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        對乍得油田CPF兩臺2萬立方米拱頂原油儲罐網(wǎng)殼的施工方案對比分析

        2011-10-08 12:11:16朱以龍韓利濤劉超鋒
        中國新技術新產(chǎn)品 2011年24期
        關鍵詞:施工

        朱以龍韓利濤劉超鋒

        (1.中國石油天然氣第一建設公司,河南 洛陽471023;2.鄭州輕工業(yè)學院過程裝備系,河南 鄭州 450002)

        在乍得油田一期開發(fā)工程CPF(中心處理站)中,編號分別為T-02010和T-02020的兩臺結構完全相同的20000m3原油儲罐拱頂網(wǎng)殼直徑42m。其基本參數(shù):高度5547mm,重量41t,材質(zhì)均為Q235-B。其結構采用圖1所表示的三角形網(wǎng)殼式。兩臺原油儲罐的網(wǎng)殼均分別有714根桿件,253個節(jié)點(其中支座節(jié)點42個,節(jié)點采用易于制造安裝的板式節(jié)點),普通碳鋼制造的8.8級M12高強度聯(lián)接螺栓20000余套。兩臺原油儲罐的網(wǎng)殼均分別由上海寶山石油機械廠(簡稱“網(wǎng)殼廠家”)進行散件預制,在現(xiàn)場由中國石油天然氣第一建設公司(簡稱“建設公司”)組對安裝。施工過程中,最外側(cè)節(jié)點與邊梁的焊接固定采用直徑分別均為3.2mm和4.0mm的J427焊條。該項目施工方案的確定依據(jù) [1~5]是國家標準、行業(yè)規(guī)范和同類型鋼結構設計及安裝的經(jīng)驗。

        圖1 20000m3原油儲罐網(wǎng)殼簡圖

        1 兩種施工方案及實施過程

        乍得油田CPF兩臺20000m3拱頂罐鋼結構網(wǎng)殼分別采用兩種施工方案。對于1#拱頂罐網(wǎng)殼,建設公司按照網(wǎng)殼廠家建議實施的安裝方案(簡稱“方案1”)是:采用從外向里、集中向心逐圈進行安裝,最外圈安裝到位后將最外側(cè)節(jié)點與邊梁進行焊接固定,然后逐層向中心分片安裝就位。在安裝與1#拱頂罐網(wǎng)殼相同的2#拱頂罐網(wǎng)殼時,根據(jù)現(xiàn)場實際,建設公司在網(wǎng)殼安裝時采用在罐底從中心向外放射型組裝,整體進行吊裝就位,最后將最外側(cè)網(wǎng)殼節(jié)點與邊梁焊接固定就位的方法進行安裝(簡稱“方案2”)。具體實施情況分別見圖2和圖3。

        圖2 1#拱頂罐網(wǎng)殼的施工情況

        圖3 2#拱頂罐網(wǎng)殼的施工情況

        1.1 方案1的實施過程

        對于1#拱頂罐,首先確認各個網(wǎng)殼支座在罐頂支撐槽鋼圈上的基本位置,將最外面兩圈網(wǎng)殼在罐底組裝成片,然后將各片吊裝就位,將最外側(cè)網(wǎng)殼節(jié)點與邊梁焊接固定,并做好各片網(wǎng)殼的支撐。待最外圈網(wǎng)殼全部就位后,連接并緊固各片間的連接螺栓,使最外圈網(wǎng)殼形成一個整體并具備承重能力,而后逐層向中心分片安裝。需要指出:考慮到儲罐跨度過大,為防止網(wǎng)殼變形,網(wǎng)殼支撐不能拆除。

        1.2 方案2的實施過程

        對于2#拱頂罐,首先確認罐底中心,在罐底中心位置開始組裝網(wǎng)殼最中心一圈,組裝完畢后利用簡易龍門架和手拉葫蘆相配合將中心網(wǎng)殼拉起一定高度,然后組裝中心向外的第二圈網(wǎng)殼,依次類推,直到除網(wǎng)殼支座外的全部構件及節(jié)點組裝完畢,使網(wǎng)殼形成一個整體的結構(在組裝過程中要根據(jù)實際情況不斷的向外圈移動龍門架到合適提升的位置)。確認網(wǎng)殼支座安裝位置,并利用4臺吊車整體將網(wǎng)殼抬升,吊裝就位。

        2 兩種施工方案的對比

        2.1 施工效果

        按方案1進行施工,安裝施工周期15天,投入安裝人員20人,需架子工5人配合搭設高度1.5米~7.3米的組裝平臺,另還需要1臺50t汽車吊配合材料倒運、網(wǎng)殼局部調(diào)整等工作。其風險監(jiān)控的特點是:高空作業(yè)多,監(jiān)控難度較大。按方案2進行施工,網(wǎng)殼安裝周期6.5天,投入安裝人員10人,另需25t汽車吊3臺、50t履帶吊1臺用于吊裝就位(臺班用時0.5天)。其風險監(jiān)控的特點是:低空作業(yè),比較容易監(jiān)控。

        2.2 對比

        方案1投入的人員數(shù)量是方案2的兩倍,方案1還需輔助人員進行配合,國外施工人員組織和調(diào)配較為不易;方案1施工周期是方案2的兩倍多,費時費力,無法為整體施工工期提供有力保障;方案1施工過程中始終占用一臺吊車,而方案2僅僅在吊裝時調(diào)用4臺吊車半天,在施工機具的組織上有較大的活動空間,不會對其他安裝作業(yè)造成影響(另假如現(xiàn)場吊車數(shù)量無法滿足,可考慮在計算合理的前提下,利用立柱提升法進行吊裝就位)。安全方面考慮:方案1施工過程中,施工人員需要在搭設的腳手架上在高度1.8米~7.8米的高空組對作業(yè),并多次移動腳手架平臺,而且隨著向心組對的進行,腳手架需要多次調(diào)整高度,既增加高空作業(yè)的安全風險,又增加施工作業(yè)量。而方案2在施工過程中,作業(yè)人員始終在儲罐罐底板上施工,施工內(nèi)容僅僅是將各構件、節(jié)點板搬運到正確位置把螺栓緊固和調(diào)整龍門架的位置即可,施工作業(yè)安全風險小,且施工過程監(jiān)控容易。

        3 分析和體會

        乍得油田兩臺20000m3原油儲罐網(wǎng)殼施工過程中,第1臺網(wǎng)殼采用方案1不僅進度緩慢,而且安全風險高。第2臺網(wǎng)殼安裝采用方案2,不僅有效減少高空作業(yè)工作量,提高工作效率,同時也削減了在高溫環(huán)境下(乍得油田旱季氣溫平均為38℃,最高達到45℃,相應的鋼材表面溫度最高為60℃)的作業(yè)風險。在吊裝能力保證的前提下,以后同類型網(wǎng)殼、加油站罩棚及大型廠房網(wǎng)架等的安裝借鑒方案2的成功經(jīng)驗。

        [1]SH/T3515-2003,大型設備吊裝工程施工工藝標準[S].2004.

        [2]GB50017-2003,鋼結構設計規(guī)范[S].2003.

        [3]陳凱力,賴盛.大型儲罐罐頂網(wǎng)殼結構形式的比較[J].石油化工設備技術,2008,29(5):34-39.

        [4]桂堃.大型油罐頂蓋單層網(wǎng)殼技術的比較分析[J].石油化工設備技術,2009,30(1):5-7.

        [5]王冬,程海燕.大直徑立式圓筒形儲罐罐頂網(wǎng)殼的設計分析[J].化工設計,2007,17(4):17-21.

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