大型重油罐的安全拆除方法

陈小东

(宝山钢铁股份有限公司能源环保部，上海 201900）

1 概述

钢铁冶金、石化行业油罐当运行到一定时间后，如不能满足生产需求或安全需求时，则需拆除更新。一般小型重油罐（小于1000 m3）拆除采用倒拆工艺，即将罐体提升（使用大型吊车），从下部割除一层，下落一层，直至整个解体。倒拆拆除与安装程序相反，自下而上一层一层切割拆除，一般来说切割动火高度离地面不超过2 m，避免了高空作业，降低施工风险，且不用搭设脚手架，缩短施工工期，节约施工费用。

但是对于较大的重油罐，因重量大、直径长，起吊半径和起吊重量都大幅增加，用吊车起吊就很困难，甚至无法起吊，这样的重油罐拆除时常规采用方法如下：在罐体的内部加胀圈，用倒链或液压顶升装置将重油罐上半部顶起悬空，再从下而上割除一圈，下降一圈。这种拆除方法需在重油罐内部罐底板上安装抱杆、在罐壁上安装提升用胀圈，利用环链电动葫芦配合罐壁拆除进行吊装作业，这样拆除时间长，费用大。（根据经验计算：容积为2万m3重油罐需40 根抱杆，见图1、图2，拆除时间超过一个月）。

图1 单根抱杆安装示意图

图2 重油罐内抱杆安装示意图

本文在前期方案研究及实验论证的基础上，提出一种新的拆除方法，即从重油罐顶部开始施工，采取专项安全保护措施，一层一层向下拆除，在确保安全的前提下，可短时间内完成大型重油罐的拆除工作。

2 作业背景

某钢厂因项目需求，需拆除2 座2 万m3重油罐，存储重油的储罐本身都属于重大危险源。在拆除储罐时必须特别谨慎，否则会存在环境污染和混合气体爆炸的风险。所以拆除前首先需将罐内部所有残留重油清除干净，全部完成后进入罐体拆除的阶段。项目团队对重油罐的结构及部件进行仔细研究，组织专家对重油罐拆除施工方案进行多次研究探讨，充分考虑现场可能出现的各种危险因素，不断细化、补充安全措施，最终选择了一个安全、高效的拆除方案——顶部向下拆除法。

3 拆除方法

3.1 罐体情况

拆除罐体高16.686 m，罐顶高5.359 m，罐体直径40 m。罐体用钢材总重约340 t。罐体侧面板板厚为金字塔布置，每隔1.782 m 板厚递减一次，侧面板厚依次分别为（从下到上）：25 mm、22 mm、18 mm、16 mm、14 mm、12 mm、10 mm、8 mm。罐体顶板总重约104 t，罐体顶由6 mm 厚的罐顶板、径向肋板、环向肋板组成。如图3。

图3 油罐顶板布置图

3.2 拆除准备工作

罐体施工前，确认罐体内部残留物全部清理完成，并再次进行氮气吹扫置换，可燃气体检测合格后，进行罐体与管道及泵站的物理隔断。

3.3 拆除安全措施

(1)重油罐底部放入20 cm 深的水层，确保罐体内钢板落入罐体底部不会出现金属碰撞的火星。

(2)重油罐顶设置生命绳，确保施工人员安全。在罐顶合适处设置环形生命绳。

3.4 重油罐顶顶板拆除

(1)顶板在切割前，事先在顶板上画出切割线，环向切割线以罐体圆心为圆心。

(2)采用氧气乙炔切割，由4～6 人顺序后退分片切割，严格按照切割线进行切割。

（3）首先沿中心的第一个环向切割线将罐体的中心部分拆除。

（4）其次从中心开始沿第二个环向切割线进行切割，切割顺序为沿着径向、环向、径向依次进行切割拆除。

（5）拆除下的每块罐顶板落入罐体内，依次转圈切割到罐体侧边，完成整个顶板拆除。如图4。

图4 罐顶切割示意图

施工人员安全措施：重油罐顶设置生命绳，在罐顶合适处设置环形生命绳，均匀布置6个固定点，两端固定，见图5。

图5 罐顶施工人员安全措施

同时在作业人员的安全带上加设一根和安全背带同样长Φ8 钢丝绳，一端用卡扣固定在腰间的背带上，一端固定在安全带的挂钩上，确保施工人员安全。重油罐顶部加焊槽钢作拉结柱，与罐顶通过钢丝绳连接，确保罐顶顶板在切割拆除时不会整体掉落。

3.5 罐体壁拆除

罐体壁拆除采用吊车辅助配合方式进行分层分块切割拆除。在罐体切割前，在罐体侧板底部划等分线，然后根据等分线确定切割线的位置。将罐体分为四层切割。如图6所示。

图6 罐体壁拆除示意图

罐体侧壁拆除局部搭设脚手架拆除，其他用护笼爬梯拆除。罐体侧壁拆除起点为罐体楼梯正对点为起点，然后两个班组同时、同速、相向拆除，在楼梯位置每层留四块搭设脚手架拆除，如图7所示。

图7 罐体壁拆除俯视示意图

3.5.1 罐体侧壁第1块（1、2、3层）拆除（见图8）

（1）用汽车吊将两护笼爬梯吊挂在罐体侧壁切割块左右两侧，且下部与地面固定。爬梯边与切竖直切割线（②、③）距离保持一定距离。

（2）在要拆除的侧板块靠近顶端距离两侧切割线1 m处分别开洞，固定吊钩。

（3）两人沿罐体编号为①的切割线切割，从中心开始，切割至②线、③线的位置为止。最后沿②、③线从下往上同速切割，安全带挂在护笼上。沿①切割线切割时，作业人员站在两护笼之间的作业平台上。安全绳挂在两护笼之间的钢丝绳上。

（4）吊车将拆除板吊走，作业人员从护笼下到地面，护笼利用吊车移位。

图8 第1块拆除示意图

3.5.2 罐体侧壁第2块（1、2、3层）拆除（见图9）

（1）护笼爬梯固定在距离②切割线500 mm 的位置。

（2）在要拆除的侧板块靠近顶端距离两侧切割线附近分别开洞，固定吊钩。

图9 第2块拆除示意图

（3）从①切割线未切割处开始切割，直至②切割线位置为止。沿①切割线切割时，作业人员站在两护笼之间的作业平台上。安全绳挂在两护笼之间的钢丝绳上。

（4）沿切割线②从下往上切割，作业人员站在护笼里面，安全带挂在护笼上。

（5）移动爬梯准备切割下1 块，利用第2 块切割方法进行下1块侧板拆除。

3.5.3 每层最后4块拆除（见图10）

在切割到第1、2、3 层最后4 片罐体时，因顶部钢板较薄易产生较大晃动或弯折变形，拟通过通过搭设脚手架拆除，脚手架每隔2 m 设置1 个作业平台，人员站在平台上进行作业施工。切割方式类似第2块的切割方式。

图10 最后4块拆除示意图

3.5.4 最后1层拆除

该层的高度距地面高度约2 m 左右，作业人员站地面切割，首先沿着竖直方向切割线进行切割，最后拆除切割环向切割线。在罐体环向切割的同时，吊车就位配合完成切割后，不落地装车由指定回收单位回收外运。见图11。

图11 吊车配合回收拆除示意图

3.6 残渣清理

罐体侧壁拆除完成后，排除罐体内部放入的水，吊车配合吊走落入罐体底部的顶板钢板。钢板清除完成后，对底部的残存油渣，采取修筑临时坡道后，铲车开进罐内铲除残渣，铲除的油渣直接装车回收。对边角处的残渣，采取人工清理、机械配合的方式进行清除。

4 结束语

采用此拆除方案，施工单位完成2 个重油罐拆除仅仅用24 天。同样情况下，如果采用倒拆工艺，拆除需花30天。本文介绍了一种拆除方法，不仅施工过程可确保安全，同时大大节约了施工时间，可推广至国内其他有大型重油罐的企业。