3 000 m3球罐异地整体建造可行性分析

翟 宇 鹿金田

（中国石油天然气第七建设有限公司，山东 青岛 266300）

0 概述

目前，我国南方的石化基建方兴未艾，潮湿多雨的环境限制导致南方沿海地区的适宜施工的天数较少，施工效率低，导致施工成本较高；而山东地区四季分明，适宜施工的天数较多，施工效率高。能否在山东地区以异地建造，南方装置现场整体安装的方式完成本工程的设备建造安装呢？该文就以中石油广东石化丙烯球罐为例，从施工特点、费效比两方面入手，探讨了南方球罐异地至山东建造的可行性。

1 工程简介

1.1 项目名称

项目名称：广东石化21×3000m3球罐制作安装项目，该工程3 000 m3球罐结构型式为混合式三带10 支柱结构，如图1 所示。

图1 SPMT 车板滚装球罐图

1.2 工程地点

广东石化项目施工现场。

1.3 工程特点

工期紧张，受气候影响显著，高空及交叉作业多，安全管理难度大。

1.4 工程量清单

该工程为21 台3 000 m3球罐，结构型式为混合式三带10支柱结构，工作内容包括罐体材料采购、整体制作安装、除锈防腐和梯子平台等，见表1。

材料采购：材料生产周期为90 d，材料供货应满足每月至少4 台球壳板需求。

表1 广东石化21×3 000 m3 球罐项目参数

球壳板压制：材料到货后开始压制，20 d 后供货到码头，并保证每周完成1 台球罐的预制工作。

码头整体组焊：拟开辟某造船厂、青岛某港务有限公司2个临港码头组焊场地，青船设置8 个整体组焊工位，大湾港场地设置4 个整体组焊工位。每个场地按照4 台/5 个月的施工进度进行部署，完成21 台球罐的组焊任务。

整体运输：球罐整体制作后采用6 纵列1 轴线SPMT 车板滚装装船，具体运输如图1 所示。每批装运4 台球罐，船型选择10 000 t 自动力甲板运输船。

现场整体安装：完成球罐现场的整体吊装就位，并完成梯子平台、喷淋和防火等附属工作量。

运输方式采用STMP 海运。

钢板采用舞钢、鞍钢等国内一线钢厂的产品。

建造模式为山东码头内整体建造，运输至业主指定码头上岸，一次性吊装就位。

2 整体厂内建造与项目现场建造对比分析

2.1 施工环境对比

广东石化地处广东省东南方南海突出部，所处区域属，雨量充沛，全年阴雨天气超过50%；夏季施工天气炎热、潮湿；台风影响较大。林巧美、陈映强等[1]分析了1964～2013年各路登陆广东（包括4 个登陆香港）的热带气旋（TC）对揭阳天气的影响，结果表明：东路登陆的TC 对揭阳市的影响最严重，日最大雨量可达暴雨或者大暴雨，惠来普遍可以出现比TC 中心附近风力小1～2 级的风，其他地区可以出现比TC 中心附近风力小3 ～5 级的风；中路登陆的TC，揭阳市普遍会有暴雨，日最大雨量市区揭西出现暴雨的概率最大，普宁惠来出现大雨概率最大，揭阳会出现3 ～6 级的风；西路登陆的TC，揭阳市普遍有大到暴雨，并且出现3 ～4 级的风，当粤东受副高边缘和TC 外围环流共同影响时，风力可达4～6 级，给揭阳市带来严重影响的风暴潮增水，一般TC 大多来自西北太平洋，揭阳位于TC 前进方向的右半圆，登陆时间在农历15～18 日（天文大潮期），增水更为有利，但是对施工影响更大。

青岛地处北温带季风区域，地处山东半岛南部，属于温带季风气候。市区由于海洋环境的直接调节，受来自洋面上的东南季风及海流、水团的影响，因此又具有显著的海洋性气候特点。空气湿润，温度适中，四季分明。春季气温回升缓慢，较内陆迟1 个月；夏季湿热多雨，但无酷暑；秋季天高气爽，降水少，蒸发强；冬季风大温低，持续时间较长。根据19 世纪80年代末至今的气象资料，市区年平均气温12.7℃，极端高气温38.9℃（2002年7月15 日），极端低气温为-16.9℃（1931年1月10 日）。全年8月份最热，平均气温25.3℃；1月份最冷，平均气温为-0.5℃。日最高气温高于30℃的日数，年平均为11.4 d；日最低气温低于-5℃的日数，年平均为22 d。降水量年平均为662.1 mm，春、夏、秋、冬四季雨量分别占全年降水量的17%、57%、21%、5%。年降水量最多为1 272.7 mm（1911年），最少仅为308.2 mm（1981年），降水的年变率为62%。年平均降雪日数只有10 d。年平均气压为1 008.6 毫巴。年平均风速为5.2 m/s，以南东风为主导风向。年平均相对湿度为73%，7月份最高，为89%；12月份最低，为68%。青岛海雾多，年平均浓雾51.3 d、轻雾108.2 d。属于暖温带亚湿润季风气候，降水适中，其中全年约20 d 处于阴雨天气；气候适中；全年台风几乎无影响。广东揭阳与山东青岛气象参数对比见表2。

表2 广东揭阳与山东青岛气象参数对比表

2.2 整体建造与现场建造质量保证能力对比

焊接一次合格率的高低决定了球罐建造的质量，影响焊接质量的主要因素为人的因素和环境因素。人的因素与现场相比无较大差别，主要受环境因素的制约。而环境因素中空气湿度、大风、阴雨天气对于焊接的内在质量会产生重要影响。经过对2个现场的环境进行分析，在青岛施工的环境优于项目现场施工。

2.3 项目建造工期对比

考虑天气因素影响，两地的组焊周期对比见表3。

2.4 项目执行过程中的安全费效情况对比

装置现场施工高空作业多，交叉作业频繁，风险系数高，随着国家、社会对安全环保越来越重视，业主对施工现场的安全要求也越来越高，使装置现场施工的效率降低，费用大幅增加。况且施工现场的投入多为一次性投入。

在青岛地区建造属于码头工厂化建造，各种设施齐全，安全可靠性高，况且安全设施为在用设施，属于重复性利用，安全投入相对较少。

2.5 项目建造成本对比

该文从球壳压制、主体组焊、焊接材料、热处理、水压试验、除锈防腐、组焊场地费、现场吊装复位和运输方式等9 个要素对现场及青岛地区施工的成本情况进行询价对比，情况见表4。

表4 广东揭阳与山东青岛施工成本对比表使

2.6 整体工厂化建造与项目现场建造对比分析

从施工环境、整体建造与现场建造质量保证能力、项目建造周期、项目执行过程中的安全费效比、项目建造成本5 个方面对比分析，南方地区的球罐类产品采用异地整体建造，本地一次性吊装就位的建造模式是可行的，它在工程造价基本不变或略有提高的的情况下，不仅保证了现场焊接质量，大大降低了现场的交叉作业、高工作业和吊装作业等施工安全风险，而且大大缩短了项目的建造周期，有利于石油化工企业提前竣工并投入运营。

3 结论

伴随着国建七大炼化基地坚实的步伐，对于我国南方沿海地区乃至施工条件苛刻的地区而言，球罐异地建造类似于模块的异地建造，具有质优价低、优势互补、利于规避安全风险和质量风险等特点，在国家及社会越来越注重安全、质量、工期的现状下，这种异地建造模式势必成为施工建设的一种可行选择。深度进行工厂化模块化建造，石油炼化装置，整体现场吊装就位已经成为了大型炼化装置施工的通行方案。深度工厂化模块建造，引领现场模块化安装的时代已经到来。