大型重油罐的安全拆除方法

陳小東

(寶山鋼鐵股份有限公司能源環(huán)保部，上海 201900）

1 概述

鋼鐵冶金、石化行業(yè)油罐當(dāng)運(yùn)行到一定時(shí)間后，如不能滿足生產(chǎn)需求或安全需求時(shí)，則需拆除更新。一般小型重油罐（小于1000 m3）拆除采用倒拆工藝，即將罐體提升（使用大型吊車），從下部割除一層，下落一層，直至整個(gè)解體。倒拆拆除與安裝程序相反，自下而上一層一層切割拆除，一般來(lái)說(shuō)切割動(dòng)火高度離地面不超過(guò)2 m，避免了高空作業(yè)，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，且不用搭設(shè)腳手架，縮短施工工期，節(jié)約施工費(fèi)用。

但是對(duì)于較大的重油罐，因重量大、直徑長(zhǎng)，起吊半徑和起吊重量都大幅增加，用吊車起吊就很困難，甚至無(wú)法起吊，這樣的重油罐拆除時(shí)常規(guī)采用方法如下：在罐體的內(nèi)部加脹圈，用倒鏈或液壓頂升裝置將重油罐上半部頂起懸空，再?gòu)南露细畛蝗?，下降一圈。這種拆除方法需在重油罐內(nèi)部罐底板上安裝抱桿、在罐壁上安裝提升用脹圈，利用環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆配合罐壁拆除進(jìn)行吊裝作業(yè)，這樣拆除時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用大。（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算：容積為2萬(wàn)m3重油罐需40 根抱桿，見(jiàn)圖1、圖2，拆除時(shí)間超過(guò)一個(gè)月）。

圖1 單根抱桿安裝示意圖

圖2 重油罐內(nèi)抱桿安裝示意圖

本文在前期方案研究及實(shí)驗(yàn)論證的基礎(chǔ)上，提出一種新的拆除方法，即從重油罐頂部開(kāi)始施工，采取專項(xiàng)安全保護(hù)措施，一層一層向下拆除，在確保安全的前提下，可短時(shí)間內(nèi)完成大型重油罐的拆除工作。

2 作業(yè)背景

某鋼廠因項(xiàng)目需求，需拆除2 座2 萬(wàn)m3重油罐，存儲(chǔ)重油的儲(chǔ)罐本身都屬于重大危險(xiǎn)源。在拆除儲(chǔ)罐時(shí)必須特別謹(jǐn)慎，否則會(huì)存在環(huán)境污染和混合氣體爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。所以拆除前首先需將罐內(nèi)部所有殘留重油清除干凈，全部完成后進(jìn)入罐體拆除的階段。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)重油罐的結(jié)構(gòu)及部件進(jìn)行仔細(xì)研究，組織專家對(duì)重油罐拆除施工方案進(jìn)行多次研究探討，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的各種危險(xiǎn)因素，不斷細(xì)化、補(bǔ)充安全措施，最終選擇了一個(gè)安全、高效的拆除方案——頂部向下拆除法。

3 拆除方法

3.1 罐體情況

拆除罐體高16.686 m，罐頂高5.359 m，罐體直徑40 m。罐體用鋼材總重約340 t。罐體側(cè)面板板厚為金字塔布置，每隔1.782 m 板厚遞減一次，側(cè)面板厚依次分別為（從下到上）：25 mm、22 mm、18 mm、16 mm、14 mm、12 mm、10 mm、8 mm。罐體頂板總重約104 t，罐體頂由6 mm 厚的罐頂板、徑向肋板、環(huán)向肋板組成。如圖3。

圖3 油罐頂板布置圖

3.2 拆除準(zhǔn)備工作

罐體施工前，確認(rèn)罐體內(nèi)部殘留物全部清理完成，并再次進(jìn)行氮?dú)獯祾咧脫Q，可燃?xì)怏w檢測(cè)合格后，進(jìn)行罐體與管道及泵站的物理隔斷。

3.3 拆除安全措施

(1)重油罐底部放入20 cm 深的水層，確保罐體內(nèi)鋼板落入罐體底部不會(huì)出現(xiàn)金屬碰撞的火星。

(2)重油罐頂設(shè)置生命繩，確保施工人員安全。在罐頂合適處設(shè)置環(huán)形生命繩。

3.4 重油罐頂頂板拆除

(1)頂板在切割前，事先在頂板上畫出切割線，環(huán)向切割線以罐體圓心為圓心。

(2)采用氧氣乙炔切割，由4～6 人順序后退分片切割，嚴(yán)格按照切割線進(jìn)行切割。

（3）首先沿中心的第一個(gè)環(huán)向切割線將罐體的中心部分拆除。

（4）其次從中心開(kāi)始沿第二個(gè)環(huán)向切割線進(jìn)行切割，切割順序?yàn)檠刂鴱较?、環(huán)向、徑向依次進(jìn)行切割拆除。

（5）拆除下的每塊罐頂板落入罐體內(nèi)，依次轉(zhuǎn)圈切割到罐體側(cè)邊，完成整個(gè)頂板拆除。如圖4。

圖4 罐頂切割示意圖

施工人員安全措施：重油罐頂設(shè)置生命繩，在罐頂合適處設(shè)置環(huán)形生命繩，均勻布置6個(gè)固定點(diǎn)，兩端固定，見(jiàn)圖5。

圖5 罐頂施工人員安全措施

同時(shí)在作業(yè)人員的安全帶上加設(shè)一根和安全背帶同樣長(zhǎng)Φ8 鋼絲繩，一端用卡扣固定在腰間的背帶上，一端固定在安全帶的掛鉤上，確保施工人員安全。重油罐頂部加焊槽鋼作拉結(jié)柱，與罐頂通過(guò)鋼絲繩連接，確保罐頂頂板在切割拆除時(shí)不會(huì)整體掉落。

3.5 罐體壁拆除

罐體壁拆除采用吊車輔助配合方式進(jìn)行分層分塊切割拆除。在罐體切割前，在罐體側(cè)板底部劃等分線，然后根據(jù)等分線確定切割線的位置。將罐體分為四層切割。如圖6所示。

圖6 罐體壁拆除示意圖

罐體側(cè)壁拆除局部搭設(shè)腳手架拆除，其他用護(hù)籠爬梯拆除。罐體側(cè)壁拆除起點(diǎn)為罐體樓梯正對(duì)點(diǎn)為起點(diǎn)，然后兩個(gè)班組同時(shí)、同速、相向拆除，在樓梯位置每層留四塊搭設(shè)腳手架拆除，如圖7所示。

圖7 罐體壁拆除俯視示意圖

3.5.1 罐體側(cè)壁第1塊（1、2、3層）拆除（見(jiàn)圖8）

（1）用汽車吊將兩護(hù)籠爬梯吊掛在罐體側(cè)壁切割塊左右兩側(cè)，且下部與地面固定。爬梯邊與切豎直切割線（②、③）距離保持一定距離。

（2）在要拆除的側(cè)板塊靠近頂端距離兩側(cè)切割線1 m處分別開(kāi)洞，固定吊鉤。

（3）兩人沿罐體編號(hào)為①的切割線切割，從中心開(kāi)始，切割至②線、③線的位置為止。最后沿②、③線從下往上同速切割，安全帶掛在護(hù)籠上。沿①切割線切割時(shí)，作業(yè)人員站在兩護(hù)籠之間的作業(yè)平臺(tái)上。安全繩掛在兩護(hù)籠之間的鋼絲繩上。

（4）吊車將拆除板吊走，作業(yè)人員從護(hù)籠下到地面，護(hù)籠利用吊車移位。

圖8 第1塊拆除示意圖

3.5.2 罐體側(cè)壁第2塊（1、2、3層）拆除（見(jiàn)圖9）

（1）護(hù)籠爬梯固定在距離②切割線500 mm 的位置。

（2）在要拆除的側(cè)板塊靠近頂端距離兩側(cè)切割線附近分別開(kāi)洞，固定吊鉤。

圖9 第2塊拆除示意圖

（3）從①切割線未切割處開(kāi)始切割，直至②切割線位置為止。沿①切割線切割時(shí)，作業(yè)人員站在兩護(hù)籠之間的作業(yè)平臺(tái)上。安全繩掛在兩護(hù)籠之間的鋼絲繩上。

（4）沿切割線②從下往上切割，作業(yè)人員站在護(hù)籠里面，安全帶掛在護(hù)籠上。

（5）移動(dòng)爬梯準(zhǔn)備切割下1 塊，利用第2 塊切割方法進(jìn)行下1塊側(cè)板拆除。

3.5.3 每層最后4塊拆除（見(jiàn)圖10）

在切割到第1、2、3 層最后4 片罐體時(shí)，因頂部鋼板較薄易產(chǎn)生較大晃動(dòng)或彎折變形，擬通過(guò)通過(guò)搭設(shè)腳手架拆除，腳手架每隔2 m 設(shè)置1 個(gè)作業(yè)平臺(tái)，人員站在平臺(tái)上進(jìn)行作業(yè)施工。切割方式類似第2塊的切割方式。

圖10 最后4塊拆除示意圖

3.5.4 最后1層拆除

該層的高度距地面高度約2 m 左右，作業(yè)人員站地面切割，首先沿著豎直方向切割線進(jìn)行切割，最后拆除切割環(huán)向切割線。在罐體環(huán)向切割的同時(shí)，吊車就位配合完成切割后，不落地裝車由指定回收單位回收外運(yùn)。見(jiàn)圖11。

圖11 吊車配合回收拆除示意圖

3.6 殘?jiān)謇?/h3>

罐體側(cè)壁拆除完成后，排除罐體內(nèi)部放入的水，吊車配合吊走落入罐體底部的頂板鋼板。鋼板清除完成后，對(duì)底部的殘存油渣，采取修筑臨時(shí)坡道后，鏟車開(kāi)進(jìn)罐內(nèi)鏟除殘?jiān)?，鏟除的油渣直接裝車回收。對(duì)邊角處的殘?jiān)扇∪斯で謇?、機(jī)械配合的方式進(jìn)行清除。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用此拆除方案，施工單位完成2 個(gè)重油罐拆除僅僅用24 天。同樣情況下，如果采用倒拆工藝，拆除需花30天。本文介紹了一種拆除方法，不僅施工過(guò)程可確保安全，同時(shí)大大節(jié)約了施工時(shí)間，可推廣至國(guó)內(nèi)其他有大型重油罐的企業(yè)。