浅谈重油罐的边柱葫芦提升倒装法

黄春平成都建筑材料工业设计研究院有限公司，四川　成都　610051



浅谈重油罐的边柱葫芦提升倒装法

黄春平
成都建筑材料工业设计研究院有限公司，四川成都610051

摘要重油作为替代煤粉在水泥生产线作为燃料，特别是在中东产油国家使用更为广泛。重油罐作为储存重油的设备，重油罐的施工质量和施工进度至关重要。埃及某水泥厂建设，其重油罐采用边柱葫芦提升倒装法安装，实践中该法施工快，质量好。

关键词水泥厂重油罐锥顶罐边柱倒装法

0　引言

在原油价格持续处于低位的形势下，加之重油喷射系统比较安全，越来越多的中东富油国家使用重油作为燃料，如沙特、阿联酋、伊拉克、埃及等。重油储存装置——重油罐（见图1），结构形式为锥形钢罐，属于固定顶储罐类别中的无支撑式锥顶罐。重油罐一般采用正装或倒装法安装，倒装法具体讲，就是边柱倒装法，边柱倒装法分为边柱液压提升倒装法和边柱葫芦提升倒装法。笔者参加了埃及某水泥厂建设，其重油罐采用边柱葫芦提升倒装法安装，实践中该法施工快、质量好。本文在介绍熟料煅烧对重油性能要求的基础上，详细介绍该罐的边柱葫芦提升倒装法。

图1　重油罐示意图

1　熟料煅烧对重油性能的要求

重油，又称燃料油，呈暗黑色液体，主要是以原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，由常压油，减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调合而成。重油的比重一般在0.82～0.95，热值在（4.18～4.6）×104kJ/kg。其成分主要是碳氢化合物，含有大量的氮、硫、蜡质以及金属，及微量的无机化合物。其特点是分子量大、粘度高，难挥发，基本不流动。它的燃烧温度高，火焰的辐射能力强，是水泥熟料生产的优质燃料。

对用作燃料的重油，除要求有高发热量外，还要求：

（1）粘度低。以便于管道输送，有利于喷吹雾化改善燃烧效率；重油含石蜡量多而粘度大，使用时需进行预热，使达到100 ℃或100 ℃以上，以降低粘度。

（2）凝固点要低。一般重油凝固温度为22～36 ℃；对石蜡量多、凝固点高的重油，应采取适当的加热措施，以便于运输和装卸。

（3）闪点温度高。可采用较高的预热温度，便于输送和雾化，一般重油的闪点在180～330 ℃，都高于需要预热的温度。

（4）油中的机械杂质和含水量要少。杂质多和含水量高，不仅降低了重油的发热量，而且使用时会引起烧嘴堵塞和火焰波动，故需进行过滤，如将油和水形成乳状液，则可以改善燃烧效果。

（5）含硫要低。一般含硫量为0.15%～0.30%，但也有少数重油含硫高达2%，使用中会造成不良后果。

2　重油作为熟料锻烧燃料的优势

在产油量丰富的地区，如沙特、阿联酋、伊拉克等中东国家，广泛使用重油作为燃料生产水泥，这是重油与煤粉相比存在优势的结果。

重油和煤粉相比，重油燃烧的热值更高，重油作为石油冶炼的副产品之一，在富油的中东地区，相比之下更加经济实惠。而且煤粉制备和储存的时候，很容易自燃和引起爆炸，特别是在夏季温度特别高的中东地区，重油比煤粉制备更加安全，所以应用更为广泛。

3　重油罐的安装施工

此项目的重油罐共计4个，罐体的内径为20 m，每个罐体的容积为4 000 m3。罐体一共分为八层，罐体的材料为Q245- R，采用3 m高的定尺板，方便组对和焊接。根据储罐顶部的结构，此重油罐属于固定顶储罐类别中的无支撑式锥顶罐，以工字钢和槽钢为骨架，然后上覆钢板，采用边柱倒装法进行安装。

边柱倒装法，即利用均布在罐壁内侧带有提（顶）升机构的边柱提升与罐壁板下部临时胀紧固定的胀圈，使上节壁板随胀圈一起上升到预定高度，组焊第二圈罐壁板。然后松开胀圈，降至第二圈罐壁板下部胀紧、固定后再次起升。如此反复，直至组焊完。边柱倒装法分为边柱液压提升倒装法和边柱葫芦提升倒装法。此重油罐使用的是边柱葫芦提升倒装法（见图2）。

图2　边柱葫芦提升倒装法示意图

3.1程序与要求

（1）在罐壁板内侧沿周向均匀设置提升柱，提升柱顶部设置手拉葫芦或电动葫芦。提升柱的数量、结构、规格根据提升需要的最大重量计算确定，背向壁板一侧设置防倾覆斜拉撑。

（2) 设置人员进出罐内的通道。

（3) 胀圈用千斤顶或加紧丝与罐壁胀紧。

（4) 起吊过程应平稳，各起吊点应同步上升。

3.2重油罐的主要施工步骤

（1）土建基础的施工要求和验收。土建基础的缓冲层对于重油罐的减震和防锈极其重要，因为重油罐的底板是一层搭接一层焊接起来的，必须保证底板与基础之间保持密实。为了达到缓冲层的效果，基础一共分为四层。从下到上第一层为承重的钢筋混凝土。第二层为连续压实的砂砾层。第三层连续浇注的50 mm厚的沥青砂浆层，由10%稀释剂、10%波特兰水泥和80%的干沙组成。第四层为基础表面铺设的厚20 mm的连续沥青涂层，这一层沥青涂层的主要目的就是防锈和缓冲重油罐底板形成空洞，同时基础表面做1%的锥形放坡，基础合格后进行后续的安装工作（见图3）。

（2）罐底板铺设和焊接。首先铺设弓形边缘板，固定后点焊，然后再铺设中幅板，其余的钢板分别搭接形成阶梯形状铺满，要保证和基础之间密实。底板焊接顺序为：中幅板焊缝→罐底边缘板对接焊缝靠边缘的300 mm部位→罐底与罐壁板连接的角焊缝（在底圈壁板纵焊缝焊完后施焊）→边缘板剩余对接焊缝→边缘板与中幅板之间的收缩缝。

图3　土建基础和罐底板铺设示意图

（3）顶层罐壁组对焊接和罐顶骨架安装。底板铺设完成后，进行顶层罐壁的组对和焊接（见图4）。然后进行罐顶骨架的安装，先设置临时支撑再将罐顶的骨架安装（见图5），要确保锥形罐顶的角度保持一致。

（4）手拉葫芦装置安装和提升第一层罐体和其他各层罐体的安装。根据边柱倒装法的施工方法进行手拉葫芦装置的安装，包括胀圈的组对焊接（见图6）以及立柱和斜撑的组对焊接（见图7）。立柱的高度必须要确保能够顺利提升两层罐壁的高度，手拉葫芦的额定载重量要经过核算能够满足使用要求。手拉葫芦装置安装调试后，提升第一层罐壁，提升的时候，务必保持各个手拉葫芦的受力保持一致。接着，按照同样的方法进行剩余七层罐体的安装。各层罐体之间焊接采用手工电弧焊施工，顺序为先焊纵向焊缝，后焊环向焊缝，即当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后，再焊其间的环向焊缝。焊工应均匀分布，并沿同一方向施焊。

图4　顶层罐壁组对焊接示意图

图5　罐顶骨架组对安装示意图

图6　边柱葫芦提升装置胀圈安装组对示意图

图7　边柱葫芦提升装置示意图

（5）罐体内部热油管道支架和热油管道安装，以及罐顶盖安装。罐体按照倒装法提升完毕后，将罐壁与罐底板之间焊接。为了保证罐内焊接时产生的有害气体的流通，务必在罐顶盖安装之前进行热油管道的施工（见图8）。施工完毕后，做好直爬梯和走道楼梯，再进行顶盖和罐顶栏杆的安装，同时按照电气、工艺等专业的要求进行各种测量孔的开设和防雷接地装置的安装。

图8　重油罐热油管道和支架示意图

（6）重油罐施工结束后，要按照相关规定进行充水试验。充水试验前，所有附件及其他与罐体焊接的构件全部完工并检验合格。—般情况下，充水试验采用洁净淡水。充水试验中应进行基础沉降观测。在罐壁下部圆周每隔10 m左右，设一个观测点 ，点数宜为4 的倍数，且不得少于4 点。在充水试验中，如基础发生设计文件不允许的沉降，应停止充水，待处理后方可继续进行试验。充水和放水过程中，应打开透光孔，且不得使基础浸水。

罐底严密性试验：充水进行试验，观察基础周边。合格标准：无渗漏。

罐壁强度及严密性试验：充水至最高设计液面试验，保 持 48 h。罐壁无渗漏、无异常变形，方合格。

固定顶强度及严密性试验：罐内充水到最高设计液位下l m ，将所有开孔封闭，缓慢充水升压，升到试验压力时，暂停充水，在罐顶涂以肥皂水检查。试验后立即将罐顶孔开启与大气相通，恢复到常压。合格标准：罐顶无异常变形，焊接接头无渗漏。

固定锥形顶的稳定性试验：充水到设计最高液位，将所有开孔封闭，用放水方法进行试验，缓慢降压，达到试验负压值时，停止放水，观察罐顶。试验后立即将罐顶孔开启，与大气相通，恢复到常压。合格标准：罐顶无异常变形。

4　重油罐安装施工的注意事项

罐壁的板材尺寸是根据罐壁周长计算而采购的定尺板，对卷制要求很严格，卷板机卷制的时候一定要保证尺寸，不能对罐壁板材进行切割。

两层罐体之间焊接时需要按照要求打坡口，需使用J507 低氢钠型焊条进行焊接，焊前焊条须经300~350 ℃烘焙1 h，随烘随用，焊前必须清除焊件的铁锈、油污、水分等杂质，焊接时须用短弧操作，以窄焊道为宜。随机抽取20%的焊缝进行着色渗透试验（PT）。焊缝处理后续涂刷专用的焊缝油漆，以保护焊缝。

为了保证重油罐的使用寿命，铺板之前，需要对以下部件喷涂专用防锈漆：底板，罐顶骨架，顶盖内壁，热油管道和支架，与底板焊接的离地30 cm以内底层罐壁。对罐体外壁和顶盖外壁喷涂普通油漆，油漆喷涂三层，分别为底漆、中间漆、蓝色面漆，总漆膜厚度为240μ m。

5　结束语

该项目的重油罐采用边柱葫芦提升倒装法安装，和同规模的老线采用正装法施工的重油罐相比，施工周期缩减为一个月，安装质量好，过程控制中既安全又有条不紊，而正装法施工的周期为两个月。边柱葫芦提升倒装法是一种经济适用的储罐施工方法。

中图分类号：TQ172.6

文献标识码：B

文章编号：1008-0473(2016)01-0073-04DOI编码：10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.01.016

收稿日期：（2015- 09- 29）