某洞室油庫油罐拆除工程施工工藝研究

王立國 鄭文科 楊曄琳 關志豪

摘要：老油庫的油罐由于存放年代久遠而失去效用需要進行拆除，拆除工程存在許多重要的安全問題。文章針對榆林市某油庫油罐拆除工程，通過研究分析工程的重點、難點，提出相應的解決方案。工程采用嚴謹細致的清罐工藝，進一步保障工程作業的安全性與可行性；對比研究火焰切割技術、等離子切割技術、激光切割技術3種油罐切割技術的優點和缺點，從中選擇最優的油罐切割方案。該油罐拆除工藝可為今后相關工程提供參考和指導。

關鍵詞：油罐拆除；清罐工藝；激光切割；吊裝工藝

中圖分類號：TE687? 文獻標識碼：A? ?文章編號：1674-0688（2023）05-0072-03

0 引言

當前，經濟社會高質量發展，許多前期建造的油庫因為投入使用時間久遠，與城市規劃的需要發生了矛盾，所以逐漸面臨拆除、搬遷的局面［1］。安全問題是實施油庫拆除工程時應重點考慮的問題，防火、防爆是工程施工中的關鍵和難點。本文通過對榆林市某油庫油罐拆除工程施工工藝的詳細講解，為保證油罐拆除工程施工質量，避免出現安全隱患提供了參考案例。

1 工程概況

榆林市某油庫為山體洞藏油庫，臥式油罐區依山而建，屬于中型立式、臥式油罐混合山地洞庫群。共有50 m3埋地油罐11座，10 m3埋地油罐1座；立式油罐為山體洞庫，共有3 000 m3鋼體噴氣燃料罐2座，2 000 m3鋼體噴氣燃料罐3座，100 m3鋼體汽柴油罐3座。洞庫形式為人工開鑿巖洞，2 000 m3和3 000 m3的油罐為單罐單洞安裝，100 m3的油罐為一洞3罐安裝，罐與罐之間通過隧道相連。隧道高2.8 m，其中通風管道占用0.6 m，門洞寬度為2.2 m，高度為2 m。洞庫壁與油罐壁間距為0.6 m。

此油庫具有戰備屬性，設備設施屬于石油化工危險設備設施，也是使用多年的易燃易爆舊油罐，管道、油罐中存在不同程度的飛機噴氣燃料、汽油等介質殘留，油罐拆除工程施工安全控制難度大。山坡道路橋梁年久失修，已經不具備車輛、人員通行條件。洞庫施工作業面狹小，電源、通風、通道條件均不利于施工，材料進出洞庫難度大，工程需人工完成。

2 施工難點及解決方案

2.1 施工難點

本工程施工難點具體描述如下：①隧道狹窄且有多處水泥鋼筋混凝土或磚砌防爆門阻隔，人可通行高度為1 750 mm、寬度為1 500 mm，門檻高度為307 mm，無法滿足施工要求；②整個洞庫通風系統損壞多年，洞內存在油氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氨、二氧化氮等物質且長期處于空氣不流動狀態，有毒有害氣體充盈洞庫每一個角落，在低溫、恒溫狀態下形成穩定的有毒、有害環境；③洞庫幾乎沒有作業面，洞體內襯為建罐后加建，進一步縮減了罐壁與洞壁之間的距離，平均在600 mm左右；④混凝土穹頂已使用50年，洞頂油罐懸掛勾埋設在洞頂混凝土結構中，已無法使用。

2.2 解決方案

（1）修復原有通風系統，增加通風系統，加快換風頻次，增加軸流風機。確保有毒有害氣體檢測為零、可燃氣體檢測為零、氧含量達到19.5%～23.5%。采用防爆型鼓風機對油罐進行正向通風，確保有害氣體及時排除罐外。

（2）選擇科學的清罐方式，使用蒸汽清罐技術對待拆油罐進行蒸罐，加快可燃氣體揮發速度，提高清罐質量，確保施工安全。

（3）確保油罐工藝管線達到切割標準，采用等離子切割技術對拆除油罐進行切割破拆，避免氣體切割可能帶來的安全風險。

3 油罐拆除施工工藝

3.1 清罐工作

清罐工作是油罐拆除工程中的首要工作，此工作的嚴謹細致程度直接關系到后續施工的安全性。清罐工作的主要流程如下：連接配電箱與自吸泵—抽取油罐內余油—安裝與高壓水泵連接的管線閥門儀表電氣—使用高壓水清洗—蒸煮油罐。

3.1.1 清罐準備工作

清罐前的準備工作主要分為消防準備工作與切斷管線工作2個部分。消防準備工作為施工前組織施工人員做好安全和技術交底工作。施工人員入場后首先將消防器材擺放于施工區域各施工點，同時準備6條石棉毯以備滅火初期使用，其次檢查施工機械、設備、儀器、儀表狀況，最后辦理用電手續，接好臨時電源。切斷管線工作由穿好防靜電服裝的施工人員進入操作井，使用防爆工具拆除油管線、設備、弱電線路及與油罐相連的螺絲。為防止物體掉落產生火花，人孔井蓋不進行拆除。

3.1.2 清罐施工工藝

（1）連接配電箱與自吸泵：首先將臨時用電由配電箱的備用回路引至施工現場內的配電箱，臨時用電的電纜使用橡套電纜架空或用專用線纜板保護敷設。其次將防爆自吸泵接至有漏電保護器的回路上，防爆自吸泵距離油罐操作井1～3 m，自吸泵的進出油管均為導靜電輸油管。

（2）抽取油罐內余油：操作人員進入操作井后，將2片法蘭間插入鋼板進行封堵，每個油罐留2處DN100氣孔進出蒸汽，隨后將自吸泵的進油管線插入油罐底部，出油管線插入油桶底部，管線使用導靜電軟管。抽油過程中需注意監控出油情況。

（3）安裝與高壓水泵連接的管線閥門儀表電氣：將高壓水泵與耐高壓管線連接，連接電源線，并檢查其連接牢固性。將耐高壓管線引至罐口與三維旋轉噴頭連接，由預留口插入油罐內進行法蘭連接，用螺栓將法蘭連接壓緊，插入油罐約1/3處。所有設備進行可靠接地，蒸汽管線均需保溫隔熱。

（4）高壓水清洗：檢查給水源與疏水、排放系統，確保使用潔凈水與供水正常。開啟高壓水泵，緩慢開啟出水閥門，逐漸加大流量，對罐內的三維旋轉噴頭依據水流量進行360°的高壓水自動清洗。使用防爆自吸泵將油罐內的冷凝水等抽取至污水容器。

（5）蒸汽蒸煮：將蒸汽發生器注水至正常水位，對燃燒器進行預熱，小火燃燒，待燃燒情況趨于穩定后逐漸升壓和增加負荷，關閉與罐連接的出氣管線，打開進蒸汽的管線。緩慢開啟蒸汽閥門，初期罐內蒸汽壓力不能過大，加溫速度不能過快。因為油罐試驗壓力為0.1 MPa，所以當罐內蒸汽壓力低于0.1 MPa（即溫度接近于99.63 ℃，內襯及有阻隔材料的油罐溫度控制在75 ℃以內）時，關閉進蒸汽管線，緩慢打開排蒸氣閥門。蒸汽壓力降低至常壓后，檢測排出的油蒸汽是否合格。停止蒸汽吹掃，打開管線的球閥，使罐內壓力逐漸降低，避免驟冷導致油罐損壞。

3.2 切割工作

3.2.1 切割方案選擇

目前，常用的金屬切割技術主要包括火焰切割技術、等離子切割技術、激光切割技術等［2］。

火焰切割技術也稱為氣割，是金屬切割工程中運用時間最長的方法，具有切割厚度范圍廣（最大切割厚度達200 mm）、切割設備成本低、操作難度低等優點；但存在切割精度低、工期長、需要工作人員近距離操作的缺點，同時切割時需要消耗燃料，對環境污染嚴重。激光切割技術是運用激光技術對金屬進行切割，雖然具有切割精確度高、切割面平整、切割迅速、原材料變形小、污染小等優點，但是運用激光會使切割時溫度過高，還存在切割厚板難度大、切割儀器昂貴的缺點。結合榆林市某老油庫油罐情況，以上2種切割技術都無法滿足此工程的施工要求。等離子切割技術擁有切割厚度厚、切割精確度高、施工工期短、切割儀器可遠程操作的特點，并且成本適中。因此，本工程選擇使用等離子切割技術對罐體進行切割。

3.2.2 切割施工工藝

榆林市某老油庫中的臥式油罐和立式油罐均采用相同的切割方法，使用多抱桿提升油罐的方式從下往上拆除油罐（如圖1所示），施工工序具體如下。

（1）安裝抱桿及葫蘆：在油罐內壁均勻地安裝16根抱桿，抱桿滿焊在底板上并做加固處理，將葫蘆掛在抱桿頂部的吊耳上，同時在油罐壁板距底板1.6 m處割洞，便于掛葫蘆的下鉤和收緊葫蘆，具體施工圖如圖2所示。

（2）定位劃線：在壁板內側距底板1.5 m處畫線，按照畫好的線切割環縫。

（3）切割壁板及外運：切割底板與壁板連接的角縫，沿著畫好的環縫切割，底圈板切割成1.5 m×1 m的小塊，由人工抬上電動車外運。

（4）降落油罐：第一圈壁板完全切除后，由16人同時操作葫蘆，統一按照口令降落油罐至底板。在油罐壁板距底板1.6 m處割洞，重新掛葫蘆，收緊葫蘆。

（5）重復切割：以上切割步驟反復5次，油罐壁板高度剩余2.59 m。

（6）頂板開孔及外運：油罐壁板高度剩余2.59 m后，在罐頂抱桿處切割0.5 m×0.5 m的方洞，便于抱桿出頂。

（7）降落油罐：剩余最后一圈壁板時，由16人同時操作葫蘆，統一按照口令降落油罐至底板，罐頂距底板僅剩余1.09 m。

（8）切割底板：在油罐底部先注入5 cm高度的水，切縫在水位線底部向上6 cm處，將底板切割為矩形塊。

3.2.3 切割隱患防范措施

為防范采用等離子切割技術時出現安全隱患，可以采取以下防范措施。

（1）等離子切割機需定期維護和保養。。在清洗等離子切割機的噴嘴時注意動作要輕緩，避免噴嘴受到撞擊和沖擊。此外，要及時清除切割機上的灰塵和雜物。

（2）進行切割作業時，需確保儲罐內的油液不會出現倒流現象，等離子切割機與罐體之間的距離必須保持1.5 m以上，切割時確保等離子切割機的氣流速度與罐體內部油液的流動速度一致。

（3）通過增加切割機的高度和角度提高切割機對氣流的吸引作用。可以將等離子切割機高度提高至15 m左右，切割機角度調節至45°左右。

（4）進行等離子切割機作業時需要派專人在現場進行監護和管理，同時應該經常對施工區域進行全面檢查和維護工作。

3.3 吊裝工藝

吊裝前需做好施工準備工作：吊裝施工準備主要是對構件、吊車及施工環境進行檢查。整理構件及其他部件的內容包括核對構件的數量、重量、規格及連接件的規格、數量；確定構件的就位尺寸和相互關系；對各構件及支撐件進行分類并編號。

經勘察，該施工場地不能滿足吊機起重對場地的承載力要求，因此對吊機作業場地及橫移場地均采取硬化措施處理。硬化場地采用的施工方法是先鋪設30 cm厚的砌片石，再鋪15 cm厚的級配碎石。場地硬化完成后開始吊裝，吊裝流程為吊裝起吊→支座對位→油罐落座。本工程采用1臺35 t吊機作為起吊設備，吊機采用不同的回轉半徑起吊罐體，直至移至安裝位置，緩慢放下，采用人工調校的方法使每個罐體對準支座墊位置［3］。

4 結語

廢舊油罐的拆除工作是油庫建設體系中的重要一環，對油庫油罐安全拆除技術進行深入研究，對今后能源事業的發展具有重要意義。本文通過分析廢舊油罐拆除作業的重點、難點，制訂了相應的施工方案。通過制定科學嚴謹的清罐工作流程，為后續的拆除工作奠定了安全基礎。基于高效的油罐切割工藝與吊裝工藝，使工程得以順利完成，該工藝可為今后相關工程提供參考。

5 參考文獻

［1］陳小東.大型重油罐的安全拆除方法［J］.冶金動力，2020（9）：71-74.

［2］趙吉虎，郭志.加油站油罐拆除爆炸風險識別與應對措施［J］.工程建設與設計，2017（1）：12-14.

［3］李穎.拆除2萬m3油罐的施工方案［J］.華電技術，2009，31（12）：51-53，79.

【作者簡介】王立國，男，天津寶坻人，任職于北京城建集團有限責任公司，工程師，研究方向：建筑工程；鄭文科，男，河南濟源人，任職于北京城建集團有限責任公司，研究方向：建筑工程；楊曄琳，男，甘肅天水人，任職于北京城建集團有限責任公司，研究方向：建筑工程；關志豪，男，河南駐馬店人，任職于北京城建集團有限責任公司，研究方向：建筑工程。

【引用本文】王立國，鄭文科，楊曄琳，等.某洞室油庫油罐拆除工程施工工藝研究［J］.企業科技與發展，2023（5）：72-74.