運營外浮頂原油儲罐密封更換施工工法

1、運營外浮頂原油儲罐密封更換施工工法1 前言遼河油田坨子里輸油站的1#2萬方、8#5萬方、9#5萬方原油儲罐；曙光輸油站的1#3萬方、2#3萬方、3#2萬方、4#2萬方原油儲罐，建罐時使用的是機械密封。機械密封裝置為金屬支架連桿結(jié)構(gòu)形式，在浮盤上下運行的過程中，容易出現(xiàn)因金屬件變形而造成浮盤卡阻現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至可能造成沉盤等重大事故。另外，機械密封不屬于浸液式密封，環(huán)形間隙內(nèi)存在較大的油氣空間，油氣蒸發(fā)濃度大，存在著嚴(yán)重的安全隱患，如遇雷雨天氣遭雷擊時，容易引燃油氣而造成油品著火、爆炸等重大事故。為徹底消除儲罐運行安全隱患，確保油罐區(qū)人身和財產(chǎn)安全，將上述儲罐的機械密封更換為囊式密封。遼河油田坨

2、子里輸油站的5#5萬方、6#5萬方原油儲罐；曙光輸油站的6#2萬方原油儲罐，由于原囊式密封老化，部分一次密封脫落，致使儲罐內(nèi)部分油氣揮發(fā)，造成油品損耗；為了節(jié)省成本，將上述儲罐老化的囊式密封更換。以上大型原油儲罐均在運營的條件下對原密封完成更換，安全風(fēng)險極高，老罐區(qū)條件受限，起重吊裝設(shè)備無法進(jìn)入罐區(qū)，無法完成對密封材料的起重機械吊裝工作，拆除的原密封需要倒出罐外，新的密封需要倒進(jìn)罐里，難度極高。2013年年初，遼河石油勘探局油田建設(shè)工程一公司以遼河油田大型儲罐密封改造工程為依托，結(jié)合實際情況，自主創(chuàng)新，對密封更換采取科學(xué)合理的安全、技術(shù)措施，采用人工的方法將密封材料倒出、倒進(jìn)原油儲罐，在原油保

3、持儲罐運營、不使用起重機械設(shè)備的情況下，圓滿的完成了大型儲罐密封的更換工作。本項工法通過在遼河油田4具2×104立儲罐、2具3×104立儲罐、4具5×104立儲罐密封更換施工中的應(yīng)用，圓滿的完成了密封更換。解決了運營原油儲罐密封更換的難題，解決了老罐區(qū)起重吊裝設(shè)備無法進(jìn)入罐區(qū)配合施工的難題，為大型儲罐密封更換積累了寶貴經(jīng)驗，可以在今后的運營大型原油儲罐密封更換中廣泛運用。2 工法特點2.1該工法采用安裝在原油儲罐大平臺上的定滑輪，將密封小部件裝進(jìn)麻袋，將通過定滑輪的繩子捆綁住麻袋，使用人力實現(xiàn)密封金屬部件向罐里、罐外的吊裝倒運；囊式密封的丁晴橡膠密封帶則通過繩子分

4、段捆綁，通過定滑輪，使用人力倒運至罐內(nèi)；囊式密封聚氨酯泡沫則直接用繩子捆綁，通過定滑輪倒運至罐內(nèi)。2.2該工法對原油儲罐進(jìn)行四分之一分段拆除、更換，減小油氣揮發(fā)，降低安全風(fēng)險。2.3該工法對密封在圓周上每兩米進(jìn)行可燃?xì)怏w和有毒氣體進(jìn)行檢測，對施工工具、拆除的密封材料進(jìn)行科學(xué)保護，防止安全事故發(fā)生。2.4該工法操作簡單，工藝流程合理且程序化、工效高、工程質(zhì)量和施工安全容易控制、施工成本較低、適用范圍廣。3 適用范圍本工法適用于處于運營狀態(tài)下的外浮頂原油儲罐密封更換。4 工藝原理本工法采用定滑輪固定在大平臺支架上，通過人力的辦法將密封材料進(jìn)行吊裝，以此解決吊車無法進(jìn)入老罐區(qū)進(jìn)行吊裝的難題。為解決運

5、營儲罐密封更換風(fēng)險大的難題，本工法采用四分之一密封拆除、安裝，減小原油與空氣接觸，減少油氣揮發(fā)；按照要求進(jìn)行氣體檢測，在密封的圓周上，每兩米設(shè)置一個檢測點，每半個小時檢測一次為解決拆除的密封材料上的原油污染環(huán)境，用塑料布鋪墊、包裹拆除的密封材料。 倒運進(jìn)罐的密封材料要均勻擺放，防止浮船受力不均導(dǎo)致浮船卡阻甚至沉船事故。5 施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程運營外浮頂原油儲罐密封更換的工藝流程如下：制作安裝定滑輪將儲罐原油液位升至最高液位新密封材料吊裝進(jìn)罐拆除密封安裝密封舊密封吊裝出罐5.2制作安裝定滑輪定滑輪采用外圓直徑150mm的滑輪，機械加工制作而成，通過銷軸（20mm）與定滑輪支架

6、固定焊接，滑輪支架采用槽鋼25#B制作而成，滑輪支架與儲罐大平臺支架固定連接，起到良好的固定支撐定滑輪的作用。圖1：定滑輪及支架示意圖5.3儲罐原油液位升至最高液位在進(jìn)行密封材料吊裝作業(yè)前，將儲罐原油液位升至最高液位，這樣充分利用外浮頂原油儲罐的結(jié)構(gòu)特點，大大減小了密封材料吊裝倒運距離，提高作業(yè)效率，降低了吊裝倒運材料的安全風(fēng)險。5.4新的密封材料吊裝進(jìn)罐5.4.1定滑輪吊裝使用方法用做吊裝的繩子穿過定滑輪，一頭捆綁在密封材料上，一頭由站在儲罐下面平地上的施工人員在罐下拉拽，等到密封材料提升至儲罐大平臺支架附近時，再由大平臺下的施工人員將密封材料卸下，放在抗風(fēng)圈平臺上，再倒進(jìn)儲罐浮船上。每次材

7、料吊裝都設(shè)置兩條牽引保護繩，防止材料在提升過程中與儲罐保溫板或者消防噴淋管接觸。圖2：密封人力吊裝示意圖5.4.2新密封零部件、托板支架的吊裝倒運這類材料放進(jìn)麻袋，繩子捆綁麻袋，吊裝倒運至罐內(nèi)。5.4.3新密封聚氨酯泡沫的吊裝倒運這類材料廠家已使用塑料膜壓縮包裝，直接用繩子捆綁吊裝倒運至罐內(nèi)。5.4.4新密封丁晴橡膠帶的吊裝倒運丁晴橡膠密封帶是一整條（詳細(xì)參數(shù)見表1），由于每10米橡膠帶所受的重力遠(yuǎn)小于每0.5米寬度測試的2100N，所以采用兩個定滑輪進(jìn)行吊裝搬運橡膠帶是可行的。將兩個定滑輪固定在大平臺支架上，先將丁晴橡膠帶端部牢實的系好繩子，通過一個定滑輪從地面開始向上拉，當(dāng)上升到二分之一罐

8、體高度的時候，將另外一個滑輪的繩子牢實的系住橡膠帶，從地面開始向上拉，兩個滑輪同時吊裝，交替循環(huán)吊裝，直到將整條密封帶搬運至罐內(nèi)。為了減小空氣阻力，整條密封帶每0.5米間距系一根繩子捆緊。表1：丁晴橡膠帶技術(shù)參數(shù)名稱密封寬度長度總重量拉斷力(0.5m寬度測試)每10米受到的重力2萬罐2020mm128023mm768Kg2100N600N3萬罐1880mm147312mm823 Kg2100N559N5萬罐2050mm189101mm1202 Kg2100N635N5.4.5密封材料在浮船上的擺放所有密封材料一定要輕拿輕放，杜絕由于磕碰出現(xiàn)火花而引發(fā)安全事故，所有新的密封材料均勻擺放在浮船上，

9、防止由于材料擺放不均導(dǎo)致浮船受力不均，而出現(xiàn)浮船卡阻甚至浮船沉船事故。根據(jù)浮力公式：F=液gV排；F=mg；V=R2H；g=900Kg/m3，由此可得出所有密封部件均勻的擺放在浮船上浮船下沉量H為如表2所示：表2：儲罐均勻擺放密封材料下沉量名稱密封總質(zhì)量浮船直徑H值2萬罐6547Kg40560mm5.6mm3萬罐7092 Kg46200mm4.7mm5萬罐9629 Kg59500mm3.8mm由上表可知，密封材料均勻的擺放在浮船上，對浮船的正常運行造成的影響較小，可忽略不計，為密封材料的均勻擺放提供堅實的理論基礎(chǔ)。5.5氣體檢測氣體檢測由可燃?xì)怏w檢測和有毒氣體檢測兩部分?jǐn)?shù)據(jù)構(gòu)成，任何一項數(shù)據(jù)經(jīng)

10、氣體檢測儀檢測出現(xiàn)報警，輕者導(dǎo)致施工人員中毒昏迷，重者引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故，造成重大安全事故，給國家和個人造成難以估量的損失。所以，只要氣體檢測儀在檢測的時候報警，馬上停工，立即組織施工人員撤離施工現(xiàn)場。只有在氣體檢測合格的情況下，才能進(jìn)行施工，用客觀的科學(xué)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。一臺儲罐配備兩臺氣體檢測儀，兩臺檢測儀同時測量，所測得的數(shù)據(jù)相互比較、校驗，科學(xué)合理的指導(dǎo)施工。在密封的圓周上，每兩米設(shè)置一個氣體檢測點，每半個小時檢測一次，并做好檢測記錄。圖3：拆除密封后的原油液面5.6原密封的拆除與安裝5.6.1使用工具保護方法在拆除、安裝密封的過程中，常用的施工工具有螺絲刀、鉗子、扳手等等，如果施工工具不

11、慎掉入原油儲罐內(nèi)部，施工工具有可能隨著原油進(jìn)入輸油管道，在輸油管道運營的過程中破壞輸油泵等重要設(shè)備，造成安全事故和經(jīng)濟損失。為了防止這類風(fēng)險事故發(fā)生，所有施工工具必須通過棉繩和施工人員的腰帶相連，保證施工工具不會由于大意疏忽而不慎掉入罐內(nèi)。5.6.2密封的拆除與安裝為了減小儲罐原油與空氣接觸的時間，減小油氣揮發(fā)，降低施工風(fēng)險，保障施工的安全圓滿完成，采用分段拆除、安裝的方法進(jìn)行施工，先拆除四分之一密封之后，立即安裝新的密封，接著拆除四分之一的密封，又立即安裝新的密封，如此循環(huán)交替作業(yè)，直到將整個儲罐的密封拆除、安裝完成。5.7舊密封材料吊裝出罐 先用塑料布鋪墊浮船，將拆除的密封部件放在塑料布上

12、，防止油污污染浮船，再將此類密封材料用塑料布包裹好，防止油污污染，放進(jìn)麻袋中，搬運至儲罐大平臺支架，通過定滑輪吊裝倒運至罐外。6 材料與設(shè)備6.1本工法所需主要輔助材料品種見表3，數(shù)量需根據(jù)工程具體情況確定。表3主要輔助材料 序號品 名規(guī) 格單位數(shù)量備 注2槽鋼槽250×80×9m16滑輪支架3定滑輪150個2定滑輪4棕繩m200吊裝5塑料布卷10鋪墊浮船、包裹舊密封6麻袋個30裝密封材料6.2機具設(shè)備（參見表4）表4 機具設(shè)備表序號 設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1消防車臺42風(fēng)速儀臺23氣體檢測儀臺24泡沫滅火器8Kg個205防毒面罩個207 質(zhì)量控制7.1工法施工執(zhí)行的規(guī)范

13、標(biāo)準(zhǔn)（參見表5）表5 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)序號規(guī)范名稱規(guī)范編號1缺氧危險作業(yè)安全規(guī)程GB8958-20062危險化學(xué)品重大危險源辨識GB18218-20093危險化學(xué)品儲罐區(qū)作業(yè)安全通則AQ3018-20084勞動防護用品選用規(guī)則GB11651-19895動火作業(yè)安全管理規(guī)范Q/SY1241-20096危險性較大的分部分項工程安全管理辦法建質(zhì)200987號7立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規(guī)范GB50128-20057.2質(zhì)量管理措施7.2.1 建立完善的質(zhì)量保證體系，配備高素質(zhì)的項目管理人員。7.2.2 強化制定質(zhì)量目標(biāo)，將質(zhì)量目標(biāo)層層分解，質(zhì)量責(zé)任、權(quán)利落實到人。7.2.3 按照工程設(shè)計要求、施工技術(shù)

14、標(biāo)準(zhǔn)編制施工方案，施工時嚴(yán)格按照施工方案要求施工。7.2.4 按照公司技術(shù)質(zhì)量管理辦法，嚴(yán)格三檢制、工序交接制度、質(zhì)量檢查和評定制度，作好各項質(zhì)量檢查記錄。7.2.5 按照標(biāo)準(zhǔn)要求和合同約定，嚴(yán)格各種材料、構(gòu)配件、設(shè)備等的檢驗和試驗，檢驗應(yīng)當(dāng)有書面記錄和專人簽字，未經(jīng)檢驗或檢驗不合格的，不得使用。杜絕不合格的材料或設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場。7.2.6 認(rèn)真作好項目的計量、標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，保證計量工具、設(shè)備等均在檢驗有效期內(nèi)使用。7.2.7 確保檢驗、試驗和驗收與工程同步；工程資料與工程同步。8 安全措施8.1施工前組織施工人員進(jìn)行專項安全培訓(xùn)；8.2嚴(yán)格執(zhí)行公司的安全制度，定項目專職安全員；8.3組織施工

15、人員安全教育。定期召開安全例會。8.4定期組織進(jìn)行安全檢查（安全員及相關(guān)人員對施工全過程進(jìn)行全方位、全過程監(jiān)督檢查）；8.5施工現(xiàn)場懸掛、張貼安全警示標(biāo)語、圖片及安全標(biāo)識牌；8.6只有在氣體檢測合格的情況下才能進(jìn)入儲罐作業(yè)；8.7所有物件輕拿輕放，杜絕磕碰出火花引起爆炸；8.8必須穿戴防靜電勞保著裝；8.9一次上罐不超過5人；8.10所有拆除的密封部件必須用塑料布鋪墊、包裹處理，防止污染環(huán)境。9 環(huán)保措施1、拆除的密封部件，必須放置在鋪上塑料布的浮船上，防止油污污染浮船上表面。2、吊裝倒運出儲罐的舊密封材料，必須用塑料布包裹，然后放進(jìn)麻袋中，防止油污污染浮船和罐壁、場區(qū)。3、吊裝倒運出儲罐的舊

16、密封材料，必須立即倒運至業(yè)主指定場區(qū)，車廂內(nèi)用塑料布鋪好，防止油污污染環(huán)境。10 效益分析10.1經(jīng)濟效益運用這套技術(shù)方法，完成了遼河油田坨子里輸油站的1臺兩萬方、4臺五萬方原油儲罐，曙光輸油站的2臺三萬方、3臺兩萬方原油儲罐的密封工作，整個工程施工過程中無安全事故發(fā)生，無環(huán)境污染事故發(fā)生，對以后的原油儲罐密封改造具有指導(dǎo)意義。通過工程實踐證明，該密封更換技術(shù)解決了安全、質(zhì)量難題和吊裝難題，節(jié)約施工成本。在遼河油田大型儲罐密封改造工程中應(yīng)用后累計完成產(chǎn)值960萬元，創(chuàng)造經(jīng)濟效益90萬元。10.2社會效益通過該技術(shù)在上述工程中的成功實踐，樹立了良好的企業(yè)形象。受到了建設(shè)單位及監(jiān)理單位的高度贊揚，贏得了較好的社會信譽，社會效益顯著。11 應(yīng)用實例2013年5月