝完，具備使用條件。5.1.5安裝所需技術(shù)資料齊全，電解槽安裝方案已按有關(guān)程序?qū)徟戤?，并已向施工班組作了安全技術(shù)交底。5.1.6清洗單元槽用的軟水、臨時(shí)管道，干燥單元槽用的過濾的工藝干燥空氣、臨時(shí)管道已接通并已具備使用條件，電解槽最后沖洗

5、用的2%鹽水、2%堿液已準(zhǔn)備妥當(dāng)。5.1.7試驗(yàn)用的聚乙烯片（假膜）已具備。5.1.8電解廠房室內(nèi)溫度應(yīng)高于15，以保證離子膜的安裝質(zhì)量。5.2電解槽安裝次序，電解槽的安裝，遵照以下步驟進(jìn)行安裝：5.2.1電解槽安裝前的準(zhǔn)備5.2.2電解槽基礎(chǔ)的復(fù)測(cè)定位5.2.3電解槽的外觀檢查5.2.4電解槽的基礎(chǔ)底板安裝5.2.5電解槽的前檔板安裝5.2.6電解槽的后檔板安裝5.2.7電解槽的側(cè)板安裝5.2.8電解槽的單元槽吊裝就位5.2.9電解槽的多支管安裝5.2.10電解槽的收集管安裝5.2.11裝配活動(dòng)平臺(tái)5.2.12膜的處理5.2.13膜的干燥5.2.14膜的安放5.2.15拉桿的安裝和緊固5.2

6、.16液壓油管道安裝5.2.17前后端引入、引出電纜安裝5.3離子膜電解槽的安裝5.3.1開箱前，應(yīng)認(rèn)真研究技術(shù)文件的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)可能發(fā)生的問題要盡可能避免。參照裝箱清單開箱檢驗(yàn)，檢驗(yàn)電解槽必須使用專用工具，并將其放在側(cè)梁上或支放在運(yùn)輸小車上，切勿置于地面或不匹配的夾具上。5.3.2用浸上稀釋劑的布清洗側(cè)梁上的導(dǎo)向滑軌，注意固定滑軌螺栓其表面是否有突起，要及時(shí)處理，在終端陽極鋼框架橡膠部分和終端框接觸處涂敷硅酯，把終端陽極安放在單元槽支撐上和終端框聯(lián)接，不允許把終端陽極和其它電解槽同時(shí)吊起；5.3.3檢查安裝在支撐架上復(fù)極槽的陽極和陰極的方向，預(yù)留70cm的空間，其余的在單元槽支撐上及運(yùn)輸小車

7、用木塊間隔開23cm，注意：用提升夾具移動(dòng)單元槽時(shí)，不能與運(yùn)行電解槽接觸，陰陽極網(wǎng)表面被碰很容易損傷，應(yīng)特別小心，單元槽支撐大小有限，不可能預(yù)放下所有的復(fù)極槽及終端陰極，一部分復(fù)極槽及終端陰極要留在運(yùn)輸小車上。5.3.4用四套120mm長(zhǎng)的螺栓連接終端陽極和終端框， 緊固好連接螺栓終端陽極和終端框；5.3.5安裝所有單元槽陰極側(cè)支臂塑料定位螺桿，不能緊固完螺桿以免損傷螺桿及單元槽支撐。5.3.6在終端陽極及終端陰極的銅端子連接處涂敷少量導(dǎo)電膏，將終端陽極或終端陰極連接起來，用扳手緊固所有螺栓并用扭矩扳手檢查扭矩，按設(shè)備說明規(guī)定進(jìn)行緊固。 5.4裝配活動(dòng)平臺(tái)：在單元槽的兩側(cè)安裝檢修平臺(tái)，并設(shè)上下

8、扶梯。5.5 膜的預(yù)處理前準(zhǔn)備5.5.1在預(yù)處理膜時(shí)戴上防護(hù)眼鏡，干凈的橡膠手套，安全噴淋、洗眼器必需是有效的，并且所有的工作人員在使用前要進(jìn)行培訓(xùn)，確保正確使用。5.5.2離子交換膜的搬動(dòng)和預(yù)處理的所有工作必需按照廠方提供的技術(shù)資料內(nèi)的步驟和說明進(jìn)行。 5.6膜的預(yù)處理5.6.1膜預(yù)處理過程是在供給的膜為干燥的狀態(tài)下進(jìn)行的。膜在安裝過程中必須進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)槠鋬r(jià)格較為昂貴，有針孔大的眼就可能使整張膜報(bào)廢，檢查所有備用的工具，檢查預(yù)處理槽，膜的運(yùn)輸夾具、鋪膜臺(tái)桌，臺(tái)桌應(yīng)無凸起或鋒利的邊緣，用純水清洗盛放膜的盒及膜預(yù)處理槽的內(nèi)表面，在鋪膜的臺(tái)桌上面鋪一張塑料膜。5.6.2根據(jù)廠方提供的膜的技術(shù)資料

9、準(zhǔn)備好預(yù)處理溶液在預(yù)處理槽中，保持預(yù)處理溶液溫度2030的范圍，若有必要，把盛膜的盒子浸沒于預(yù)處理槽，小心地從膜袋內(nèi)將膜卷拉出，每袋內(nèi)至少有一張樣膜，將其在臺(tái)桌上展開，預(yù)處理前測(cè)量并記錄下膜的尺寸以及標(biāo)明順序號(hào)碼，記錄好之后，小心地抓住膜的角挪動(dòng)，浸泡在膜的預(yù)處理槽中，其它的膜是直接展開放進(jìn)預(yù)處理槽中，為防止膜的損壞，整張膜應(yīng)置于膜盒框邊以內(nèi)，膜的預(yù)處理盒可容納大約四十張膜，第一個(gè)膜盒盛滿時(shí)用純水洗好下一個(gè)膜盒，小心地浸沒下一個(gè)膜盒，它的也如同第一個(gè)膜盒，整張膜置于膜盒框邊以內(nèi)，膜在預(yù)處理槽中浸泡期間，用手朝下輕輕地按壓以消除膜下方的氣泡，按照置于支架要上電解槽的方向排列膜的表面，區(qū)分開陰極面

10、和陽極面，為使膜的安裝符合要求，膜的浸泡時(shí)間應(yīng)該在八小時(shí)以上，用干凈的塑料膜包纏好剩余的膜，然后裝入膜管中。5.6.3處理后，在預(yù)處理槽附近準(zhǔn)備好盛膜的容器，用車間起重機(jī)吊起裝有膜的預(yù)處理盒，小心地緩慢地從預(yù)處理槽溶液中取出膜盒，取出的膜盒直接放入膜容器中。5.7膜的安裝5.7.1由于現(xiàn)場(chǎng)使用低濃度堿液對(duì)膜進(jìn)行預(yù)處理，操作時(shí)必須正確配戴化學(xué)護(hù)目鏡及橡皮手套、面罩、耐酸堿雨靴等護(hù)膚防護(hù)用具，在工作場(chǎng)地附近準(zhǔn)備好新鮮水和弱硼酸溶液，以防止突發(fā)事故時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)有效地中和堿腐蝕。兩個(gè)操作工將膜從膜盒內(nèi)膜的一邊揪起，另外的操作工從膜的中間開始自上而下給陽極表面澆灑脫鹽水，直至膜完全濕潤(rùn)，然后揪緊兩邊把膜

11、按平裝在陽極面上，由于膜是濕潤(rùn)的，用力不能太大，即使從四周拉展皺折時(shí)也不能過分繃緊，若膜部分皺折嚴(yán)重應(yīng)從陽極上剝離下來，重新小心地安裝以防產(chǎn)生皺折，若皺折仍存在，從陽極上取下整張膜再按照上述要求進(jìn)行處理直至安裝完成，若需要，陽極表面也要澆灑上脫鹽水。為了避免膜周邊卷曲，用塑料做的薄板按住膜的角，直至膜牢固貼緊陰極槽表面，所有單元槽膜安裝操作應(yīng)遵循以上步驟，記錄下膜與槽相對(duì)應(yīng)的連續(xù)順序號(hào)碼，有時(shí)為了防止膜干涸在膜表面噴灑上預(yù)處理溶液。5.8拉桿的安裝緊固在拉桿的末端加上墊圈，絕緣墊圈涂抹足夠的防卡死潤(rùn)滑油，檢查碟形彈簧墊的準(zhǔn)確數(shù)量及正確安裝角度，按說明書在終端框和終端陰極安裝足夠的拉桿。在拉桿的

12、兩端加上碟形彈簧墊，依次安裝上絕緣墊、墊圈、螺母，安裝好拉桿后，在終端陽極側(cè)擰緊拉桿螺母和防松螺母（固定側(cè)），以便通過防松螺母（銷緊）使拉桿延伸大至23個(gè)螺扣的長(zhǎng)度，在終端陰極定位螺栓和側(cè)梁之間安放上滑動(dòng)襯墊，緊固拉桿彈簧（碟形）墊圈，其總長(zhǎng)與拉桿轉(zhuǎn)矩是成反比例的，在拉桿的末端安裝一個(gè)標(biāo)尺，標(biāo)尺上有三個(gè)刻度，第一個(gè)刻度代表緊固拉桿力矩為40NM；第二個(gè)刻度代表緊固拉桿力矩60NM；第三個(gè)力矩代表緊固拉桿力矩80NM。使用扳手在陽極上（固定側(cè)）安裝上鎖緊螺母，同時(shí)堅(jiān)固所有拉桿。按照上面同樣的方法將所有拉桿重新堅(jiān)固為60NM，按照上面同樣的方法逐次地重新緊固拉桿為80NM。檢查所有緊固拉桿力，所有

13、的螺桿固定好后，再次檢查并確保所有螺桿的轉(zhuǎn)力矩為80NM。5.9進(jìn)料集合管安裝首先在單元槽平臺(tái)支撐上安裝集合管支架，去掉進(jìn)口管密封墊并清洗法蘭面，檢查安杯螺帽上的聚四氟乙烯做的套圈，把進(jìn)料管安裝在陰、陽極電解槽的進(jìn)料嘴上。用專用的扳手緊固進(jìn)料管螺帽，不能把杯狀螺帽擰得過緊以防管子損壞。連接管子法蘭和集合管接頭檢查安放在杯狀螺帽處的特氟隆乙烯套圈，使用專用的扳手緊固進(jìn)料管杯狀螺帽，不能擰得過緊以防管子被損壞。5.10支管的安裝安裝上所有的連結(jié)管并且和集合管連結(jié)，若有必要安裝薄墊片或盲法蘭，在溢流集合管上安裝上采樣閥和清洗閥，在單元槽周圍安裝小閥門和壓力計(jì)，安裝結(jié)束之后將閥門全部關(guān)閉，檢查在支管與

14、進(jìn)料管之間安裝合格的過濾網(wǎng)。5.11油管安裝 本設(shè)備油管道工作壓力為12MPa，且為確保油管道內(nèi)部清潔，管道全部采用手工氬弧焊，焊接前要對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行清理，管道安裝完畢后進(jìn)行酸洗并及時(shí)進(jìn)行中和，后用相應(yīng)的液壓油進(jìn)行油循環(huán)清洗(管道循環(huán)用油根據(jù)設(shè)備隨機(jī)資料提供的參數(shù)選用)。5.12電解槽檢查完成大部分工作后，按照設(shè)備隨機(jī)資料內(nèi)容進(jìn)行各項(xiàng)工作的檢查，并完善工作內(nèi)容，確保無漏項(xiàng)工序。5.13由于鈦材具有特殊的物理和化學(xué)特性，因而其焊接工藝與其它金屬存在較大差異。焊接時(shí)必須保證：（1）焊接區(qū)金屬在250以上不受活性氣體N，0，H及有害雜質(zhì)元素C，F(xiàn)e，Mn等的污染。（2）不能形成粗晶組織。（3）不能產(chǎn)

15、生較大的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形。所以，焊接過程須按預(yù)定的施工順序，嚴(yán)格按工序質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行全過程的質(zhì)量控制，使人、機(jī)、料、法、環(huán)等各因素均處于良好的受控狀態(tài)，從而保證鈦管的焊接質(zhì)量。另外，在實(shí)際施工中經(jīng)常會(huì)遇到全方位焊接，且管道內(nèi)有強(qiáng)腐蝕和強(qiáng)污染性介質(zhì)，特別有的氣體是很強(qiáng)的有毒有害的氣體，所以對(duì)焊接質(zhì)量要求極為嚴(yán)格，由此對(duì)焊工的要求必須嚴(yán)格。6材料與設(shè)備6.1材料離子膜電解槽安裝所涉及的材料有金屬管道、非金屬管道、鈦管道等。其中鈦的管道的施工較為特殊，其施工方法必須按內(nèi)外充氬進(jìn)行，并且所使用的氬氣的純度必須達(dá)到98以上，否則容易出現(xiàn)鈦氧化的問題，使鈦管道焊口焊接失敗，必須重新進(jìn)行。另外就是

16、非金屬管道的焊接，非金屬管道主要是玻璃鋼硬塑料的復(fù)合材料管道，其耐腐蝕性的特點(diǎn)成為化工廠管道的必然選擇，但由于其硬粹性而發(fā)生氣體的泄漏是其致命的弱點(diǎn)，且其焊接的特殊工藝操作也較難掌握和控制，特別是小口徑的管道更易發(fā)生折斷，影響使用。6.2使用的機(jī)械設(shè)備序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1吊車25T臺(tái)1吊裝2汽車5T臺(tái)1運(yùn)輸3鏟車2T臺(tái)1運(yùn)輸4烘干箱300臺(tái)1烘烤焊材5氬弧焊機(jī)YC-315TX3臺(tái)2焊接6倒鏈13T臺(tái)10吊裝7千斤頂15T臺(tái)4頂升8保溫筒H=400件1焊條保溫9等離子切割機(jī)LGK-63臺(tái)110角向磨光機(jī)100-150臺(tái)211線墜個(gè)2測(cè)量用12盤尺20m臺(tái)5測(cè)量用13條式水平儀精度0.1mm

17、臺(tái)2測(cè)量用14水準(zhǔn)儀臺(tái)1測(cè)量用15鋼絲0.2米2016鋼板尺150、300、1000個(gè)各117經(jīng)緯儀臺(tái)118公斤稱10公斤臺(tái)17 質(zhì)量控制7.1本設(shè)備的為組裝設(shè)備，其安裝要求執(zhí)行化工；7.2本設(shè)備整體來說不太精密，除了離子膜安裝要求比較嚴(yán)格外，其它較容易安裝；7.3由于是日本進(jìn)口設(shè)備，其管口與我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)不一致，可能造成國(guó)產(chǎn)閥門與配套來的法蘭無法安裝，定貨時(shí)須加以注意；7.4儀表安裝工作量大，是一個(gè)比較重要的部分，應(yīng)注意；7.5非金屬管道的施工也是比較棘手的工作，因?yàn)橛械墓軓捷^細(xì)，易發(fā)生脆性斷裂，粗的管徑縫隙較大，不容易施焊，所以應(yīng)從材料的選用和管道施焊過程中加以注意；7.6電解槽單元的網(wǎng)面應(yīng)進(jìn)

18、行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)，防止損傷。7.7側(cè)板安裝時(shí)要將固定軌道面的螺釘進(jìn)行檢查，不得有高出的情況發(fā)生；7.8酸堿液收集管的前端適當(dāng)比后端低30mm50mm，保證液體和氣體分離；7.9陽極和陰極電纜與電解槽連接時(shí)要涂抹導(dǎo)電膏，保證接觸良好，導(dǎo)電安全；7.10管道或其它支架安裝時(shí)不允許在地板上穿透地板，否則，酸性或堿性溶液可能滲入地下腐蝕電氣設(shè)備或管道等；7.11管道墊片要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行使用，否則可能發(fā)生腐蝕和泄漏；7.12鈦材管道的焊接必須由合格的且有經(jīng)驗(yàn)的氬弧焊工作業(yè)。8 安全措施8.1本工程由于設(shè)備比較零散，有的單件重量較大，且在車間進(jìn)行，比較難于使用汽車吊等機(jī)械化作業(yè)，危險(xiǎn)性較大，要用車間配備的

19、行車進(jìn)行安裝，在使用時(shí)要注意交叉作業(yè)的安全性；8.2在拆除包裝箱前，要針對(duì)工作內(nèi)容，對(duì)照供貨清單，業(yè)主的訂貨合同，并會(huì)同業(yè)主、監(jiān)理、供貨方進(jìn)行驗(yàn)收，有問題進(jìn)行記錄，由三方簽字，提出處理意見，處理要及時(shí)；8.3涉及的進(jìn)口設(shè)備小件較多，容易丟失，不易另配，所以在開箱后要及時(shí)進(jìn)行封閉管理，登記造冊(cè)，領(lǐng)用要按規(guī)章制度進(jìn)行領(lǐng)用；8.4其它安全方面按照9 環(huán)保措施9.1浸泡離子膜的溶液不得隨意傾倒，要采取有效措施，比如進(jìn)行中和處理后排放，防止污染環(huán)境。9.2試運(yùn)行前，要進(jìn)行管道系統(tǒng)試壓，達(dá)到規(guī)范要求后進(jìn)行試運(yùn)行，試運(yùn)行前要認(rèn)真檢查管道系統(tǒng)，防止腐蝕性氣體和有毒有害氣體泄漏，造成空氣污染。9.3管道系統(tǒng)防腐保溫時(shí)要對(duì)油漆和保溫材料進(jìn)行有效的管理，杜絕亂堆亂放。9.4液壓站使用的液壓油在清洗油管道時(shí),排出的廢油要及時(shí)回收,并妥善保管。9.5設(shè)備包裝箱及其它包裝材料要及時(shí)回收處理，不得隨處。10 效益分析10.1經(jīng)濟(jì)效益：本工法在工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，在陽煤化工有限責(zé)任公司的工程中應(yīng)用此工法取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。工藝改進(jìn)：本工法施工方法明確，施工組織合理，綜合考慮安裝工藝