[科普中國]-重油罐

簡介

在原油價(jià)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(lián)酋、伊拉克、埃及等。重油儲(chǔ)存裝置——重油罐，結(jié)構(gòu)形式為錐形鋼罐，屬于固定頂儲(chǔ)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。埃及某水泥廠建設(shè)，其重油罐采用邊柱葫蘆提升倒裝法安裝，實(shí)踐中該法施工快、質(zhì)量好1。

熟料煅燒對(duì)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(zhì)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(diào)合而成。重油的比重一般在0.82～0.95，熱值在（4.18～4.6）×104 kJ/kg。其成分主要是碳?xì)浠衔?，含有大量的氮、硫、蠟質(zhì)以及金屬，及微量的無機(jī)化合物。其特點(diǎn)是分子量大、粘度高，難揮發(fā)，基本不流動(dòng)。它的燃燒溫度高，火焰的輻射能力強(qiáng)，是水泥熟料生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)燃料。對(duì)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(shí)需進(jìn)行預(yù)熱，使達(dá)到100 ℃或100 ℃以上，以降低粘度。

（2）凝固點(diǎn)要低。一般重油凝固溫度為22～36 ℃；對(duì)石蠟量多、凝固點(diǎn)高的重油，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募訜岽胧?，以便于運(yùn)輸和裝卸。

（3）閃點(diǎn)溫度高。可采用較高的預(yù)熱溫度，便于輸送和霧化，一般重油的閃點(diǎn)在180～330 ℃，都高于需要預(yù)熱的溫度。

（4）油中的機(jī)械雜質(zhì)和含水量要少。雜質(zhì)多和含水量高，不僅降低了重油的發(fā)熱量，而且使用時(shí)會(huì)引起燒嘴堵塞和火焰波動(dòng)，故需進(jìn)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(shù)重油含硫高達(dá)2%，使用中會(huì)造成不良后果2。

重油作為熟料鍛燒燃料的優(yōu)勢在產(chǎn)油量豐富的地區(qū)，如沙特、阿聯(lián)酋、伊拉克等中東國家，廣泛使用重油作為燃料生產(chǎn)水泥，這是重油與煤粉相比存在優(yōu)勢的結(jié)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(chǎn)品之一，在富油的中東地區(qū)，相比之下更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。而且煤粉制備和儲(chǔ)存的時(shí)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(yīng)用更為廣泛。

重油罐的安裝施工此項(xiàng)目的重油罐共計(jì)4個(gè)，罐體的內(nèi)徑為20 m，每個(gè)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(duì)和焊接。根據(jù)儲(chǔ)罐頂部的結(jié)構(gòu)，此重油罐屬于固定頂儲(chǔ)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(jìn)行安裝。

邊柱倒裝法，即利用均布在罐壁內(nèi)側(cè)帶有提（頂）升機(jī)構(gòu)的邊柱提升與罐壁板下部臨時(shí)脹緊固定的脹圈，使上節(jié)壁板隨脹圈一起上升到預(yù)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(fù)，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。

程序與要求（1）在罐壁板內(nèi)側(cè)沿周向均勻設(shè)置提升柱，提升柱頂部設(shè)置手拉葫蘆或電動(dòng)葫蘆。提升柱的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、規(guī)格根據(jù)提升需要的最大重量計(jì)算確定，背向壁板一側(cè)設(shè)置防傾覆斜拉撐。

（2） 設(shè)置人員進(jìn)出罐內(nèi)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(yīng)平穩(wěn)，各起吊點(diǎn)應(yīng)同步上升。

重油罐的主要施工步驟（1）土建基礎(chǔ)的施工要求和驗(yàn)收。土建基礎(chǔ)的緩沖層對(duì)于重油罐的減震和防銹極其重要，因?yàn)橹赜凸薜牡装迨且粚哟罱右粚雍附悠饋淼?，必須保證底板與基礎(chǔ)之間保持密實(shí)。為了達(dá)到緩沖層的效果，基礎(chǔ)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(shí)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(chǔ)表面鋪設(shè)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(shí)基礎(chǔ)表面做1%的錐形放坡，基礎(chǔ)合格后進(jìn)行后續(xù)的安裝工作。

（2）罐底板鋪設(shè)和焊接。首先鋪設(shè)弓形邊緣板，固定后點(diǎn)焊，然后再鋪設(shè)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(chǔ)之間密實(shí)。底板焊接順序?yàn)椋褐蟹搴缚p→罐底邊緣板對(duì)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(duì)接焊縫→邊緣板與中幅板之間的收縮縫。

（3）頂層罐壁組對(duì)焊接和罐頂骨架安裝。底板鋪設(shè)完成后，進(jìn)行頂層罐壁的組對(duì)和焊接。然后進(jìn)行罐頂骨架的安裝，先設(shè)置臨時(shí)支撐再將罐頂?shù)墓羌馨惭b，要確保錐形罐頂?shù)慕嵌缺３忠恢隆?/p>

（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(jù)邊柱倒裝法的施工方法進(jìn)行手拉葫蘆裝置的安裝，包括脹圈的組對(duì)焊接以及立柱和斜撐的組對(duì)焊接。

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(jīng)過核算能夠滿足使用要求。手拉葫蘆裝置安裝調(diào)試后，提升第一層罐壁，提升的時(shí)候，務(wù)必保持各個(gè)手拉葫蘆的受力保持一致。接著，按照同樣的方法進(jìn)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?yàn)橄群缚v向焊縫，后焊環(huán)向焊縫，即當(dāng)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(yīng)均勻分布，并沿同一方向施焊。

（5）罐體內(nèi)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(nèi)焊接時(shí)產(chǎn)生的有害氣體的流通，務(wù)必在罐頂蓋安裝之前進(jìn)行熱油管道的施工。施工完畢后，做好直爬梯和走道樓梯，再進(jìn)行頂蓋和罐頂欄桿的安裝，同時(shí)按照電氣、工藝等專業(yè)的要求進(jìn)行各種測量孔的開設(shè)和防雷接地裝置的安裝。

（6）重油罐施工結(jié)束后，要按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行充水試驗(yàn)。 充水試驗(yàn)前，所有附件及其他與罐體焊接的構(gòu)件全部完工并檢驗(yàn)合格?！闱闆r下，充水試驗(yàn)采用潔凈淡水。充水試驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)沉降觀測。在罐壁下部圓周每隔10 m左右，設(shè)一個(gè)觀測點(diǎn) ，點(diǎn)數(shù)宜為4 的倍數(shù)，且不得少于4 點(diǎn)。在充水試驗(yàn)中，如基礎(chǔ)發(fā)生設(shè)計(jì)文件不允許的沉降，應(yīng)停止充水，待處理后方可繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。充水和放水過程中，應(yīng)打開透光孔，且不得使基礎(chǔ)浸水。罐底嚴(yán)密性試驗(yàn)：充水進(jìn)行試驗(yàn)，觀察基礎(chǔ)周邊。合格標(biāo)準(zhǔn)：無滲漏。

罐壁強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)：充水至最高設(shè)計(jì)液面試驗(yàn)，保 持 48 h。罐壁無滲漏、無異常變形，方合格。

固定頂強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)：罐內(nèi)充水到最高設(shè)計(jì)液位下l m ，將所有開孔封閉，緩慢充水升壓，升到試驗(yàn)壓力時(shí)，暫停充水，在罐頂涂以肥皂水檢查。試驗(yàn)后立即將罐頂孔開啟與大氣相通，恢復(fù)到常壓。合格標(biāo)準(zhǔn)：罐頂無異常變形，焊接接頭無滲漏。

固定錐形頂?shù)姆€(wěn)定性試驗(yàn)：充水到設(shè)計(jì)最高液位，將所有開孔封閉，用放水方法進(jìn)行試驗(yàn)，緩慢降壓，達(dá)到試驗(yàn)負(fù)壓值時(shí)，停止放水，觀察罐頂。試驗(yàn)后立即將罐頂孔開啟，與大氣相通，恢復(fù)到常壓。合格標(biāo)準(zhǔn)：罐頂無異常變形3。

重油罐安裝施工的注意事項(xiàng)罐壁的板材尺寸是根據(jù)罐壁周長計(jì)算而采購的定尺板，對(duì)卷制要求很嚴(yán)格，卷板機(jī)卷制的時(shí)候一定要保證尺寸，不能對(duì)罐壁板材進(jìn)行切割。

兩層罐體之間焊接時(shí)需要按照要求打坡口，需使用J507 低氫鈉型焊條進(jìn)行焊接，焊前焊條須經(jīng)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(zhì)，焊接時(shí)須用短弧操作，以窄焊道為宜。隨機(jī)抽取20%的焊縫進(jìn)行著色滲透試驗(yàn)（PT）。焊縫處理后續(xù)涂刷專用的焊縫油漆，以保護(hù)焊縫。

為了保證重油罐的使用壽命，鋪板之前，需要對(duì)以下部件噴涂專用防銹漆：底板，罐頂骨架，頂蓋內(nèi)壁，熱油管道和支架，與底板焊接的離地30 cm以內(nèi)底層罐壁。對(duì)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(lán)色面漆，總漆膜厚度為240μm。

總結(jié)該項(xiàng)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(gè)月，安裝質(zhì)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(gè)月。邊柱葫蘆提升倒裝法是一種經(jīng)濟(jì)適用的儲(chǔ)罐施工方法2。