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大型拱顶储罐安装技术现状及发展方向
宁夏宁化安装检修厂周彦斌
摘要本文是在通过现场实地考察,科技情报、论文、成果查询,网络技术信息搜索后获得的大量的科技信息基础上撰写的,报告对大型拱顶储罐安装技术现状进行了较为细致的描述,对安装技术的发展方向进行了分析预测。
关键词拱顶储罐安装现状发展方向
1 前言
目前,随着国民经济的高速发展,国民收入水平不断提高,我国对石油及其产品的需求不断提高,特别是随着轿车快速进入家庭,国家石油资源紧缺的问题更加凸显,我国正加快石油、成品油战略储备库和商储库建设。在经过了第一轮的原油战略储备基地建设后,目前也只可达到30天。按照国家规划的在2020年前建成相当于90天的净进口量原油储备计算,预计还要再建成6000万吨的战略原油储备能力。而在石油商业储备上,预计未来原油、成品油的商业储备建设已经达到甚至超过战略储备的规模。如此大的建设规模,必将进一步促进大型储罐建造技术的大发展。基于储罐安装主要有正装和倒装两种技术系列,本调研报告研究的主要是大型拱顶储罐倒装法施工技术,这对于我们掌握先进的储罐吊装技术,提高核心竞争力,在未来的市场竞争中拥有技术和装备优势至关重要。
2 安装技术现状
国内外在大型拱顶储罐的建造中,罐体安装普遍采用的施工技术主要有正装和倒装两类技术。正装技术中有壁板内侧挂三角架平台施工技术、罐壁内部全脚手架安装技术;倒装技术中主要有气顶升倒装技术、机械倒装提升技术、水浮倒装技术(此法由于施工工艺复杂,目前已很少采用)等;而机械倒装提升技术按照提升机械的不同又可分为手拉葫芦倒装提升技术、电动葫芦群体提升技术、钢桅杆式液压技术、行程放大式液压提升技术和机械传动行程放大式电动提升技术等。除了正装和倒装两类施工技术外,在超大型拱顶储罐(如低温LNG储罐)的建造中,往往采用的是正装和倒装结合的组合安装技术,即储罐内罐罐壁采用内侧挂三角架平台正装技术,而储罐的拱顶和悬浮吊预的施工采用在内罐罐底组焊完毕,然后气吹顶升法的施工技术。

罐壁内部全脚手架安装技术实际上是一种正装技术,在储罐安装过程中,脚手架随着每一节罐壁板的安装逐渐加高,并在临近罐壁处用钢跳板搭设操作平台,当储罐最后一节壁板和包边角钢安装完毕后,再将脚手架加高至相应高度,使之成为罐顶安装台架,罐顶安装完成后,再利用其作为储罐内防腐的作业台架,并随着防腐工程作业高度的逐步降低而逐步拆除。这种安装技术在上个世纪90年代前的20000m3以上大型拱顶储罐的安装中曾经采用过,安装过的最大储罐为30000m3网壳式拱顶储罐。

所谓“气顶升倒装技术”,就是在拱顶储罐安装中,在储罐基础中预先埋好风道,风道外侧与鼓风机相连,安装时先将拱形罐顶和顶圈罐壁板建好,利用罐体本身的的结构条件和密封性能,按照通常的倒装顺序,逐圈密封各带环缝和罐底焊缝。起升时,开启鼓风机,往储罐内部“吹风”,当罐内空气浮力大于罐体自重和其它摩擦力时,罐体就缓缓上升,这就是气顶倒装法,如图1所示。
1、离心鼓风机 2、风量调节阀 3、测压装置 4、人孔 5、密封橡胶板
6、胀圈 7、罐体 8、限位装置 9、平衡装置 10、定位装置 11、密封橡胶板
图1:顶升法工装布置示意图
这种安装技术具有投入的施工设备少,安装工艺较为复杂,施工成本较低等特点。20世纪90年代以前,安装5000m3(含5000m3)以上立式拱顶储罐多采用气顶升倒装技术,但是由于安全系数相对较低,随着新型举升机械技术的不断进步,目前已很少采用。

手拉葫芦提升技术是5000m3以下立式储罐倒装施工中应用最多的提升技术,它采用手拉葫芦作为提升动力,倒装法提升储罐罐壁。该项技术的举升工艺装备主要为手拉葫芦、提升柱和平衡机构(有时不设置)等。提升采用人力,提升时,一般在每个提升位安排1~2人操作手拉葫芦,按照自上而下的顺序逐圈安装罐壁板。此安装技术具有设备简单、投资少、适应性强、灵活方便,但工人劳动强度大,施工工效低等特点。其它机械式倒装提升技术均是由这种最原始的提升技术演变而来的。目前,这种技术一般主要在5000m3以下立式储罐安装中应用,我单位在宁夏石化500万吨/年炼油改扩建项目309单元重油罐组及泵棚改造工程中主要采用了此项技术。

电动葫芦群体提升技术采用电动葫芦作为提升动力代替手拉葫芦,倒装法提升储罐罐壁,见图2。该技术的工艺装备主要为电动葫芦、控制装置、提升柱和平衡机构(有时采用)等。使用时将适当数量的提升柱均布于靠近储罐内壁处并悬挂电动葫芦,用控制电缆将中心控制柜与各电动葫芦相连组成控制回路;操作控制柜的按钮开关即可控制提升机的提升动作。
A
A
提升柱
平衡