3 000 m3球罐異地整體建造可行性分析

翟 宇 鹿金田

（中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東 青島 266300）

0 概述

目前，我國南方的石化基建方興未艾，潮濕多雨的環(huán)境限制導(dǎo)致南方沿海地區(qū)的適宜施工的天數(shù)較少，施工效率低，導(dǎo)致施工成本較高；而山東地區(qū)四季分明，適宜施工的天數(shù)較多，施工效率高。能否在山東地區(qū)以異地建造，南方裝置現(xiàn)場整體安裝的方式完成本工程的設(shè)備建造安裝呢？該文就以中石油廣東石化丙烯球罐為例，從施工特點(diǎn)、費(fèi)效比兩方面入手，探討了南方球罐異地至山東建造的可行性。

1 工程簡介

1.1 項(xiàng)目名稱

項(xiàng)目名稱：廣東石化21×3000m3球罐制作安裝項(xiàng)目，該工程3 000 m3球罐結(jié)構(gòu)型式為混合式三帶10 支柱結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 SPMT 車板滾裝球罐圖

1.2 工程地點(diǎn)

廣東石化項(xiàng)目施工現(xiàn)場。

1.3 工程特點(diǎn)

工期緊張，受氣候影響顯著，高空及交叉作業(yè)多，安全管理難度大。

1.4 工程量清單

該工程為21 臺3 000 m3球罐，結(jié)構(gòu)型式為混合式三帶10支柱結(jié)構(gòu)，工作內(nèi)容包括罐體材料采購、整體制作安裝、除銹防腐和梯子平臺等，見表1。

材料采購：材料生產(chǎn)周期為90 d，材料供貨應(yīng)滿足每月至少4 臺球殼板需求。

表1 廣東石化21×3 000 m3 球罐項(xiàng)目參數(shù)

球殼板壓制：材料到貨后開始壓制，20 d 后供貨到碼頭，并保證每周完成1 臺球罐的預(yù)制工作。

碼頭整體組焊：擬開辟某造船廠、青島某港務(wù)有限公司2個(gè)臨港碼頭組焊場地，青船設(shè)置8 個(gè)整體組焊工位，大灣港場地設(shè)置4 個(gè)整體組焊工位。每個(gè)場地按照4 臺/5 個(gè)月的施工進(jìn)度進(jìn)行部署，完成21 臺球罐的組焊任務(wù)。

整體運(yùn)輸：球罐整體制作后采用6 縱列1 軸線SPMT 車板滾裝裝船，具體運(yùn)輸如圖1 所示。每批裝運(yùn)4 臺球罐，船型選擇10 000 t 自動力甲板運(yùn)輸船。

現(xiàn)場整體安裝：完成球罐現(xiàn)場的整體吊裝就位，并完成梯子平臺、噴淋和防火等附屬工作量。

運(yùn)輸方式采用STMP 海運(yùn)。

鋼板采用舞鋼、鞍鋼等國內(nèi)一線鋼廠的產(chǎn)品。

建造模式為山東碼頭內(nèi)整體建造，運(yùn)輸至業(yè)主指定碼頭上岸，一次性吊裝就位。

2 整體廠內(nèi)建造與項(xiàng)目現(xiàn)場建造對比分析

2.1 施工環(huán)境對比

廣東石化地處廣東省東南方南海突出部，所處區(qū)域?qū)?，雨量充沛，全年陰雨天氣超過50%；夏季施工天氣炎熱、潮濕；臺風(fēng)影響較大。林巧美、陳映強(qiáng)等[1]分析了1964～2013年各路登陸廣東（包括4 個(gè)登陸香港）的熱帶氣旋（TC）對揭陽天氣的影響，結(jié)果表明：東路登陸的TC 對揭陽市的影響最嚴(yán)重，日最大雨量可達(dá)暴雨或者大暴雨，惠來普遍可以出現(xiàn)比TC 中心附近風(fēng)力小1～2 級的風(fēng)，其他地區(qū)可以出現(xiàn)比TC 中心附近風(fēng)力小3 ～5 級的風(fēng)；中路登陸的TC，揭陽市普遍會有暴雨，日最大雨量市區(qū)揭西出現(xiàn)暴雨的概率最大，普寧惠來出現(xiàn)大雨概率最大，揭陽會出現(xiàn)3 ～6 級的風(fēng)；西路登陸的TC，揭陽市普遍有大到暴雨，并且出現(xiàn)3 ～4 級的風(fēng)，當(dāng)粵東受副高邊緣和TC 外圍環(huán)流共同影響時(shí)，風(fēng)力可達(dá)4～6 級，給揭陽市帶來嚴(yán)重影響的風(fēng)暴潮增水，一般TC 大多來自西北太平洋，揭陽位于TC 前進(jìn)方向的右半圓，登陸時(shí)間在農(nóng)歷15～18 日（天文大潮期），增水更為有利，但是對施工影響更大。

青島地處北溫帶季風(fēng)區(qū)域，地處山東半島南部，屬于溫帶季風(fēng)氣候。市區(qū)由于海洋環(huán)境的直接調(diào)節(jié)，受來自洋面上的東南季風(fēng)及海流、水團(tuán)的影響，因此又具有顯著的海洋性氣候特點(diǎn)?？諝鉂駶?，溫度適中，四季分明。春季氣溫回升緩慢，較內(nèi)陸遲1 個(gè)月；夏季濕熱多雨，但無酷暑；秋季天高氣爽，降水少，蒸發(fā)強(qiáng)；冬季風(fēng)大溫低，持續(xù)時(shí)間較長。根據(jù)19 世紀(jì)80年代末至今的氣象資料，市區(qū)年平均氣溫12.7℃，極端高氣溫38.9℃（2002年7月15 日），極端低氣溫為-16.9℃（1931年1月10 日）。全年8月份最熱，平均氣溫25.3℃；1月份最冷，平均氣溫為-0.5℃。日最高氣溫高于30℃的日數(shù)，年平均為11.4 d；日最低氣溫低于-5℃的日數(shù)，年平均為22 d。降水量年平均為662.1 mm，春、夏、秋、冬四季雨量分別占全年降水量的17%、57%、21%、5%。年降水量最多為1 272.7 mm（1911年），最少僅為308.2 mm（1981年），降水的年變率為62%。年平均降雪日數(shù)只有10 d。年平均氣壓為1 008.6 毫巴。年平均風(fēng)速為5.2 m/s，以南東風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向。年平均相對濕度為73%，7月份最高，為89%；12月份最低，為68%。青島海霧多，年平均濃霧51.3 d、輕霧108.2 d。屬于暖溫帶亞濕潤季風(fēng)氣候，降水適中，其中全年約20 d 處于陰雨天氣；氣候適中；全年臺風(fēng)幾乎無影響。廣東揭陽與山東青島氣象參數(shù)對比見表2。

表2 廣東揭陽與山東青島氣象參數(shù)對比表

2.2 整體建造與現(xiàn)場建造質(zhì)量保證能力對比

焊接一次合格率的高低決定了球罐建造的質(zhì)量，影響焊接質(zhì)量的主要因素為人的因素和環(huán)境因素。人的因素與現(xiàn)場相比無較大差別，主要受環(huán)境因素的制約。而環(huán)境因素中空氣濕度、大風(fēng)、陰雨天氣對于焊接的內(nèi)在質(zhì)量會產(chǎn)生重要影響。經(jīng)過對2個(gè)現(xiàn)場的環(huán)境進(jìn)行分析，在青島施工的環(huán)境優(yōu)于項(xiàng)目現(xiàn)場施工。

2.3 項(xiàng)目建造工期對比

考慮天氣因素影響，兩地的組焊周期對比見表3。

2.4 項(xiàng)目執(zhí)行過程中的安全費(fèi)效情況對比

裝置現(xiàn)場施工高空作業(yè)多，交叉作業(yè)頻繁，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，隨著國家、社會對安全環(huán)保越來越重視，業(yè)主對施工現(xiàn)場的安全要求也越來越高，使裝置現(xiàn)場施工的效率降低，費(fèi)用大幅增加。況且施工現(xiàn)場的投入多為一次性投入。

在青島地區(qū)建造屬于碼頭工廠化建造，各種設(shè)施齊全，安全可靠性高，況且安全設(shè)施為在用設(shè)施，屬于重復(fù)性利用，安全投入相對較少。

2.5 項(xiàng)目建造成本對比

該文從球殼壓制、主體組焊、焊接材料、熱處理、水壓試驗(yàn)、除銹防腐、組焊場地費(fèi)、現(xiàn)場吊裝復(fù)位和運(yùn)輸方式等9 個(gè)要素對現(xiàn)場及青島地區(qū)施工的成本情況進(jìn)行詢價(jià)對比，情況見表4。

表4 廣東揭陽與山東青島施工成本對比表使

2.6 整體工廠化建造與項(xiàng)目現(xiàn)場建造對比分析

從施工環(huán)境、整體建造與現(xiàn)場建造質(zhì)量保證能力、項(xiàng)目建造周期、項(xiàng)目執(zhí)行過程中的安全費(fèi)效比、項(xiàng)目建造成本5 個(gè)方面對比分析，南方地區(qū)的球罐類產(chǎn)品采用異地整體建造，本地一次性吊裝就位的建造模式是可行的，它在工程造價(jià)基本不變或略有提高的的情況下，不僅保證了現(xiàn)場焊接質(zhì)量，大大降低了現(xiàn)場的交叉作業(yè)、高工作業(yè)和吊裝作業(yè)等施工安全風(fēng)險(xiǎn)，而且大大縮短了項(xiàng)目的建造周期，有利于石油化工企業(yè)提前竣工并投入運(yùn)營。

3 結(jié)論

伴隨著國建七大煉化基地堅(jiān)實(shí)的步伐，對于我國南方沿海地區(qū)乃至施工條件苛刻的地區(qū)而言，球罐異地建造類似于模塊的異地建造，具有質(zhì)優(yōu)價(jià)低、優(yōu)勢互補(bǔ)、利于規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)，在國家及社會越來越注重安全、質(zhì)量、工期的現(xiàn)狀下，這種異地建造模式勢必成為施工建設(shè)的一種可行選擇。深度進(jìn)行工廠化模塊化建造，石油煉化裝置，整體現(xiàn)場吊裝就位已經(jīng)成為了大型煉化裝置施工的通行方案。深度工廠化模塊建造，引領(lǐng)現(xiàn)場模塊化安裝的時(shí)代已經(jīng)到來。