本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种火炬塔架及其模块化安装方法。
背景技术：
火炬塔架，即石油化工企业的烟囱、废气排放塔等的辅助支撑塔架。它主要以钢结构支撑被支撑的管体，其结构形式主要有自立式和拉线式。火炬塔架成套技术是石油化工项目中不可或缺的技术手段，它将工艺过程中产生的有毒、有害气体进行高空燃烧后排放，从而达到国家环保要求。
火炬塔架的安装存在如下技术难点：一是精度要求高。火炬塔架的高度范围在10～200米，通常都在100米以上，这对构件的预制加工精度提出了较高要求。二是工厂预拼装控制难。由于塔架的体积、重量较大，预拼装时需做好胎具以及临时支撑、临时加固等措施，防止预拼装合格后，在后续拆除、运输、吊装等过程中构件发生变形。三是塔架划分难度大。如何科学合理地进行火炬塔架划分，以便最大限度地利用吊车等机械设备，节省资源、节约成本、提高安装质量，是本领域亟待解决的难题。
现有技术中，火炬塔架的安装方法主要有倒装法、拼装法等，这些方法普遍存在安装难度大、精度难控制，机械台班用量大，能源、资源消耗多，安装成本高等缺点。
技术实现要素：
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种火炬塔架及其模块化安装方法。该火炬塔架安装方便，精度高；其安装方法预制加工精度易于控制，材料废弃率低，损耗小；能有效缩短工期，节约人力、物力、时间成本；操作简便，安全隐患小；绿色、节能，易于工业化推广；具有较好的市场前景。
技术方案：本发明所述的火炬塔架由若干塔架模块构成，所述塔架模块包括基础塔架模块、中塔架模块和顶塔架模块；每段所述塔架模块均包括若干塔节；每个所述塔节均由塔架构件和/或平台组装而成。较佳地，每段所述塔架模块的高度为20～30m。
进一步地，所述基础塔架模块由四段塔节构成，自下往上分别为1-1塔节、1-2塔节、1-3塔节和1-4塔节，其中：1-3塔节和1-4塔节设有平台，所述中塔架模块包括两段塔架模块，两段塔架模块分别由四段塔节构成，所述顶塔架模块也由四段塔节构成，所述中塔架模块和顶塔架模块的塔节上均设有平台。
进一步地，自1-3塔节至最顶层塔节的相邻平台之间设置有爬梯，相邻爬梯交替设置于火炬筒的两侧，所述爬梯上设有防滑纹，所述1-3塔节和最顶层塔节的平台四周设有防护栏。
进一步地，所述平台上设有检测火炬参数的检测装置。所述检测装置可为本领域常规用于检测火炬参数的检测装置。较佳地，所述检测装置包括传感器、微处理器、信号发射器；所述传感器与信号发射器均与微处理器连接。
本发明所述塔架模块之间、塔节之间的连接方式可为本领域常规的连接方式，如采用法兰进行连接。
本发明进一步涉及所述火炬塔架的模块化安装方法，其将火炬塔架分成多段进行模块化安装；该方法包括如下步骤：
(1)模块预制加工：将各段塔架模块中的构件分别按照图纸进行放样、下料；
(2)模块预拼装：将各段塔架模块中的构件分别进行预拼装，核查构件是否符合设计、安装要求；
(3)模块防腐：拆除各段塔架模块的预拼装构件，进行防腐处理；
(4)模块拼装：将各段塔架模块中的构件分别进行拼装、组对、焊接；检测装置、平台与相应的塔架同步组装；
(5)安装就位：将各段塔架模块按顺序安装即可。
进一步地，在所述安装方法步骤(1)之前，先将火炬塔架的施工图纸进行深化，采用bim技术建模，绘制各构件的平面、立面、下料图纸，并进行塔节设计。每个塔节的高度可为3～10m，优选5～10m。较佳地，在每个塔节设置唯一的rifd编码，以便与电仪、平台更好地配合，实现安装的准确、高效。
所述火炬塔架的分段可综合考虑塔架的收腰位置、塔架重量、施工难度等因素确定，如在收腰处进行分段。每段塔架模块可包含一个或多个塔节。较佳地，每段塔架模块的高度为20～30m。较佳地，所述各段塔架模块之间的组装、焊接处位于相应平台上方1.5～1.8m，以便于操作。
进一步地，上述安装方法步骤(3)中所述的防腐处理可采用本领域常规使用的防腐方法进行，较佳的为除锈后进行油漆涂刷。所述的除锈可采用本领域常规的除锈方法进行，较佳的为采用抛丸机进行除锈。
进一步完善本发明的技术方案，在所述安装方法步骤(5)中，可采用本领域常规的安装方法进行各段塔架模块之间的连接、安装。较佳的为采取以下方法进行安装：将第一段烟囱与第一段火炬先于第一段塔架，直接在基础上进行安装，而后进行第一段塔架的吊装；其余各段烟囱与其余各段火炬在相应的塔架拼装、组对、焊接完成后，通过临时支撑固定于该段塔架上，随该段塔架一同进行吊装。
有益效果：本发明的火炬塔架安装方便，精度高，成本低。本发明通过将火炬塔架分成多段进行模块化安装，可实现模块化设计、工厂化预制、现场装配的流水式组装，占用空间少，操作简便，安装精度高，能有效节约资源，缩短工期，减小安全隐患，经济效益好；通过合理设置塔节高度，能够提高安装精度，减小安装误差；通过在每个塔节设置唯一的rifd编码，能够有效提高安装的准确度和效率；通过科学合理的塔架模块划分，不仅便于安装，更有助于充分利用机械设备，节约成本，提高安装质量。
附图说明
图1是本发明的火炬塔架模块划分示意图。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1(中海石油宁波大榭石化重蜡油裂解制烯烃项目工程)：
模块设计：
将火炬塔架的施工图纸进行深化，形成bim综合优化图纸，具体方法如下：采用bim技术建模，将火炬塔架本体分解，对各构件进行编号，并将构件的规格、尺寸进行标注，绘制各构件的平面、立面、下料图纸，设计塔节，设定塔节高度。在每个塔节设置唯一的rifd编码，以便与检测装置、平台更好地配合，实现安装的准确、高效。
根据火炬塔架的收腰位置、塔架重量、施工难度等因素，综合考虑，确定塔架分段方案。每段塔架模块的高度为20～30m。为方便预制，以便通过控制框架尺寸保证收腰角度，本实施例选择在收腰处进行分段。为便于操作，各段塔架模块之间的组装、焊接处位于相应平台上方1.5～1.8m。为满足吊车起重量的要求，同时尽量减少模块之间的组对、焊接，避免过多高空作业，本实施例将火炬塔架分为四个模块。
如图1所示的火炬塔架，共划分为四个模块，分别为：第一段塔架模块1、第二段塔架模块2、第三段塔架模块3、第四段塔架模块4。其中，第一段塔架模块1为基础塔架模块、第二段塔架模块2和第三段塔架模块3均为中塔架模块、第四段塔架模块4为顶塔架模块。各段塔架模块均包含四个塔节，第一段塔架模块包含塔节1-1、1-2、1-3和1-4；第二段塔架模块包含塔节2-1、2-2、2-3和2-4；第三段塔架模块包含塔节3-1、3-2、3-3和3-4；第四段塔架模块包含塔节4-1、4-2、4-3和4-4。上述每个所述塔节均由塔架构件和/或平台组装而成。每段所述塔架模块的高度为20～30m。
所述基础塔架模块由四段塔节构成，自下往上分别为1-1塔节、1-2塔节、1-3塔节和1-4塔节，其中：1-3塔节和1-4塔节设有平台，所述中塔架模块包括两段塔架模块，两段塔架模块分别由四段塔节构成，所述顶塔架模块也由四段塔节构成，所述中塔架模块和顶塔架模块的塔节上均设有平台。
自1-3塔节至最顶层塔节的相邻平台之间设置有爬梯，相邻爬梯交替设置于火炬筒的两侧，所述爬梯上设有防滑纹，所述1-3塔节和最顶层塔节的平台四周设有防护栏。
所述平台上设有检测火炬参数的检测装置；所述检测装置包括传感器、微处理器、信号发射器；所述传感器与信号发射器均与微处理器连接。
所述塔架模块之间、塔节之间通过法兰连接。
各塔架模块和塔节的高度、重量如下表所示：
表1塔架模块及塔节的高度和重量表
火炬塔架的安装：
(1)模块预制加工：将各段塔架模块中的构件分别按照bim综合优化图纸进行放样、下料。在加工过程中，时刻结合图纸和现场加工情况监控加工精度，保证加工质量。
(2)模块预拼装：结合bim综合优化图纸，将各段塔架模块中的构件分别进行预拼装，核查构件是否符合设计图纸及安装规范要求，以确保后续加工精度，减少安装误差。
(3)模块防腐：拆除各段塔架模块的预拼装构件，进行防腐处理。本实施例采用抛丸机对构件进行除锈，之后再进行油漆涂刷。
以上步骤(1)～(3)在工厂内完成，以下步骤(4)和(5)在施工现场进行。
(4)模块拼装：将各段塔架模块中的构件分别进行拼装、组对、焊接；电仪、平台与相应的塔架同步组装。
(5)安装就位：将各段塔架模块按顺序安装。安装方法如下：将第一段烟囱与第一段火炬先于第一段塔架，直接在基础上进行安装，而后进行第一段塔架的吊装；其余各段烟囱与其余各段火炬在相应的塔架拼装、组对、焊接完成后，通过临时支撑固定于该段塔架上，随该段塔架一同进行吊装。综合考虑施工现场实际情况、天气及气候状况、现有资源、安装工期等因素，选用利勃海尔400t履带吊做为主吊机，160t汽车吊做为溜尾吊车进行模块的吊装。
经济效益分析：
本实施例的火炬塔架如果采用现有技术进行安装，大约需要90天完成，而采用本发明的模块化安装方法，进行模块化设计、工厂化预制、现场装配，仅需45天左右即可完工。其经济效益具体分析如下：
(1)节省工期：约45天。
(2)节省人工费用：
节省人工数：架子工540个、焊工270个、铆工405个、电工225个、防腐工495个、保温工450个、探伤工30个；共计节省人工2415个；
平均费用为：240元/人工；
合计节省人工费用：2415人工×240元/人工＝57.96万元。
(3)节省材料、机械费用：
节省脚手架管、扣件、跳板租赁费用(含损耗)：8.00万元；
节省机械设备费用：
50t吊车5台班：1.30万元；
200t吊车4台班：4.80万元；
500t吊车3台班：6.00万元；
合计节省材料、机械费用：20.1万元。
(4)节省其他费用：
安全文明施工费3.00万元，高空作业费4.00万元。
以上累计节约费用：85.06万元。
可见，本发明的火炬塔架及其模块化安装方法具有较佳的经济效益。