3 000 m3球罐異地整體建造可行性分析

翟 宇 鹿金田

（中國石油天然氣第七建設有限公司，山東 青島 266300）

0 概述

目前，我國南方的石化基建方興未艾，潮濕多雨的環境限制導致南方沿海地區的適宜施工的天數較少，施工效率低，導致施工成本較高；而山東地區四季分明，適宜施工的天數較多，施工效率高。能否在山東地區以異地建造，南方裝置現場整體安裝的方式完成本工程的設備建造安裝呢？該文就以中石油廣東石化丙烯球罐為例，從施工特點、費效比兩方面入手，探討了南方球罐異地至山東建造的可行性。

1 工程簡介

1.1 項目名稱

項目名稱：廣東石化21×3000m3球罐制作安裝項目，該工程3 000 m3球罐結構型式為混合式三帶10 支柱結構，如圖1 所示。

圖1 SPMT 車板滾裝球罐圖

1.2 工程地點

廣東石化項目施工現場。

1.3 工程特點

工期緊張，受氣候影響顯著，高空及交叉作業多，安全管理難度大。

1.4 工程量清單

該工程為21 臺3 000 m3球罐，結構型式為混合式三帶10支柱結構，工作內容包括罐體材料采購、整體制作安裝、除銹防腐和梯子平臺等，見表1。

材料采購：材料生產周期為90 d，材料供貨應滿足每月至少4 臺球殼板需求。

表1 廣東石化21×3 000 m3 球罐項目參數

球殼板壓制：材料到貨后開始壓制，20 d 后供貨到碼頭，并保證每周完成1 臺球罐的預制工作。

碼頭整體組焊：擬開辟某造船廠、青島某港務有限公司2個臨港碼頭組焊場地，青船設置8 個整體組焊工位，大灣港場地設置4 個整體組焊工位。每個場地按照4 臺/5 個月的施工進度進行部署，完成21 臺球罐的組焊任務。

整體運輸：球罐整體制作后采用6 縱列1 軸線SPMT 車板滾裝裝船，具體運輸如圖1 所示。每批裝運4 臺球罐，船型選擇10 000 t 自動力甲板運輸船。

現場整體安裝：完成球罐現場的整體吊裝就位，并完成梯子平臺、噴淋和防火等附屬工作量。

運輸方式采用STMP 海運。

鋼板采用舞鋼、鞍鋼等國內一線鋼廠的產品。

建造模式為山東碼頭內整體建造，運輸至業主指定碼頭上岸，一次性吊裝就位。

2 整體廠內建造與項目現場建造對比分析

2.1 施工環境對比

廣東石化地處廣東省東南方南海突出部，所處區域屬，雨量充沛，全年陰雨天氣超過50%；夏季施工天氣炎熱、潮濕；臺風影響較大。林巧美、陳映強等[1]分析了1964～2013年各路登陸廣東（包括4 個登陸香港）的熱帶氣旋（TC）對揭陽天氣的影響，結果表明：東路登陸的TC 對揭陽市的影響最嚴重，日最大雨量可達暴雨或者大暴雨，惠來普遍可以出現比TC 中心附近風力小1～2 級的風，其他地區可以出現比TC 中心附近風力小3 ～5 級的風；中路登陸的TC，揭陽市普遍會有暴雨，日最大雨量市區揭西出現暴雨的概率最大，普寧惠來出現大雨概率最大，揭陽會出現3 ～6 級的風；西路登陸的TC，揭陽市普遍有大到暴雨，并且出現3 ～4 級的風，當粵東受副高邊緣和TC 外圍環流共同影響時，風力可達4～6 級，給揭陽市帶來嚴重影響的風暴潮增水，一般TC 大多來自西北太平洋，揭陽位于TC 前進方向的右半圓，登陸時間在農歷15～18 日（天文大潮期），增水更為有利，但是對施工影響更大。

青島地處北溫帶季風區域，地處山東半島南部，屬于溫帶季風氣候。市區由于海洋環境的直接調節，受來自洋面上的東南季風及海流、水團的影響，因此又具有顯著的海洋性氣候特點。空氣濕潤，溫度適中，四季分明。春季氣溫回升緩慢，較內陸遲1 個月；夏季濕熱多雨，但無酷暑；秋季天高氣爽，降水少，蒸發強；冬季風大溫低，持續時間較長。根據19 世紀80年代末至今的氣象資料，市區年平均氣溫12.7℃，極端高氣溫38.9℃（2002年7月15 日），極端低氣溫為-16.9℃（1931年1月10 日）。全年8月份最熱，平均氣溫25.3℃；1月份最冷，平均氣溫為-0.5℃。日最高氣溫高于30℃的日數，年平均為11.4 d；日最低氣溫低于-5℃的日數，年平均為22 d。降水量年平均為662.1 mm，春、夏、秋、冬四季雨量分別占全年降水量的17%、57%、21%、5%。年降水量最多為1 272.7 mm（1911年），最少僅為308.2 mm（1981年），降水的年變率為62%。年平均降雪日數只有10 d。年平均氣壓為1 008.6 毫巴。年平均風速為5.2 m/s，以南東風為主導風向。年平均相對濕度為73%，7月份最高，為89%；12月份最低，為68%。青島海霧多，年平均濃霧51.3 d、輕霧108.2 d。屬于暖溫帶亞濕潤季風氣候，降水適中，其中全年約20 d 處于陰雨天氣；氣候適中；全年臺風幾乎無影響。廣東揭陽與山東青島氣象參數對比見表2。

表2 廣東揭陽與山東青島氣象參數對比表

2.2 整體建造與現場建造質量保證能力對比

焊接一次合格率的高低決定了球罐建造的質量，影響焊接質量的主要因素為人的因素和環境因素。人的因素與現場相比無較大差別，主要受環境因素的制約。而環境因素中空氣濕度、大風、陰雨天氣對于焊接的內在質量會產生重要影響。經過對2個現場的環境進行分析，在青島施工的環境優于項目現場施工。

2.3 項目建造工期對比

考慮天氣因素影響，兩地的組焊周期對比見表3。

2.4 項目執行過程中的安全費效情況對比

裝置現場施工高空作業多，交叉作業頻繁，風險系數高，隨著國家、社會對安全環保越來越重視，業主對施工現場的安全要求也越來越高，使裝置現場施工的效率降低，費用大幅增加。況且施工現場的投入多為一次性投入。

在青島地區建造屬于碼頭工廠化建造，各種設施齊全，安全可靠性高，況且安全設施為在用設施，屬于重復性利用，安全投入相對較少。

2.5 項目建造成本對比

該文從球殼壓制、主體組焊、焊接材料、熱處理、水壓試驗、除銹防腐、組焊場地費、現場吊裝復位和運輸方式等9 個要素對現場及青島地區施工的成本情況進行詢價對比，情況見表4。

表4 廣東揭陽與山東青島施工成本對比表使

2.6 整體工廠化建造與項目現場建造對比分析

從施工環境、整體建造與現場建造質量保證能力、項目建造周期、項目執行過程中的安全費效比、項目建造成本5 個方面對比分析，南方地區的球罐類產品采用異地整體建造，本地一次性吊裝就位的建造模式是可行的，它在工程造價基本不變或略有提高的的情況下，不僅保證了現場焊接質量，大大降低了現場的交叉作業、高工作業和吊裝作業等施工安全風險，而且大大縮短了項目的建造周期，有利于石油化工企業提前竣工并投入運營。

3 結論

伴隨著國建七大煉化基地堅實的步伐，對于我國南方沿海地區乃至施工條件苛刻的地區而言，球罐異地建造類似于模塊的異地建造，具有質優價低、優勢互補、利于規避安全風險和質量風險等特點，在國家及社會越來越注重安全、質量、工期的現狀下，這種異地建造模式勢必成為施工建設的一種可行選擇。深度進行工廠化模塊化建造，石油煉化裝置，整體現場吊裝就位已經成為了大型煉化裝置施工的通行方案。深度工廠化模塊建造，引領現場模塊化安裝的時代已經到來。