成果簡介勘察設(shè)計獎
恒力石化（大連）煉化有限公司2000萬噸/年煉化一體化項目配套碼頭工程設(shè)計（長興島北岸作業(yè)區(qū)114號-115號30萬噸級原油泊位）
（2022～2023年度第一批優(yōu)秀設(shè)計一等獎）
申報單位 大連理工大學(xué)土木建筑設(shè)計研究院有限公司
一、項目基本情況
所設(shè)計工程位于大連長興島北岸作業(yè)區(qū)，已建北港區(qū)西護岸外側(cè)水域。建設(shè)30萬噸級原油泊位2個，向下兼顧至10萬噸級油船，單個泊位長度為428m，兩個泊位設(shè)計年吞吐量為2600萬t/a，設(shè)計通過能力為3200萬t/a。
二、技術(shù)難點和特點
1. 裝卸工藝技術(shù)先進、安全可靠
（1）選用技術(shù)成熟的DN400型液壓輸油臂進行原油裝卸作業(yè)，工藝技術(shù)可靠，處于國內(nèi)同行業(yè)先進水平。
（2）在棧橋根部設(shè)置緊急切斷閥等快速啟閉設(shè)備，可保證在事故緊急狀況下迅速切斷碼頭與陸域庫區(qū)的物料輸送，使事故處于可控范圍內(nèi)。
（3）在國內(nèi)率采用船岸對接安全裝置，確保船舶、碼頭和陸域油氣回收裝置的安全生產(chǎn)，避免下游油氣管道因產(chǎn)生高壓、負(fù)壓、回火和含氧量超標(biāo)等造成損害。
（4）采用原油管線自動取樣器代替人工采樣，可以極大提高原油采樣的工作效率，使采樣作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化，更加符合安全與環(huán)保的要求，并能夠消除人為影響、避免手工取樣不具代表性的問題。
2.棧橋結(jié)構(gòu)合理、節(jié)省工期
碼頭與后方陸域連接采用鋼管拱棧橋結(jié)構(gòu)，棧橋基礎(chǔ)坐落在馬家淺灘上。從工程區(qū)域自然條件及當(dāng)?shù)厥┕つ芰Ψ治觯m合采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)開挖量大，不利于馬家淺灘的穩(wěn)定，施工期對海洋生態(tài)環(huán)境也會產(chǎn)生不利影響，因此基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選用高樁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)透浪性好，對馬家淺灘穩(wěn)定影響小。棧橋所處水域水深較深，考慮海上吊裝方便且吊重較大，本項目主梁采用工廠焊接構(gòu)件，陸上支架拼裝成橋，整體吊運至橋位處，這樣減少海上作業(yè)，降低安全風(fēng)險，且能上、下部同時施工，節(jié)省工期。
3.設(shè)計理念體現(xiàn)綠色低碳、智慧高效、節(jié)能減排
（1）采用專用的污水收集、輸送系統(tǒng)。對碼頭生產(chǎn)和生活污水、初期雨水及船舶污水進行收集并輸送至污水處理廠處理，達(dá)到“零排放”，實現(xiàn)海洋環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展，為企業(yè)綠色發(fā)展保駕護航。
（2）設(shè)備材料技術(shù)先進、安全可靠，高效減少大氣污染物的排放，達(dá)到低碳綠色設(shè)計目標(biāo)，0.01tce/104t吞吐量的可比能源綜合單耗指標(biāo)在北方港口同類型項目中處于領(lǐng)先水平。
（3）控制系統(tǒng)DCS核心控制層將裝卸工藝流程通過圖形可視化技術(shù)實時展現(xiàn)，結(jié)合通信系統(tǒng)語音、視頻、廣播、計算機管理等多樣輔助，實現(xiàn)碼頭裝卸生產(chǎn)的高效以及管控一體化的智慧化強大功能。
三、創(chuàng)新點
1.碼頭長度和墩位布置創(chuàng)新超前
本工程位于開敞海域，自然條件較為復(fù)雜，泊位長度的確定及墩位布置是保證船舶系泊作業(yè)安全的關(guān)鍵技術(shù)問題，方案設(shè)計時《開敞式碼頭設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)程》（JTJ295-2000）規(guī)定碼頭泊位長度可按照Lb=1.4~1.5L估算，按此取值泊位長度偏大、艏艉纜偏長、艏艉纜水平角偏小，受力狀態(tài)不理想。本工程船舶以橫向運動和橫向位移為主，項目組創(chuàng)新性探索縮短泊位長度，增加艏艉纜的橫向約束作用，均衡各纜繩受力，采用國外先進的系泊軟件OPTIMOOR對碼頭系泊方式、碼頭長度、纜繩受力等內(nèi)容進行計算分析、漸進優(yōu)化，同時與同類項目工程管理、船舶引航以及專業(yè)學(xué)術(shù)部門的專家研討，最終確定了泊位長度428m（1.3倍船長），艏艉纜水平角52°，其中 1.3倍船長的泊位長度，為國內(nèi)已竣工30萬噸級原油碼頭中率先選用，經(jīng)后續(xù)物理模型試驗驗證和運營階段的使用，證明了設(shè)計的創(chuàng)新性和合理性。2014年5月實施的《海港總體設(shè)計規(guī)范》對蝶形泊位長度進行了修訂，本工程也為大型開敞式碼頭短泊位設(shè)計積累了豐富的實踐經(jīng)驗。
2.沉箱結(jié)構(gòu)上設(shè)置破冰錐體結(jié)構(gòu)，設(shè)計先進新穎
對碼頭上部結(jié)構(gòu)進行了創(chuàng)新優(yōu)化，設(shè)計過程中對破冰錐體結(jié)構(gòu)和常規(guī)的等寬結(jié)構(gòu)進行比較，最終采用了破冰錐體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在外海鉆井平臺樁基中應(yīng)用較多，曹妃甸樁基碼頭也采用過，但在重力式碼頭中的應(yīng)用，國內(nèi)還無應(yīng)用實例，創(chuàng)了先例。沉箱結(jié)構(gòu)上設(shè)置破冰錐體的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，有效的減少了冰荷載、波浪力和地震力，從而減少了結(jié)構(gòu)斷面，節(jié)省了工程投資，為國內(nèi)重力式碼頭結(jié)構(gòu)上首次利用，解決了重冰區(qū)重力式碼頭設(shè)計問題。
四、成果應(yīng)用
設(shè)計成果已應(yīng)用于工程建設(shè)。項目建成投產(chǎn)后實現(xiàn)了企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、延伸上游產(chǎn)業(yè)鏈條、增加市場競爭力的發(fā)展目標(biāo)。減少運輸環(huán)節(jié)，降低企業(yè)物流成本，極大地提高了建設(shè)單位的市場競爭力，為企業(yè)今后的快速發(fā)展起到了很大的推動作用。
五、經(jīng)濟和社會效益
1.經(jīng)濟效益
本項目2個30萬噸級原油碼頭自2019年投入使用以來，碼頭結(jié)構(gòu)與裝卸設(shè)施狀態(tài)良好，運行平穩(wěn)，運營至今共靠泊船舶280余艘，接卸原油近7000萬噸。若無本項目，進口原油只能利用周邊公共碼頭完成，將增加大量的儲罐租賃費用、陸路運輸費用和港口裝卸費用，經(jīng)計算，每年可節(jié)約物流費用近13億元；本項目自運營以來已經(jīng)為企業(yè)節(jié)約物流費用約38億元，經(jīng)濟效益顯著。
2.社會效益
（1）煉化項目總成本中原油占95%以上，原油保障對煉化加工企業(yè)的生存和盈虧有著至關(guān)重要的影響。本項目作為恒力石化2000萬噸煉化項目的配套工程，是該煉化項目原料運輸?shù)闹匾劳泻捅Ｕ稀１卷椖康慕ㄔO(shè)對促進后方石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展、進而促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起到了重要推動作用。同時，本項目的建設(shè)還帶動了機械、電力開發(fā)、建材等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，對區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和增長做出一定貢獻。
（2）本項目是恒力石化2000萬噸煉化項目的配套工程，該煉化項目建設(shè)投資約620億元，項目投產(chǎn)后每年可帶來超過1200億元的收入，可為財政上繳稅收約159億元，同時還可為社會提供近2000個工作就業(yè)機會。本項目的建設(shè)對增加地方GDP、財政收入、就業(yè)等方面起到積極促進作用。
（3）若恒力石化2000萬噸煉化項目的進口原油從公共碼頭卸船后，再采取陸路運輸至恒力廠區(qū)，將存在著極大的安全風(fēng)險和環(huán)境污染因素，本項目的建設(shè)可以緩解公路壓力，降低安全隱患，減少車輛尾氣排放，符合建設(shè)項目“綠色、安全”的理念。
