运营外浮顶原油储罐密封更换施工工法
1 前言
辽河油田坨子里输油站的1#2万方、8#5万方、9#5万方原油储罐,曙光输油站的1#3万方、2#3万方、3#2万方、4#2万方原油储罐～建罐时使用的是机械密封。机械密封装臵为金属支架连杆结构形式～在浮盘上下运行的过程中～容易出现因金属件变形而造成浮盘卡阻现象～严重时甚至可能造成沉盘等重大事故。另外～机械密封不属于浸液式密封～环形间隙内存在较大的油气空间～油气蒸发浓度大～存在着严重的安全隐患～如遇雷雨天气遭雷击时～容易引燃油气而造成油品着火、爆炸等重大事故。
为彻底消除储罐运行安全隐患～确保油罐区人身和财产安全～将上述储罐的机械密封更换为囊式密封。
辽河油田坨子里输油站的5#5万方、6#5万方原油储罐,曙光输油站的6#2万方原油储罐～由于原囊式密封老化～部分一次密封脱落～致使储罐内部分油气挥发～造成油品损耗,为了节省成本～将上述储罐老化的囊式密封更换。
以上大型原油储罐均在运营的条件下对原密封完成更换～安全风险极高～老罐区条件受限～起重吊装设备无法进入罐区～无法完成对密封材料的起重机械吊装工作～拆除的原密封需要倒出罐外～新的密封需要倒进罐里～难度极高。
2013年年初～辽河石油勘探局油田建设工程一公司以辽河油田大型储罐密封改造工程为依托～结合实际情况～自主创新～对密封更换采取科学合理的安全、技术措施～采用人工的方法将密封材料倒出、倒进原油储罐～在原油保持储罐运营、不使用起重机械设备的情况下～圆满的完成了大型储罐密封的更换工作。
本项工法通过在辽河油田4具2×104立储罐、2具3×104立储
罐、4具5×104立储罐密封更换施工中的应用～圆满的完成了密封更换。解决了运营原油储罐密封更换的难题～解决了老罐区起重吊装设备无法进入罐区配合施工的难题～为大型储罐密封更换积累了宝贵经验～可以在今后的运营大型原油储罐密封更换中广泛运用。
2 工法特点
2.1该工法采用安装在原油储罐大平台上的定滑轮～将密封小部件装进麻袋～将通过定滑轮的绳子捆绑住麻袋～使用人力实现密封金属部件向罐里、罐外的吊装倒运,囊式密封的丁晴橡胶密封带则通过绳子分段捆绑～通过定滑轮～使用人力倒运至罐内,囊式密封聚氨酯泡沫则直接用绳子捆绑～通过定滑轮倒运至罐内。
2.2该工法对原油储罐进行四分之一分段拆除、更换～减小油气挥发～降低安全风险。
2.3该工法对密封在圆周上每两米进行可燃气体和有毒气体进行检测～对施工工具、拆除的密封材料进行科学保护～防止安全事故发生。 2.4该工法操作简单～工艺流程合理且程序化、工效高、工程质量和施工安全容易控制、施工成本较低、适用范围广。
3 适用范围
本工法适用于处于运营状态下的外浮顶原油储罐密封更换。 4 工艺原理
本工法采用定滑轮固定在大平台支架上～通过人力的办法将密封材料进行吊装～以此解决吊车无法进入老罐区进行吊装的难题。
为解决运营储罐密封更换风险大的难题～本工法采用四分之一密封拆除、安装～减小原油与空气接触～减少油气挥发,按照要求进行气体检测～在密封的圆周上～每两米设臵一个检测点～每半个小时检测一次
为解决拆除的密封材料上的原油污染环境～用塑料布铺垫、包裹拆除的密封材料。
倒运进罐的密封材料要均匀摆放～防止浮船受力不均导致浮船卡阻甚至沉船事故。
5 施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程
运营外浮顶原油储罐密封更换的工艺流程如下:
制作安装定滑轮将?储罐原油液位升至最高液位?新密封材料吊装进罐?拆除密封?安装密封?旧密封吊装出罐
5.2制作安装定滑轮
定滑轮采用外圆直径Φ150mm的滑轮～机械加工制作而成～通过销轴,Φ20mm,与定滑轮支架固定焊接～滑轮支架采用槽钢25#B制作而成～滑轮支架与储罐大平台支架固定连接～起到良好的固定支撑定滑轮的作用。
图1:定滑轮及支架示意图 5.3储罐原油液位升至最高液位
在进行密封材料吊装作业前～将储罐原油液位升至最高液位～这样充分利用外浮顶原油储罐的结构特点～大大减小了密封材料吊装倒运距离～提高作业效率～降低了吊装倒运材料的安全风险。 5.4新的密封材料吊装进罐
5.4.1定滑轮吊装使用方法
用做吊装的绳子穿过定滑轮～一头捆绑在密封材料上～一头由站在储罐下面平地上的施工人员在罐下拉拽～等到密封材料提升至储罐大平台支架附近时～再由大平台下的施工人员将密封材料卸下～放在抗风圈平台上～再倒进储罐浮船上。每次材料吊装都设臵两条牵引保护绳～防止材料在提升过程中与储罐保温板或者消防喷淋管接触。
定滑轮支架 吊装绳 罐 壁 抗风圈 密封 材料 人力F
图2:密封人力吊装示意图
5.4.2新密封零部件、托板支架的吊装倒运
这类材料放进麻袋～绳子捆绑麻袋～吊装倒运至罐内。 5.4.3新密封聚氨酯泡沫的吊装倒运
这类材料厂家已使用塑料膜压缩包装～直接用绳子捆绑吊装倒运至罐内。 5.4.4新密封丁晴橡胶带的吊装倒运
丁晴橡胶密封带是一整条,详细参数见表1,～由于每10米橡胶带所受的重力远小于每0.5米宽度测试的2100N～所以采用两个定滑轮进行吊装搬运橡胶带是可行的。将两个定滑轮固定在大平台支架上～先将丁晴橡胶带端部牢实的系好绳子～通过一个定滑轮从地面开始向上拉～当上升到二分之一罐体高度的时候～将另外一个滑轮的绳
子牢实的系住橡胶带～从地面开始向上拉～两个滑轮同时吊装～交替循环吊装～直到将整条密封带搬运至罐内。为了减小空气阻力～整条密封带每0.5米间距系一根绳子捆紧。
表1:丁晴橡胶带技术参数 每10米
密封宽总重拉断力(0.5m宽度名称 长度 受到的重 度 量 测试) 力 2万128023m768K 2020mm ?2100N 600N 罐 m g 3万147312m823
1880mm ?2100N 559N 罐 m Kg 5万189101m1202
2050mm ?2100N 635N 罐 m Kg 5.4.5密封材料在浮船上的摆放
所有密封材料一定要轻拿轻放～杜绝由于磕碰出现火花而引发安全事故～所有新的密封材料均匀摆放在浮船上～防止由于材料摆放不均导致浮船受力不均～而出现浮船卡阻甚至浮船沉船事故。
根据浮力公式:F=ρ液gV排,F=mg,V=πR2H,g=900Kg/m3～由此可得出所有密封部件均匀的摆放在浮船上浮船下沉量H为如表2所示:
表2:储罐均匀摆放密封材料下沉量 名称 密封总质量 浮船直径 H值 2万罐 6547Kg 40560mm 5.6mm 3万罐 7092 Kg 46200mm 4.7mm
5万罐 9629 Kg 59500mm 3.8mm 由上表可知～密封材料均匀的摆放在浮船上～对浮船的正常运行造成的影响较小～可忽略不计～为密封材料的均匀摆放提供坚实的理论基础。
5.5气体检测
气体检测由可燃气体检测和有毒气体检测两部分数据构成～任何一项数据经气体检测仪检测出现报警～轻者导致施工人员中毒昏迷～重者引发火灾、爆炸事故～
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