某洞室油庫油罐拆除工程施工工藝研究

王立國(guó) 鄭文科 楊曄琳 關(guān)志豪

摘要：老油庫的油罐由于存放年代久遠(yuǎn)而失去效用需要進(jìn)行拆除，拆除工程存在許多重要的安全問題。文章針對(duì)榆林市某油庫油罐拆除工程，通過研究分析工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，提出相應(yīng)的解決方案。工程采用嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的清罐工藝，進(jìn)一步保障工程作業(yè)的安全性與可行性；對(duì)比研究火焰切割技術(shù)、等離子切割技術(shù)、激光切割技術(shù)3種油罐切割技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，從中選擇最優(yōu)的油罐切割方案。該油罐拆除工藝可為今后相關(guān)工程提供參考和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：油罐拆除；清罐工藝；激光切割；吊裝工藝

中圖分類號(hào)：TE687? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1674-0688（2023）05-0072-03

0 引言

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，許多前期建造的油庫因?yàn)橥度胧褂脮r(shí)間久遠(yuǎn)，與城市規(guī)劃的需要發(fā)生了矛盾，所以逐漸面臨拆除、搬遷的局面［1］。安全問題是實(shí)施油庫拆除工程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題，防火、防爆是工程施工中的關(guān)鍵和難點(diǎn)。本文通過對(duì)榆林市某油庫油罐拆除工程施工工藝的詳細(xì)講解，為保證油罐拆除工程施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)安全隱患提供了參考案例。

1 工程概況

榆林市某油庫為山體洞藏油庫，臥式油罐區(qū)依山而建，屬于中型立式、臥式油罐混合山地洞庫群。共有50 m3埋地油罐11座，10 m3埋地油罐1座；立式油罐為山體洞庫，共有3 000 m3鋼體噴氣燃料罐2座，2 000 m3鋼體噴氣燃料罐3座，100 m3鋼體汽柴油罐3座。洞庫形式為人工開鑿巖洞，2 000 m3和3 000 m3的油罐為單罐單洞安裝，100 m3的油罐為一洞3罐安裝，罐與罐之間通過隧道相連。隧道高2.8 m，其中通風(fēng)管道占用0.6 m，門洞寬度為2.2 m，高度為2 m。洞庫壁與油罐壁間距為0.6 m。

此油庫具有戰(zhàn)備屬性，設(shè)備設(shè)施屬于石油化工危險(xiǎn)設(shè)備設(shè)施，也是使用多年的易燃易爆舊油罐，管道、油罐中存在不同程度的飛機(jī)噴氣燃料、汽油等介質(zhì)殘留，油罐拆除工程施工安全控制難度大。山坡道路橋梁年久失修，已經(jīng)不具備車輛、人員通行條件。洞庫施工作業(yè)面狹小，電源、通風(fēng)、通道條件均不利于施工，材料進(jìn)出洞庫難度大，工程需人工完成。

2 施工難點(diǎn)及解決方案

2.1 施工難點(diǎn)

本工程施工難點(diǎn)具體描述如下：①隧道狹窄且有多處水泥鋼筋混凝土或磚砌防爆門阻隔，人可通行高度為1 750 mm、寬度為1 500 mm，門檻高度為307 mm，無法滿足施工要求；②整個(gè)洞庫通風(fēng)系統(tǒng)損壞多年，洞內(nèi)存在油氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氨、二氧化氮等物質(zhì)且長(zhǎng)期處于空氣不流動(dòng)狀態(tài)，有毒有害氣體充盈洞庫每一個(gè)角落，在低溫、恒溫狀態(tài)下形成穩(wěn)定的有毒、有害環(huán)境；③洞庫幾乎沒有作業(yè)面，洞體內(nèi)襯為建罐后加建，進(jìn)一步縮減了罐壁與洞壁之間的距離，平均在600 mm左右；④混凝土穹頂已使用50年，洞頂油罐懸掛勾埋設(shè)在洞頂混凝土結(jié)構(gòu)中，已無法使用。

2.2 解決方案

（1）修復(fù)原有通風(fēng)系統(tǒng)，增加通風(fēng)系統(tǒng)，加快換風(fēng)頻次，增加軸流風(fēng)機(jī)。確保有毒有害氣體檢測(cè)為零、可燃?xì)怏w檢測(cè)為零、氧含量達(dá)到19.5%～23.5%。采用防爆型鼓風(fēng)機(jī)對(duì)油罐進(jìn)行正向通風(fēng)，確保有害氣體及時(shí)排除罐外。

（2）選擇科學(xué)的清罐方式，使用蒸汽清罐技術(shù)對(duì)待拆油罐進(jìn)行蒸罐，加快可燃?xì)怏w揮發(fā)速度，提高清罐質(zhì)量，確保施工安全。

（3）確保油罐工藝管線達(dá)到切割標(biāo)準(zhǔn)，采用等離子切割技術(shù)對(duì)拆除油罐進(jìn)行切割破拆，避免氣體切割可能帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 油罐拆除施工工藝

3.1 清罐工作

清罐工作是油罐拆除工程中的首要工作，此工作的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致程度直接關(guān)系到后續(xù)施工的安全性。清罐工作的主要流程如下：連接配電箱與自吸泵—抽取油罐內(nèi)余油—安裝與高壓水泵連接的管線閥門儀表電氣—使用高壓水清洗—蒸煮油罐。

3.1.1 清罐準(zhǔn)備工作

清罐前的準(zhǔn)備工作主要分為消防準(zhǔn)備工作與切斷管線工作2個(gè)部分。消防準(zhǔn)備工作為施工前組織施工人員做好安全和技術(shù)交底工作。施工人員入場(chǎng)后首先將消防器材擺放于施工區(qū)域各施工點(diǎn)，同時(shí)準(zhǔn)備6條石棉毯以備滅火初期使用，其次檢查施工機(jī)械、設(shè)備、儀器、儀表狀況，最后辦理用電手續(xù)，接好臨時(shí)電源。切斷管線工作由穿好防靜電服裝的施工人員進(jìn)入操作井，使用防爆工具拆除油管線、設(shè)備、弱電線路及與油罐相連的螺絲。為防止物體掉落產(chǎn)生火花，人孔井蓋不進(jìn)行拆除。

3.1.2 清罐施工工藝

（1）連接配電箱與自吸泵：首先將臨時(shí)用電由配電箱的備用回路引至施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的配電箱，臨時(shí)用電的電纜使用橡套電纜架空或用專用線纜板保護(hù)敷設(shè)。其次將防爆自吸泵接至有漏電保護(hù)器的回路上，防爆自吸泵距離油罐操作井1～3 m，自吸泵的進(jìn)出油管均為導(dǎo)靜電輸油管。

（2）抽取油罐內(nèi)余油：操作人員進(jìn)入操作井后，將2片法蘭間插入鋼板進(jìn)行封堵，每個(gè)油罐留2處DN100氣孔進(jìn)出蒸汽，隨后將自吸泵的進(jìn)油管線插入油罐底部，出油管線插入油桶底部，管線使用導(dǎo)靜電軟管。抽油過程中需注意監(jiān)控出油情況。

（3）安裝與高壓水泵連接的管線閥門儀表電氣：將高壓水泵與耐高壓管線連接，連接電源線，并檢查其連接牢固性。將耐高壓管線引至罐口與三維旋轉(zhuǎn)噴頭連接，由預(yù)留口插入油罐內(nèi)進(jìn)行法蘭連接，用螺栓將法蘭連接壓緊，插入油罐約1/3處。所有設(shè)備進(jìn)行可靠接地，蒸汽管線均需保溫隔熱。

（4）高壓水清洗：檢查給水源與疏水、排放系統(tǒng)，確保使用潔凈水與供水正常。開啟高壓水泵，緩慢開啟出水閥門，逐漸加大流量，對(duì)罐內(nèi)的三維旋轉(zhuǎn)噴頭依據(jù)水流量進(jìn)行360°的高壓水自動(dòng)清洗。使用防爆自吸泵將油罐內(nèi)的冷凝水等抽取至污水容器。

（5）蒸汽蒸煮：將蒸汽發(fā)生器注水至正常水位，對(duì)燃燒器進(jìn)行預(yù)熱，小火燃燒，待燃燒情況趨于穩(wěn)定后逐漸升壓和增加負(fù)荷，關(guān)閉與罐連接的出氣管線，打開進(jìn)蒸汽的管線。緩慢開啟蒸汽閥門，初期罐內(nèi)蒸汽壓力不能過大，加溫速度不能過快。因?yàn)橛凸拊囼?yàn)壓力為0.1 MPa，所以當(dāng)罐內(nèi)蒸汽壓力低于0.1 MPa（即溫度接近于99.63 ℃，內(nèi)襯及有阻隔材料的油罐溫度控制在75 ℃以內(nèi)）時(shí)，關(guān)閉進(jìn)蒸汽管線，緩慢打開排蒸氣閥門。蒸汽壓力降低至常壓后，檢測(cè)排出的油蒸汽是否合格。停止蒸汽吹掃，打開管線的球閥，使罐內(nèi)壓力逐漸降低，避免驟冷導(dǎo)致油罐損壞。

3.2 切割工作

3.2.1 切割方案選擇

目前，常用的金屬切割技術(shù)主要包括火焰切割技術(shù)、等離子切割技術(shù)、激光切割技術(shù)等［2］。

火焰切割技術(shù)也稱為氣割，是金屬切割工程中運(yùn)用時(shí)間最長(zhǎng)的方法，具有切割厚度范圍廣（最大切割厚度達(dá)200 mm）、切割設(shè)備成本低、操作難度低等優(yōu)點(diǎn)；但存在切割精度低、工期長(zhǎng)、需要工作人員近距離操作的缺點(diǎn)，同時(shí)切割時(shí)需要消耗燃料，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。激光切割技術(shù)是運(yùn)用激光技術(shù)對(duì)金屬進(jìn)行切割，雖然具有切割精確度高、切割面平整、切割迅速、原材料變形小、污染小等優(yōu)點(diǎn)，但是運(yùn)用激光會(huì)使切割時(shí)溫度過高，還存在切割厚板難度大、切割儀器昂貴的缺點(diǎn)。結(jié)合榆林市某老油庫油罐情況，以上2種切割技術(shù)都無法滿足此工程的施工要求。等離子切割技術(shù)擁有切割厚度厚、切割精確度高、施工工期短、切割儀器可遠(yuǎn)程操作的特點(diǎn)，并且成本適中。因此，本工程選擇使用等離子切割技術(shù)對(duì)罐體進(jìn)行切割。

3.2.2 切割施工工藝

榆林市某老油庫中的臥式油罐和立式油罐均采用相同的切割方法，使用多抱桿提升油罐的方式從下往上拆除油罐（如圖1所示），施工工序具體如下。

（1）安裝抱桿及葫蘆：在油罐內(nèi)壁均勻地安裝16根抱桿，抱桿滿焊在底板上并做加固處理，將葫蘆掛在抱桿頂部的吊耳上，同時(shí)在油罐壁板距底板1.6 m處割洞，便于掛葫蘆的下鉤和收緊葫蘆，具體施工圖如圖2所示。

（2）定位劃線：在壁板內(nèi)側(cè)距底板1.5 m處畫線，按照畫好的線切割環(huán)縫。

（3）切割壁板及外運(yùn)：切割底板與壁板連接的角縫，沿著畫好的環(huán)縫切割，底圈板切割成1.5 m×1 m的小塊，由人工抬上電動(dòng)車外運(yùn)。

（4）降落油罐：第一圈壁板完全切除后，由16人同時(shí)操作葫蘆，統(tǒng)一按照口令降落油罐至底板。在油罐壁板距底板1.6 m處割洞，重新掛葫蘆，收緊葫蘆。

（5）重復(fù)切割：以上切割步驟反復(fù)5次，油罐壁板高度剩余2.59 m。

（6）頂板開孔及外運(yùn)：油罐壁板高度剩余2.59 m后，在罐頂抱桿處切割0.5 m×0.5 m的方洞，便于抱桿出頂。

（7）降落油罐：剩余最后一圈壁板時(shí)，由16人同時(shí)操作葫蘆，統(tǒng)一按照口令降落油罐至底板，罐頂距底板僅剩余1.09 m。

（8）切割底板：在油罐底部先注入5 cm高度的水，切縫在水位線底部向上6 cm處，將底板切割為矩形塊。

3.2.3 切割隱患防范措施

為防范采用等離子切割技術(shù)時(shí)出現(xiàn)安全隱患，可以采取以下防范措施。

（1）等離子切割機(jī)需定期維護(hù)和保養(yǎng)。。在清洗等離子切割機(jī)的噴嘴時(shí)注意動(dòng)作要輕緩，避免噴嘴受到撞擊和沖擊。此外，要及時(shí)清除切割機(jī)上的灰塵和雜物。

（2）進(jìn)行切割作業(yè)時(shí)，需確保儲(chǔ)罐內(nèi)的油液不會(huì)出現(xiàn)倒流現(xiàn)象，等離子切割機(jī)與罐體之間的距離必須保持1.5 m以上，切割時(shí)確保等離子切割機(jī)的氣流速度與罐體內(nèi)部油液的流動(dòng)速度一致。

（3）通過增加切割機(jī)的高度和角度提高切割機(jī)對(duì)氣流的吸引作用?？梢詫⒌入x子切割機(jī)高度提高至15 m左右，切割機(jī)角度調(diào)節(jié)至45°左右。

（4）進(jìn)行等離子切割機(jī)作業(yè)時(shí)需要派專人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)護(hù)和管理，同時(shí)應(yīng)該經(jīng)常對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行全面檢查和維護(hù)工作。

3.3 吊裝工藝

吊裝前需做好施工準(zhǔn)備工作：吊裝施工準(zhǔn)備主要是對(duì)構(gòu)件、吊車及施工環(huán)境進(jìn)行檢查。整理構(gòu)件及其他部件的內(nèi)容包括核對(duì)構(gòu)件的數(shù)量、重量、規(guī)格及連接件的規(guī)格、數(shù)量；確定構(gòu)件的就位尺寸和相互關(guān)系；對(duì)各構(gòu)件及支撐件進(jìn)行分類并編號(hào)。

經(jīng)勘察，該施工場(chǎng)地不能滿足吊機(jī)起重對(duì)場(chǎng)地的承載力要求，因此對(duì)吊機(jī)作業(yè)場(chǎng)地及橫移場(chǎng)地均采取硬化措施處理。硬化場(chǎng)地采用的施工方法是先鋪設(shè)30 cm厚的砌片石，再鋪15 cm厚的級(jí)配碎石。場(chǎng)地硬化完成后開始吊裝，吊裝流程為吊裝起吊→支座對(duì)位→油罐落座。本工程采用1臺(tái)35 t吊機(jī)作為起吊設(shè)備，吊機(jī)采用不同的回轉(zhuǎn)半徑起吊罐體，直至移至安裝位置，緩慢放下，采用人工調(diào)校的方法使每個(gè)罐體對(duì)準(zhǔn)支座墊位置［3］。

4 結(jié)語

廢舊油罐的拆除工作是油庫建設(shè)體系中的重要一環(huán)，對(duì)油庫油罐安全拆除技術(shù)進(jìn)行深入研究，對(duì)今后能源事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本文通過分析廢舊油罐拆除作業(yè)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，制訂了相應(yīng)的施工方案。通過制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那骞薰ぷ髁鞒?，為后續(xù)的拆除工作奠定了安全基礎(chǔ)?；诟咝У挠凸耷懈罟に嚺c吊裝工藝，使工程得以順利完成，該工藝可為今后相關(guān)工程提供參考。

5 參考文獻(xiàn)

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［3］李穎.拆除2萬m3油罐的施工方案［J］.華電技術(shù)，2009，31（12）：51-53，79.

【作者簡(jiǎn)介】王立國(guó)，男，天津?qū)氎嫒耍温氂诒本┏墙瘓F(tuán)有限責(zé)任公司，工程師，研究方向：建筑工程；鄭文科，男，河南濟(jì)源人，任職于北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，研究方向：建筑工程；楊曄琳，男，甘肅天水人，任職于北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，研究方向：建筑工程；關(guān)志豪，男，河南駐馬店人，任職于北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，研究方向：建筑工程。

【引用本文】王立國(guó)，鄭文科，楊曄琳，等.某洞室油庫油罐拆除工程施工工藝研究［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2023（5）：72-74.