黃春平成都建筑材料工業(yè)設計研究院有限公司，四川　成都　610051

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淺談重油罐的邊柱葫蘆提升倒裝法

黃春平
成都建筑材料工業(yè)設計研究院有限公司，四川成都610051

摘要重油作為替代煤粉在水泥生產線作為燃料，特別是在中東產油國家使用更為廣泛。重油罐作為儲存重油的設備，重油罐的施工質量和施工進度至關重要。埃及某水泥廠建設，其重油罐采用邊柱葫蘆提升倒裝法安裝，實踐中該法施工快，質量好。

關鍵詞水泥廠重油罐錐頂罐邊柱倒裝法

0　引言

在原油價格持續(xù)處于低位的形勢下，加之重油噴射系統(tǒng)比較安全，越來越多的中東富油國家使用重油作為燃料，如沙特、阿聯酋、伊拉克、埃及等。重油儲存裝置——重油罐（見圖1），結構形式為錐形鋼罐，屬于固定頂儲罐類別中的無支撐式錐頂罐。重油罐一般采用正裝或倒裝法安裝，倒裝法具體講，就是邊柱倒裝法，邊柱倒裝法分為邊柱液壓提升倒裝法和邊柱葫蘆提升倒裝法。筆者參加了埃及某水泥廠建設，其重油罐采用邊柱葫蘆提升倒裝法安裝，實踐中該法施工快、質量好。本文在介紹熟料煅燒對重油性能要求的基礎上，詳細介紹該罐的邊柱葫蘆提升倒裝法。

圖1　重油罐示意圖

1　熟料煅燒對重油性能的要求

重油，又稱燃料油，呈暗黑色液體，主要是以原油提取汽油、柴油后的剩余重質油，由常壓油，減壓渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等為原料調合而成。重油的比重一般在0.82～0.95，熱值在（4.18～4.6）×104kJ/kg。其成分主要是碳氫化合物，含有大量的氮、硫、蠟質以及金屬，及微量的無機化合物。其特點是分子量大、粘度高，難揮發(fā)，基本不流動。它的燃燒溫度高，火焰的輻射能力強，是水泥熟料生產的優(yōu)質燃料。

對用作燃料的重油，除要求有高發(fā)熱量外，還要求：

（1）粘度低。以便于管道輸送，有利于噴吹霧化改善燃燒效率；重油含石蠟量多而粘度大，使用時需進行預熱，使達到100 ℃或100 ℃以上，以降低粘度。

（2）凝固點要低。一般重油凝固溫度為22～36 ℃；對石蠟量多、凝固點高的重油，應采取適當的加熱措施，以便于運輸和裝卸。

（3）閃點溫度高?？刹捎幂^高的預熱溫度，便于輸送和霧化，一般重油的閃點在180～330 ℃，都高于需要預熱的溫度。

（4）油中的機械雜質和含水量要少。雜質多和含水量高，不僅降低了重油的發(fā)熱量，而且使用時會引起燒嘴堵塞和火焰波動，故需進行過濾，如將油和水形成乳狀液，則可以改善燃燒效果。

（5）含硫要低。一般含硫量為0.15%～0.30%，但也有少數重油含硫高達2%，使用中會造成不良后果。

2　重油作為熟料鍛燒燃料的優(yōu)勢

在產油量豐富的地區(qū)，如沙特、阿聯酋、伊拉克等中東國家，廣泛使用重油作為燃料生產水泥，這是重油與煤粉相比存在優(yōu)勢的結果。

重油和煤粉相比，重油燃燒的熱值更高，重油作為石油冶煉的副產品之一，在富油的中東地區(qū)，相比之下更加經濟實惠。而且煤粉制備和儲存的時候，很容易自燃和引起爆炸，特別是在夏季溫度特別高的中東地區(qū)，重油比煤粉制備更加安全，所以應用更為廣泛。

3　重油罐的安裝施工

此項目的重油罐共計4個，罐體的內徑為20 m，每個罐體的容積為4 000 m3。罐體一共分為八層，罐體的材料為Q245- R，采用3 m高的定尺板，方便組對和焊接。根據儲罐頂部的結構，此重油罐屬于固定頂儲罐類別中的無支撐式錐頂罐，以工字鋼和槽鋼為骨架，然后上覆鋼板，采用邊柱倒裝法進行安裝。

邊柱倒裝法，即利用均布在罐壁內側帶有提（頂）升機構的邊柱提升與罐壁板下部臨時脹緊固定的脹圈，使上節(jié)壁板隨脹圈一起上升到預定高度，組焊第二圈罐壁板。然后松開脹圈，降至第二圈罐壁板下部脹緊、固定后再次起升。如此反復，直至組焊完。邊柱倒裝法分為邊柱液壓提升倒裝法和邊柱葫蘆提升倒裝法。此重油罐使用的是邊柱葫蘆提升倒裝法（見圖2）。

圖2　邊柱葫蘆提升倒裝法示意圖

3.1程序與要求

（1）在罐壁板內側沿周向均勻設置提升柱，提升柱頂部設置手拉葫蘆或電動葫蘆。提升柱的數量、結構、規(guī)格根據提升需要的最大重量計算確定，背向壁板一側設置防傾覆斜拉撐。

（2) 設置人員進出罐內的通道。

（3) 脹圈用千斤頂或加緊絲與罐壁脹緊。

（4) 起吊過程應平穩(wěn)，各起吊點應同步上升。

3.2重油罐的主要施工步驟

（1）土建基礎的施工要求和驗收。土建基礎的緩沖層對于重油罐的減震和防銹極其重要，因為重油罐的底板是一層搭接一層焊接起來的，必須保證底板與基礎之間保持密實。為了達到緩沖層的效果，基礎一共分為四層。從下到上第一層為承重的鋼筋混凝土。第二層為連續(xù)壓實的砂礫層。第三層連續(xù)澆注的50 mm厚的瀝青砂漿層，由10%稀釋劑、10%波特蘭水泥和80%的干沙組成。第四層為基礎表面鋪設的厚20 mm的連續(xù)瀝青涂層，這一層瀝青涂層的主要目的就是防銹和緩沖重油罐底板形成空洞，同時基礎表面做1%的錐形放坡，基礎合格后進行后續(xù)的安裝工作（見圖3）。

（2）罐底板鋪設和焊接。首先鋪設弓形邊緣板，固定后點焊，然后再鋪設中幅板，其余的鋼板分別搭接形成階梯形狀鋪滿，要保證和基礎之間密實。底板焊接順序為：中幅板焊縫→罐底邊緣板對接焊縫靠邊緣的300 mm部位→罐底與罐壁板連接的角焊縫（在底圈壁板縱焊縫焊完后施焊）→邊緣板剩余對接焊縫→邊緣板與中幅板之間的收縮縫。

圖3　土建基礎和罐底板鋪設示意圖

（3）頂層罐壁組對焊接和罐頂骨架安裝。底板鋪設完成后，進行頂層罐壁的組對和焊接（見圖4）。然后進行罐頂骨架的安裝，先設置臨時支撐再將罐頂的骨架安裝（見圖5），要確保錐形罐頂的角度保持一致。

（4）手拉葫蘆裝置安裝和提升第一層罐體和其他各層罐體的安裝。根據邊柱倒裝法的施工方法進行手拉葫蘆裝置的安裝，包括脹圈的組對焊接（見圖6）以及立柱和斜撐的組對焊接（見圖7）。立柱的高度必須要確保能夠順利提升兩層罐壁的高度，手拉葫蘆的額定載重量要經過核算能夠滿足使用要求。手拉葫蘆裝置安裝調試后，提升第一層罐壁，提升的時候，務必保持各個手拉葫蘆的受力保持一致。接著，按照同樣的方法進行剩余七層罐體的安裝。各層罐體之間焊接采用手工電弧焊施工，順序為先焊縱向焊縫，后焊環(huán)向焊縫，即當焊完相鄰兩圈壁板的縱向焊縫后，再焊其間的環(huán)向焊縫。焊工應均勻分布，并沿同一方向施焊。

圖4　頂層罐壁組對焊接示意圖

圖5　罐頂骨架組對安裝示意圖

圖6　邊柱葫蘆提升裝置脹圈安裝組對示意圖

圖7　邊柱葫蘆提升裝置示意圖

（5）罐體內部熱油管道支架和熱油管道安裝，以及罐頂蓋安裝。罐體按照倒裝法提升完畢后，將罐壁與罐底板之間焊接。為了保證罐內焊接時產生的有害氣體的流通，務必在罐頂蓋安裝之前進行熱油管道的施工（見圖8）。施工完畢后，做好直爬梯和走道樓梯，再進行頂蓋和罐頂欄桿的安裝，同時按照電氣、工藝等專業(yè)的要求進行各種測量孔的開設和防雷接地裝置的安裝。

圖8　重油罐熱油管道和支架示意圖

（6）重油罐施工結束后，要按照相關規(guī)定進行充水試驗。充水試驗前，所有附件及其他與罐體焊接的構件全部完工并檢驗合格?！闱闆r下，充水試驗采用潔凈淡水。充水試驗中應進行基礎沉降觀測。在罐壁下部圓周每隔10 m左右，設一個觀測點 ，點數宜為4 的倍數，且不得少于4 點。在充水試驗中，如基礎發(fā)生設計文件不允許的沉降，應停止充水，待處理后方可繼續(xù)進行試驗。充水和放水過程中，應打開透光孔，且不得使基礎浸水。

罐底嚴密性試驗：充水進行試驗，觀察基礎周邊。合格標準：無滲漏。

罐壁強度及嚴密性試驗：充水至最高設計液面試驗，保 持 48 h。罐壁無滲漏、無異常變形，方合格。

固定頂強度及嚴密性試驗：罐內充水到最高設計液位下l m ，將所有開孔封閉，緩慢充水升壓，升到試驗壓力時，暫停充水，在罐頂涂以肥皂水檢查。試驗后立即將罐頂孔開啟與大氣相通，恢復到常壓。合格標準：罐頂無異常變形，焊接接頭無滲漏。

固定錐形頂的穩(wěn)定性試驗：充水到設計最高液位，將所有開孔封閉，用放水方法進行試驗，緩慢降壓，達到試驗負壓值時，停止放水，觀察罐頂。試驗后立即將罐頂孔開啟，與大氣相通，恢復到常壓。合格標準：罐頂無異常變形。

4　重油罐安裝施工的注意事項

罐壁的板材尺寸是根據罐壁周長計算而采購的定尺板，對卷制要求很嚴格，卷板機卷制的時候一定要保證尺寸，不能對罐壁板材進行切割。

兩層罐體之間焊接時需要按照要求打坡口，需使用J507 低氫鈉型焊條進行焊接，焊前焊條須經300~350 ℃烘焙1 h，隨烘隨用，焊前必須清除焊件的鐵銹、油污、水分等雜質，焊接時須用短弧操作，以窄焊道為宜。隨機抽取20%的焊縫進行著色滲透試驗（PT）。焊縫處理后續(xù)涂刷專用的焊縫油漆，以保護焊縫。

為了保證重油罐的使用壽命，鋪板之前，需要對以下部件噴涂專用防銹漆：底板，罐頂骨架，頂蓋內壁，熱油管道和支架，與底板焊接的離地30 cm以內底層罐壁。對罐體外壁和頂蓋外壁噴涂普通油漆，油漆噴涂三層，分別為底漆、中間漆、藍色面漆，總漆膜厚度為240μ m。

5　結束語

該項目的重油罐采用邊柱葫蘆提升倒裝法安裝，和同規(guī)模的老線采用正裝法施工的重油罐相比，施工周期縮減為一個月，安裝質量好，過程控制中既安全又有條不紊，而正裝法施工的周期為兩個月。邊柱葫蘆提升倒裝法是一種經濟適用的儲罐施工方法。

中圖分類號：TQ172.6

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0473(2016)01-0073-04DOI編碼：10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.01.016

收稿日期：（2015- 09- 29）