1万m3拱顶储罐移位方法与技术

冯 雷

（中国石油天然气第一建设公司，河南洛阳 471023）

1万m3拱顶储罐移位方法与技术

冯 雷

（中国石油天然气第一建设公司，河南洛阳 471023）

某公司有一台1万m3的拱顶事故缓冲罐需进行整体移位，由于该储罐具有体积大、刚度差等特点，因此通过储罐在导轨上滑动来实现移位很容易产生变形。文章介绍了采用牛腿结构多点支撑、储罐移位的整体提升、内外加固的方式来有效控制罐体变形，解决大型储罐移位的方法，并指出这些方法在提高施工安全性、效率和降低成本方面都有良好的效果。

储罐；移位；变形控制

0 引言

中国石油锦西石化分公司聚丙烯装置以北有一台拱顶事故缓冲罐，由于原基础的位置需新建其他设施，厂方决定对储罐进行整体移位，移位后，原罐中心至新罐中心距离为35 m。储罐参数如下：体积1万m3，直径30 m，高度15.069 m，总质量245.064 t。此次移位施工的难点是罐移位施工的连续性。因为罐底的拱高为234 mm，考虑到承载时沉降、罐基础表面高度误差等因素，因此罐体理论上至少要抬高290 mm。按常规施工方法，可以在罐内用葫芦提升机构提升罐体至相应高度后，依靠提升葫芦自锁保持罐体悬空。但由于提升柱位置的影响，无法保证罐的平移，为此，本次移位施工采用整体提升、内外加固方法，以保证在罐底、罐壁不变形的情况下，通过储罐在导轨上滑动来实现顺利移位。经过统计比较，导轨滑动施工工艺虽然具有一定的难度，但相比其他储罐移位方式具有相当的优势，此次移位成功为类似的工程提供了参考。

1 施工流程 （见图1）

2 构件制作

（1）导轨采用H型钢，规格为HW250 mm×250 mm×9 mm×14 mm，两根并一起做一根导轨使用。两根型钢中间每隔150 mm进行花焊，焊道长度为50 mm，焊后磨平，这样可以增加滑动时受力面积，方便罐本体的移位。考虑原罐中心到新罐中心的距离为35 m，故导轨最少需300 m。

图1 1万m3拱顶储罐移位施工工艺流程

（2）千斤顶支腿采用材质Q235-B、δ=16 mm的钢板拼接而成，结构如图2所示。这种结构的优点是承载能力强，因作用于罐体的受力面大，所以产生的变形小，且施工材料利用率高，在以后类似工程中能够重复利用。制作焊接在罐壁的钢板时，事先开12个50 mm的小孔，并均布，这样在与壁板焊接时可以增加与底圈罐壁的焊接面积，使之更有效地与罐壁接触牢固。

3 加固安装

储罐的容积、直径都较大，加固措施须齐全，以防在移位过程中造成底板或壁板的变形，给施工带来不必要的麻烦。

首先在罐里面进行十字加固，材料选用I20a工字钢，工字钢中间应交叉焊接，两端和壁板相连接的地方采用上下打背板的方式和罐壁板焊接。考虑储罐直径达到30 m，十字加固完毕后可能会出现下垂的情况，所以每隔3 m用I20a钢对十字加固件进行下支撑，并在工字钢中间取8个点用钢丝绳和壁板相连，这样不仅保证了罐壁的加固，同时也兼顾到了底板的加固，并且防止了储罐在移位过程中罐底中心的下垂。十字加固安装完毕后，在罐底沿圆周位置均布取16个点和壁板进行角钢连接，从而起到保护罐底的作用。需要注意的是和罐本体是不可以直接进行焊接的，需先加垫板，然后和垫板进行焊接，如图3、图4所示。

4 支腿安装

千斤顶支腿的安装是提升罐的关键，在0°、90°、180°、270°共取4个点，在每个点相隔约4 m位置进行千斤顶支腿的安装，沿罐壁外侧周向均布，并在每个护板下方并排放置2个千斤顶用于罐的提升，2个千斤顶的间距为600 mm。然后在45°、 135°、 225°、 315°再分布 4 个千斤顶支腿，每个千斤顶支腿下方放置1个千斤顶，用于辅助罐的提升。牛腿安装完毕后，在罐壁和罐底相连处，沿圆周均布加强筋板，以免在拉罐的过程中，罐壁出现变形。如图5所示。

5 罐的提升

加固和支腿安装完毕后，就可以进行罐的提升工作了。首先，提升储罐前必须保证罐内无杂物，而且经安全部门检测合格后方可施工。还需切断罐本体附带的管道、仪表、电器等设施，切断过程中要做好防护措施，避免意外事故。附带的管道要从根部到设备法兰口进行整体拆除，断开后，要做好管道的封堵工作，拆卸下来的仪表、电器等部件逐一在现场放好，待罐就位后方可进行恢复工作。在罐的提升过程中，放置千斤顶的每个点还应设专人看护，保证提升过程中的步调一致，避免出现一面高一面低的情况。

其次，当罐开始提升时，每提高50 mm就沿罐的四周塞些小钢板块，小钢板块起到缓冲作用，以免某个千斤顶出现问题时，罐体出现倾斜。当罐起到一定高度时，就可以在罐底塞些道木。考虑到罐本体的重量较大，50 t千斤顶的单个行程只有250 mm，达不到需要的提升高度，故在20个千斤顶行程达到上限时，利用道木和钢板块先把罐垫起来，然后把20个千斤顶依次取出，在原位置摆好道木后再把千斤顶放在道木上，继续进行提升，最终达到需要的提升高度。需要注意的是，道木和钢板块的摆放要让开导轨和临时滑板的摆放位置。

6 导轨安装

导轨安装前，土建施工单位还需对现场进行处理，以满足移位所需条件，并且在新老罐之间打一混凝土基础隧道，用于安放导轨，和老罐基础高度一致即可。安装完毕后，中间新加2根横梁 （材料选用I20a工字钢）对其进行加固，保证在罐平移过程中两根导轨的间距始终可以保持相等。导轨的两端在移位前也应进行固定，而且表面还要涂抹黄油，便于储罐滑动。考虑新基础的压强和导轨的接触面积，铺设在新基础的导轨下方还应增加几张临时钢板，否则会对基础造成一定的破坏。现场处理见图6、图7，导轨的安装如图8所示。

7 滑板安装

待导轨安装完毕，就可以进行临时滑板的安装。滑板采用δ=30 mm的钢板整张制作，共4块。临时滑板可以避免导轨直接和罐底边缘板接触，有效地保护了罐底边缘板不受破坏。滑板安装过程中需要注意以下几点：

（1）临时滑板和罐底边缘板接触后每隔100 mm进行临时点焊，焊道长度为50 mm，焊后磨平，待储罐就位后，再割开。

（2）在导轨两侧临时滑板上焊8个约100 mm长的短接头 （DN150 mm钢管制作），用来进行限位。

（3）临时滑板安装完毕后，还应对其进行加固，这样可以使临时滑板受力均匀、牢固，同时还能保护壁板。

8 钢丝绳就位

导轨和滑板安装完毕，就可进行钢丝绳和卷扬机的就位工作。在钢丝绳缠绕过程中，先用绳子绕储罐本体一周，这样不仅可以起到很好的拉紧作用，而且对储罐的防变形也起到一定的保护作用。钢丝绳的缠绕应紧贴罐壁最下方，然后再通过滑轮组和卷扬机相连。绳索就位后，沿两罐基础东西两侧边缘处打一白色直线，使钢丝绳与之并起，这样做的目的是尽可能地减小罐本体平移时产生的误差，出现误差后也可以很快通过调节卷扬机的速度来减小，见图9。

9 卷扬机选用

储罐移位过程中，临时滑板和导轨之间存在摩擦力，即P=f Q（P为滑动摩擦力、f为摩擦系数、Q为物体重力）。在有润滑油的前提下摩擦系数为0.1～0.12，按最大值0.12和储罐最大质量260 t考虑 （含加固措施的质量），拉动储罐本体至少需要312 kN的力，均分后每边绳子的拉力最少需156 kN，理论上每边需配20 t的卷扬机，可通过滑轮组改变绳索及其平衡绳索分支的拉力，所以只需两台10 t卷扬机就可以进行储罐的移位工作。

10 储罐就位

以上所有工作完成后，就可以进行储罐的移位工作。移位开始时，卷扬机稳步运行，不可一边快一边慢，移位过程中还应有专人进行检查，发现问题及时反映。待储罐移至新基础上后，20个千斤顶同时支撑起罐体，然后开始拆除导轨、临时滑板，使罐体缓慢下落至新罐基础上，就位完成。

11 工程收尾

罐体回落后，检查罐壁、罐底是否变形，其他一些附带设施是否损坏，如无问题出现，就可进行加固构件、牛腿、钢丝绳的拆除，随后再恢复附带的管道、电器、仪表等设施，整体工作结束。

12 经验总结

罐体的提升、回落需均匀、缓慢，移位过程中必须保证各千斤顶支撑点同步，否则会造成罐体变形，可采用在紧贴罐壁处设置限位挡板来保证罐壁垂直起升、回落。

移位过程中也发现了不足之处：

（1）罐体抬高290 mm是理论值，罐在起升过程中罐底板四周存在塌陷，实际起升高度达到了400 mm。在以后的类似工程中，可以考虑增加罐底和罐壁的角钢连接来防止类似现象的发生。

（2）加固是关键点，此次移位发现十字加固的材料强度不够，移位过程中工字钢局部出现了弯曲变形。在以后的类似工程中，可以用宽翼缘型H型钢代替，也可以把十字加固变为米字加固，效果会更好些。

作为国内首例也是最大的储罐整体移位工程，中国石油锦西石化分公司1万m3拱顶储罐的顺利移位具有十分重要的意义，也为大型储罐移位进行了有益的探索。

Shifting Method and Technique of 1×104m3Dome Roof Tank

FENG Lei（China Petroleum First Construction Co.,Luoyang 471023,China）,ZHANG Ju-cheng,TENG Shi-rong,et al.

There is one 104m3emergency buffering tank with a dome needed to shift integrally.Because of large volume and low stiffness of the tank,it is easy to become deformed as shifting on guide rails.Hence a new shifting method adopting corbel structure,multi-point supports,integral tank lift and internal and external reinforcement is applied to control tank deformation effectively and to shift the whole tank successfully.The tank shifting method is effective in boosting construction safety and efficiency as well as in reducing construction costs.

storage tank;shift;deformation;corbel structure;constructional continuity

TE972.1

B

1001－2206（2010）06－0061－04

冯 雷 （1983-），男，河南洛阳人，助理工程师，2006年毕业于北方民族大学自动化专业，一直从事石油化工装置设备、管道安装技术管理工作。

2009-12-22