大型重油罐的安全拆除方法

陳小東

(寶山鋼鐵股份有限公司能源環保部，上海 201900）

1 概述

鋼鐵冶金、石化行業油罐當運行到一定時間后，如不能滿足生產需求或安全需求時，則需拆除更新。一般小型重油罐（小于1000 m3）拆除采用倒拆工藝，即將罐體提升（使用大型吊車），從下部割除一層，下落一層，直至整個解體。倒拆拆除與安裝程序相反，自下而上一層一層切割拆除，一般來說切割動火高度離地面不超過2 m，避免了高空作業，降低施工風險，且不用搭設腳手架，縮短施工工期，節約施工費用。

但是對于較大的重油罐，因重量大、直徑長，起吊半徑和起吊重量都大幅增加，用吊車起吊就很困難，甚至無法起吊，這樣的重油罐拆除時常規采用方法如下：在罐體的內部加脹圈，用倒鏈或液壓頂升裝置將重油罐上半部頂起懸空，再從下而上割除一圈，下降一圈。這種拆除方法需在重油罐內部罐底板上安裝抱桿、在罐壁上安裝提升用脹圈，利用環鏈電動葫蘆配合罐壁拆除進行吊裝作業，這樣拆除時間長，費用大。（根據經驗計算：容積為2萬m3重油罐需40 根抱桿，見圖1、圖2，拆除時間超過一個月）。

圖1 單根抱桿安裝示意圖

圖2 重油罐內抱桿安裝示意圖

本文在前期方案研究及實驗論證的基礎上，提出一種新的拆除方法，即從重油罐頂部開始施工，采取專項安全保護措施，一層一層向下拆除，在確保安全的前提下，可短時間內完成大型重油罐的拆除工作。

2 作業背景

某鋼廠因項目需求，需拆除2 座2 萬m3重油罐，存儲重油的儲罐本身都屬于重大危險源。在拆除儲罐時必須特別謹慎，否則會存在環境污染和混合氣體爆炸的風險。所以拆除前首先需將罐內部所有殘留重油清除干凈，全部完成后進入罐體拆除的階段。項目團隊對重油罐的結構及部件進行仔細研究，組織專家對重油罐拆除施工方案進行多次研究探討，充分考慮現場可能出現的各種危險因素，不斷細化、補充安全措施，最終選擇了一個安全、高效的拆除方案——頂部向下拆除法。

3 拆除方法

3.1 罐體情況

拆除罐體高16.686 m，罐頂高5.359 m，罐體直徑40 m。罐體用鋼材總重約340 t。罐體側面板板厚為金字塔布置，每隔1.782 m 板厚遞減一次，側面板厚依次分別為（從下到上）：25 mm、22 mm、18 mm、16 mm、14 mm、12 mm、10 mm、8 mm。罐體頂板總重約104 t，罐體頂由6 mm 厚的罐頂板、徑向肋板、環向肋板組成。如圖3。

圖3 油罐頂板布置圖

3.2 拆除準備工作

罐體施工前，確認罐體內部殘留物全部清理完成，并再次進行氮氣吹掃置換，可燃氣體檢測合格后，進行罐體與管道及泵站的物理隔斷。

3.3 拆除安全措施

(1)重油罐底部放入20 cm 深的水層，確保罐體內鋼板落入罐體底部不會出現金屬碰撞的火星。

(2)重油罐頂設置生命繩，確保施工人員安全。在罐頂合適處設置環形生命繩。

3.4 重油罐頂頂板拆除

(1)頂板在切割前，事先在頂板上畫出切割線，環向切割線以罐體圓心為圓心。

(2)采用氧氣乙炔切割，由4～6 人順序后退分片切割，嚴格按照切割線進行切割。

（3）首先沿中心的第一個環向切割線將罐體的中心部分拆除。

（4）其次從中心開始沿第二個環向切割線進行切割，切割順序為沿著徑向、環向、徑向依次進行切割拆除。

（5）拆除下的每塊罐頂板落入罐體內，依次轉圈切割到罐體側邊，完成整個頂板拆除。如圖4。

圖4 罐頂切割示意圖

施工人員安全措施：重油罐頂設置生命繩，在罐頂合適處設置環形生命繩，均勻布置6個固定點，兩端固定，見圖5。

圖5 罐頂施工人員安全措施

同時在作業人員的安全帶上加設一根和安全背帶同樣長Φ8 鋼絲繩，一端用卡扣固定在腰間的背帶上，一端固定在安全帶的掛鉤上，確保施工人員安全。重油罐頂部加焊槽鋼作拉結柱，與罐頂通過鋼絲繩連接，確保罐頂頂板在切割拆除時不會整體掉落。

3.5 罐體壁拆除

罐體壁拆除采用吊車輔助配合方式進行分層分塊切割拆除。在罐體切割前，在罐體側板底部劃等分線，然后根據等分線確定切割線的位置。將罐體分為四層切割。如圖6所示。

圖6 罐體壁拆除示意圖

罐體側壁拆除局部搭設腳手架拆除，其他用護籠爬梯拆除。罐體側壁拆除起點為罐體樓梯正對點為起點，然后兩個班組同時、同速、相向拆除，在樓梯位置每層留四塊搭設腳手架拆除，如圖7所示。

圖7 罐體壁拆除俯視示意圖

3.5.1 罐體側壁第1塊（1、2、3層）拆除（見圖8）

（1）用汽車吊將兩護籠爬梯吊掛在罐體側壁切割塊左右兩側，且下部與地面固定。爬梯邊與切豎直切割線（②、③）距離保持一定距離。

（2）在要拆除的側板塊靠近頂端距離兩側切割線1 m處分別開洞，固定吊鉤。

（3）兩人沿罐體編號為①的切割線切割，從中心開始，切割至②線、③線的位置為止。最后沿②、③線從下往上同速切割，安全帶掛在護籠上。沿①切割線切割時，作業人員站在兩護籠之間的作業平臺上。安全繩掛在兩護籠之間的鋼絲繩上。

（4）吊車將拆除板吊走，作業人員從護籠下到地面，護籠利用吊車移位。

圖8 第1塊拆除示意圖

3.5.2 罐體側壁第2塊（1、2、3層）拆除（見圖9）

（1）護籠爬梯固定在距離②切割線500 mm 的位置。

（2）在要拆除的側板塊靠近頂端距離兩側切割線附近分別開洞，固定吊鉤。

圖9 第2塊拆除示意圖

（3）從①切割線未切割處開始切割，直至②切割線位置為止。沿①切割線切割時，作業人員站在兩護籠之間的作業平臺上。安全繩掛在兩護籠之間的鋼絲繩上。

（4）沿切割線②從下往上切割，作業人員站在護籠里面，安全帶掛在護籠上。

（5）移動爬梯準備切割下1 塊，利用第2 塊切割方法進行下1塊側板拆除。

3.5.3 每層最后4塊拆除（見圖10）

在切割到第1、2、3 層最后4 片罐體時，因頂部鋼板較薄易產生較大晃動或彎折變形，擬通過通過搭設腳手架拆除，腳手架每隔2 m 設置1 個作業平臺，人員站在平臺上進行作業施工。切割方式類似第2塊的切割方式。

圖10 最后4塊拆除示意圖

3.5.4 最后1層拆除

該層的高度距地面高度約2 m 左右，作業人員站地面切割，首先沿著豎直方向切割線進行切割，最后拆除切割環向切割線。在罐體環向切割的同時，吊車就位配合完成切割后，不落地裝車由指定回收單位回收外運。見圖11。

圖11 吊車配合回收拆除示意圖

3.6 殘渣清理

罐體側壁拆除完成后，排除罐體內部放入的水，吊車配合吊走落入罐體底部的頂板鋼板。鋼板清除完成后，對底部的殘存油渣，采取修筑臨時坡道后，鏟車開進罐內鏟除殘渣，鏟除的油渣直接裝車回收。對邊角處的殘渣，采取人工清理、機械配合的方式進行清除。

4 結束語

采用此拆除方案，施工單位完成2 個重油罐拆除僅僅用24 天。同樣情況下，如果采用倒拆工藝，拆除需花30天。本文介紹了一種拆除方法，不僅施工過程可確保安全，同時大大節約了施工時間，可推廣至國內其他有大型重油罐的企業。