對乍得油田CPF兩臺2萬立方米拱頂原油儲罐網殼的施工方案對比分析

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.鄭州輕工業學院過程裝備系，河南 鄭州 450002）

在乍得油田一期開發工程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原油儲罐拱頂網殼直徑42m。其基本參數：高度5547mm，重量41t，材質均為Q235-B。其結構采用圖1所表示的三角形網殼式。兩臺原油儲罐的網殼均分別有714根桿件，253個節點（其中支座節點42個，節點采用易于制造安裝的板式節點），普通碳鋼制造的8.8級M12高強度聯接螺栓20000余套。兩臺原油儲罐的網殼均分別由上海寶山石油機械廠（簡稱“網殼廠家”）進行散件預制，在現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，最外側節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 [1～5]是國家標準、行業規范和同類型鋼結構設計及安裝的經驗。

圖1 20000m3原油儲罐網殼簡圖

1 兩種施工方案及實施過程

乍得油田CPF兩臺20000m3拱頂罐鋼結構網殼分別采用兩種施工方案。對于1#拱頂罐網殼，建設公司按照網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節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#拱頂罐網殼相同的2#拱頂罐網殼時，根據現場實際，建設公司在網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，最后將最外側網殼節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#拱頂罐網殼的施工情況

圖3 2#拱頂罐網殼的施工情況

1.1 方案1的實施過程

對于1#拱頂罐，首先確認各個網殼支座在罐頂支撐槽鋼圈上的基本位置，將最外面兩圈網殼在罐底組裝成片，然后將各片吊裝就位，將最外側網殼節點與邊梁焊接固定，并做好各片網殼的支撐。待最外圈網殼全部就位后，連接并緊固各片間的連接螺栓，使最外圈網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，為防止網殼變形，網殼支撐不能拆除。

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殼拉起一定高度，然后組裝中心向外的第二圈網殼，依次類推，直到除網殼支座外的全部構件及節點組裝完畢，使網殼形成一個整體的結構（在組裝過程中要根據實際情況不斷的向外圈移動龍門架到合適提升的位置）。確認網殼支座安裝位置，并利用4臺吊車整體將網殼抬升，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、網殼局部調整等工作。其風險監控的特點是：高空作業多，監控難度較大。按方案2進行施工，網殼安裝周期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）。其風險監控的特點是：低空作業，比較容易監控。

2.2 對比

方案1投入的人員數量是方案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造成影響（另假如現場吊車數量無法滿足，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，并多次移動腳手架平臺，而且隨著向心組對的進行，腳手架需要多次調整高度，既增加高空作業的安全風險，又增加施工作業量。而方案2在施工過程中，作業人員始終在儲罐罐底板上施工，施工內容僅僅是將各構件、節點板搬運到正確位置把螺栓緊固和調整龍門架的位置即可，施工作業安全風險小，且施工過程監控容易。

3 分析和體會

乍得油田兩臺20000m3原油儲罐網殼施工過程中，第1臺網殼采用方案1不僅進度緩慢，而且安全風險高。第2臺網殼安裝采用方案2，不僅有效減少高空作業工作量，提高工作效率，同時也削減了在高溫環境下（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℃）的作業風險。在吊裝能力保證的前提下，以后同類型網殼、加油站罩棚及大型廠房網架等的安裝借鑒方案2的成功經驗。

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

[2]GB50017-2003，鋼結構設計規范[S].2003.

[3]陳凱力，賴盛.大型儲罐罐頂網殼結構形式的比較[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殼的設計分析[J].化工設計，2007，17(4):17-21.