某洞室油库油罐拆除工程施工工艺研究

王立国 郑文科 杨晔琳 关志豪

摘要：老油库的油罐由于存放年代久远而失去效用需要进行拆除，拆除工程存在许多重要的安全问题。文章针对榆林市某油库油罐拆除工程，通过研究分析工程的重点、难点，提出相应的解决方案。工程采用严谨细致的清罐工艺，进一步保障工程作业的安全性与可行性；对比研究火焰切割技术、等离子切割技术、激光切割技术3种油罐切割技术的优点和缺点，从中选择最优的油罐切割方案。该油罐拆除工艺可为今后相关工程提供参考和指导。

关键词：油罐拆除；清罐工艺；激光切割；吊装工艺

中图分类号：TE687  文献标识码：A   文章编号：1674-0688（2023）05-0072-03

0 引言

当前，经济社会高质量发展，许多前期建造的油库因为投入使用时间久远，与城市规划的需要发生了矛盾，所以逐渐面临拆除、搬迁的局面［1］。安全问题是实施油库拆除工程时应重点考虑的问题，防火、防爆是工程施工中的关键和难点。本文通过对榆林市某油库油罐拆除工程施工工艺的详细讲解，为保证油罐拆除工程施工质量，避免出现安全隐患提供了参考案例。

1 工程概况

榆林市某油库为山体洞藏油库，卧式油罐区依山而建，属于中型立式、卧式油罐混合山地洞库群。共有50 m3埋地油罐11座，10 m3埋地油罐1座；立式油罐为山体洞库，共有3 000 m3钢体喷气燃料罐2座，2 000 m3钢体喷气燃料罐3座，100 m3钢体汽柴油罐3座。洞库形式为人工开凿岩洞，2 000 m3和3 000 m3的油罐为单罐单洞安装，100 m3的油罐为一洞3罐安装，罐与罐之间通过隧道相连。隧道高2.8 m，其中通风管道占用0.6 m，门洞宽度为2.2 m，高度为2 m。洞库壁与油罐壁间距为0.6 m。

此油库具有战备属性，设备设施属于石油化工危险设备设施，也是使用多年的易燃易爆旧油罐，管道、油罐中存在不同程度的飞机喷气燃料、汽油等介质残留，油罐拆除工程施工安全控制难度大。山坡道路桥梁年久失修，已经不具备车辆、人员通行条件。洞库施工作业面狭小，电源、通风、通道条件均不利于施工，材料进出洞库难度大，工程需人工完成。

2 施工难点及解决方案

2.1 施工难点

本工程施工难点具体描述如下：①隧道狭窄且有多处水泥钢筋混凝土或砖砌防爆门阻隔，人可通行高度为1 750 mm、寬度为1 500 mm，门槛高度为307 mm，无法满足施工要求；②整个洞库通风系统损坏多年，洞内存在油气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氨、二氧化氮等物质且长期处于空气不流动状态，有毒有害气体充盈洞库每一个角落，在低温、恒温状态下形成稳定的有毒、有害环境；③洞库几乎没有作业面，洞体内衬为建罐后加建，进一步缩减了罐壁与洞壁之间的距离，平均在600 mm左右；④混凝土穹顶已使用50年，洞顶油罐悬挂勾埋设在洞顶混凝土结构中，已无法使用。

2.2 解决方案

（1）修复原有通风系统，增加通风系统，加快换风频次，增加轴流风机。确保有毒有害气体检测为零、可燃气体检测为零、氧含量达到19.5%～23.5%。采用防爆型鼓风机对油罐进行正向通风，确保有害气体及时排除罐外。

（2）选择科学的清罐方式，使用蒸汽清罐技术对待拆油罐进行蒸罐，加快可燃气体挥发速度，提高清罐质量，确保施工安全。

（3）确保油罐工艺管线达到切割标准，采用等离子切割技术对拆除油罐进行切割破拆，避免气体切割可能带来的安全风险。

3 油罐拆除施工工艺

3.1 清罐工作

清罐工作是油罐拆除工程中的首要工作，此工作的严谨细致程度直接关系到后续施工的安全性。清罐工作的主要流程如下：连接配电箱与自吸泵—抽取油罐内余油—安装与高压水泵连接的管线阀门仪表电气—使用高压水清洗—蒸煮油罐。

3.1.1 清罐准备工作

清罐前的准备工作主要分为消防准备工作与切断管线工作2个部分。消防准备工作为施工前组织施工人员做好安全和技术交底工作。施工人员入场后首先将消防器材摆放于施工区域各施工点，同时准备6条石棉毯以备灭火初期使用，其次检查施工机械、设备、仪器、仪表状况，最后办理用电手续，接好临时电源。切断管线工作由穿好防静电服装的施工人员进入操作井，使用防爆工具拆除油管线、设备、弱电线路及与油罐相连的螺丝。为防止物体掉落产生火花，人孔井盖不进行拆除。

3.1.2 清罐施工工艺

（1）连接配电箱与自吸泵：首先将临时用电由配电箱的备用回路引至施工现场内的配电箱，临时用电的电缆使用橡套电缆架空或用专用线缆板保护敷设。其次将防爆自吸泵接至有漏电保护器的回路上，防爆自吸泵距离油罐操作井1～3 m，自吸泵的进出油管均为导静电输油管。

（2）抽取油罐内余油：操作人员进入操作井后，将2片法兰间插入钢板进行封堵，每个油罐留2处DN100气孔进出蒸汽，随后将自吸泵的进油管线插入油罐底部，出油管线插入油桶底部，管线使用导静电软管。抽油过程中需注意监控出油情况。

（3）安装与高压水泵连接的管线阀门仪表电气：将高压水泵与耐高压管线连接，连接电源线，并检查其连接牢固性。将耐高压管线引至罐口与三维旋转喷头连接，由预留口插入油罐内进行法兰连接，用螺栓将法兰连接压紧，插入油罐约1/3处。所有设备进行可靠接地，蒸汽管线均需保温隔热。

（4）高压水清洗：检查给水源与疏水、排放系统，确保使用洁净水与供水正常。开启高压水泵，缓慢开启出水阀门，逐渐加大流量，对罐内的三维旋转喷头依据水流量进行360°的高压水自动清洗。使用防爆自吸泵将油罐内的冷凝水等抽取至污水容器。

（5）蒸汽蒸煮：将蒸汽发生器注水至正常水位，对燃烧器进行预热，小火燃烧，待燃烧情况趋于稳定后逐渐升压和增加负荷，关闭与罐连接的出气管线，打开进蒸汽的管线。缓慢开启蒸汽阀门，初期罐内蒸汽压力不能过大，加温速度不能过快。因为油罐试验压力为0.1 MPa，所以当罐内蒸汽压力低于0.1 MPa（即温度接近于99.63 ℃，内衬及有阻隔材料的油罐温度控制在75 ℃以内）时，关闭进蒸汽管线，缓慢打开排蒸气阀门。蒸汽压力降低至常压后，检测排出的油蒸汽是否合格。停止蒸汽吹扫，打开管线的球阀，使罐内压力逐渐降低，避免骤冷导致油罐损坏。

3.2 切割工作

3.2.1 切割方案选择

目前，常用的金属切割技术主要包括火焰切割技术、等离子切割技术、激光切割技术等［2］。

火焰切割技术也称为气割，是金属切割工程中运用时间最长的方法，具有切割厚度范围广（最大切割厚度达200 mm）、切割设备成本低、操作难度低等优点；但存在切割精度低、工期长、需要工作人员近距离操作的缺点，同时切割时需要消耗燃料，对环境污染严重。激光切割技术是运用激光技术对金属进行切割，虽然具有切割精确度高、切割面平整、切割迅速、原材料变形小、污染小等优点，但是运用激光会使切割时温度过高，还存在切割厚板难度大、切割仪器昂贵的缺点。结合榆林市某老油库油罐情况，以上2种切割技术都无法满足此工程的施工要求。等离子切割技术拥有切割厚度厚、切割精确度高、施工工期短、切割仪器可远程操作的特点，并且成本适中。因此，本工程选择使用等离子切割技术对罐体进行切割。

3.2.2 切割施工工艺

榆林市某老油库中的卧式油罐和立式油罐均采用相同的切割方法，使用多抱杆提升油罐的方式从下往上拆除油罐（如图1所示），施工工序具体如下。

（1）安装抱杆及葫芦：在油罐内壁均匀地安装16根抱杆，抱杆满焊在底板上并做加固处理，将葫芦挂在抱杆顶部的吊耳上，同时在油罐壁板距底板1.6 m处割洞，便于挂葫芦的下钩和收紧葫芦，具体施工图如图2所示。

（2）定位划线：在壁板内侧距底板1.5 m处画线，按照画好的线切割环缝。

（3）切割壁板及外运：切割底板与壁板连接的角缝，沿着画好的环缝切割，底圈板切割成1.5 m×1 m的小块，由人工抬上电动车外运。

（4）降落油罐：第一圈壁板完全切除后，由16人同时操作葫芦，统一按照口令降落油罐至底板。在油罐壁板距底板1.6 m处割洞，重新挂葫芦，收紧葫芦。

（5）重复切割：以上切割步骤反复5次，油罐壁板高度剩余2.59 m。

（6）顶板开孔及外运：油罐壁板高度剩余2.59 m后，在罐顶抱杆处切割0.5 m×0.5 m的方洞，便于抱杆出顶。

（7）降落油罐：剩余最后一圈壁板时，由16人同时操作葫芦，统一按照口令降落油罐至底板，罐顶距底板仅剩余1.09 m。

（8）切割底板：在油罐底部先注入5 cm高度的水，切缝在水位线底部向上6 cm处，将底板切割为矩形块。

3.2.3 切割隐患防范措施

为防范采用等离子切割技术时出现安全隐患，可以采取以下防范措施。

（1）等离子切割机需定期维护和保养。。在清洗等离子切割机的喷嘴时注意动作要轻缓，避免喷嘴受到撞击和冲击。此外，要及时清除切割机上的灰尘和杂物。

（2）进行切割作业时，需确保储罐内的油液不会出现倒流现象，等离子切割机与罐体之间的距离必须保持1.5 m以上，切割时确保等离子切割机的气流速度与罐体内部油液的流动速度一致。

（3）通過增加切割机的高度和角度提高切割机对气流的吸引作用。可以将等离子切割机高度提高至15 m左右，切割机角度调节至45°左右。

（4）进行等离子切割机作业时需要派专人在现场进行监护和管理，同时应该经常对施工区域进行全面检查和维护工作。

3.3 吊装工艺

吊装前需做好施工准备工作：吊装施工准备主要是对构件、吊车及施工环境进行检查。整理构件及其他部件的内容包括核对构件的数量、重量、规格及连接件的规格、数量；确定构件的就位尺寸和相互关系；对各构件及支撑件进行分类并编号。

经勘察，该施工场地不能满足吊机起重对场地的承载力要求，因此对吊机作业场地及横移场地均采取硬化措施处理。硬化场地采用的施工方法是先铺设30 cm厚的砌片石，再铺15 cm厚的级配碎石。场地硬化完成后开始吊装，吊装流程为吊装起吊→支座对位→油罐落座。本工程采用1台35 t吊机作为起吊设备，吊机采用不同的回转半径起吊罐体，直至移至安装位置，缓慢放下，采用人工调校的方法使每个罐体对准支座垫位置［3］。

4 结语

废旧油罐的拆除工作是油库建设体系中的重要一环，对油库油罐安全拆除技术进行深入研究，对今后能源事业的发展具有重要意义。本文通过分析废旧油罐拆除作业的重点、难点，制订了相应的施工方案。通过制定科学严谨的清罐工作流程，为后续的拆除工作奠定了安全基础。基于高效的油罐切割工艺与吊装工艺，使工程得以顺利完成，该工艺可为今后相关工程提供参考。

5 参考文献

［1］陈小东.大型重油罐的安全拆除方法［J］.冶金动力，2020（9）：71-74.

［2］赵吉虎，郭志.加油站油罐拆除爆炸风险识别与应对措施［J］.工程建设与设计，2017（1）：12-14.

［3］李颖.拆除2万m3油罐的施工方案［J］.华电技术，2009，31（12）：51-53，79.

【作者简介】王立国，男，天津宝坻人，任职于北京城建集团有限责任公司，工程师，研究方向：建筑工程；郑文科，男，河南济源人，任职于北京城建集团有限责任公司，研究方向：建筑工程；杨晔琳，男，甘肃天水人，任职于北京城建集团有限责任公司，研究方向：建筑工程；关志豪，男，河南驻马店人，任职于北京城建集团有限责任公司，研究方向：建筑工程。

【引用本文】王立国，郑文科，杨晔琳，等.某洞室油库油罐拆除工程施工工艺研究［J］.企业科技与发展，2023（5）：72-74.