石化項目儀表專業模塊化施工應用研究與探索

馬曉柯

(中石化第四建設有限公司，天津 300270)

我國石油化工行業經過幾十年的發展，已進入一個比較成熟的階段，傳統石化產品產能充裕、產量穩定，企業無法再向規模要效益，而要轉為向管理要效益。而新型化工產品發展迅猛，更新換代速度很快，裝置規模大型化、工藝多元化，對施工企業提出更高要求，建設周期要求越來越短，安全質量要求越來越高，促使施工企業在進度管理、安全管理、質量管理等方面尋求突破。

模塊化設計最初應用在機械制造、電器制造、儀器儀表制造等領域，作為一種標準化的設計開發模式，用以提高設計效率，降低開發周期，節約成本，因其優勢顯著而逐漸擴展應用到計算機、船舶、兵器制造等領域。隨著我國石化產業的發展，傳統施工方式逐漸顯現出自身局限性，因此高效、便利的模塊化施工技術受到越來越多的關注與探索。

1 模塊化施工優勢

模塊化施工作為一種先進的施工理念，其本質是施工管理的優化，將集中在施工現場的大量作業任務分散到不同場地、不同階段，多專業平行施工，做到增效、降損，將簡單、重復的工作集中化，將高風險、高難度的工作輕量化。

通過前期加工預制、工廠組裝及后期現場整體安裝，可減少現場作業量和相應的資源投入，避免大量交叉作業帶來的安全管理、質量管理隱患，同時也能有效縮短現場施工周期，緩解施工高峰期的到來和壓力。模塊化施工可有效提高施工效率，縮短施工周期，提高施工質量，控制施工成本。

預制工廠與施工現場相比，環境相對單一，危險源更少，工作環境也比較好，對于作業人員的人身安全和職業健康都有更好的保證。同時，模塊化施工可將大量作業在地面完成，減少高空作業和高空落物的風險，也避免了交叉作業帶來的風險，使安全管理工作更加容易開展。

引入模塊化施工的先進施工理念將會大大提高勞動生產率，改善作業人員工作環境，減少安全事故和降低工程成本，提高工程質量，而且在應用中收到較好效果，也是建筑施工工業化發展的需要。

2 模塊化施工應用情況

我國的模塊化施工技術還處在探索發展階段，沒有一個統一的標準，模塊化程度和模式也各有不同，目前在施工中常見的應用主要有以下方式。

1)在管道單管圖的基礎上開展二次設計，劃分焊口，在預制工廠內進行管段預制工作，再將預制好的管段運至施工現場，整體進行組對安裝。

2)管廊、過路桁架等鋼結構先在地面拼裝，將單根構件組裝成片或框架，整體吊運安裝一次到位。

3)塔器設備安裝前，在臥式狀態下完成防腐保溫、勞動保護、附塔管線及照明燈具的安裝，做到“穿衣戴帽，塔起燈亮”。

4)裝置中某些相對獨立的部分可單獨進行模塊化設計，整體撬裝供貨，出廠前已完成組裝，運到現場后只需簡單固定安裝即可。

隨著近年來吊裝、運輸能力不斷提高，模塊化施工的集成度也越來越高，逐步由簡單變復雜，由單一專業向多專業轉變。如在我司承建的馬來西亞RAPID項目中，常壓單元的2臺加熱爐就采取了模塊化設計，這也是國內首套采用全爐整體模塊化制造和運輸方式交貨的千噸級加熱爐。加熱爐在制造廠的預制組裝僅用6.5個月，運抵施工現場后，一周內完成了2臺加熱爐的安裝工作，相比傳統的人員入駐、材料現場安裝的方式，人工成本和時間成本得到很好的控制，施工進度也得以保證，得到業主與總包單位的高度肯定。

3 儀表模塊化施工現狀與探索

儀表安裝工程面對全廠裝置，工作范圍廣，工作內容繁雜，往往需要投入大量人力物力。同時，由于儀表安裝作業處于建設工程后期，工期受前期上游專業影響，往往進度壓力很大。因此，優質高效的管理儀表施工過程、合理選擇施工方法、分配人員機具，是儀表安裝工程的關鍵。

常規儀表施工過程中，模塊化理念主要體現在變送器立柱、接線箱支架、保溫箱底座、電纜槽板支架等部件的集中預制，將短時間高負荷的施工任務分散化，有利于提高施工效率。

施工樣板化也是儀表模塊化施工的一種體現，通過建立統一的安裝標準，可有效提高施工質量。導壓管的布線安裝，電纜壓接、走線、捆扎等，這些樣板的建立不僅有利于工程質量的提高，也有利于日后的使用和維護。

相較其他專業，儀表施工的模塊化進程并不順利，這固然是受儀表施工特點的制約，但實際中技術人員應該予以重視，深化和探索模塊化的方法，形成一套儀表專業的模塊化作業模式。

1)儀表電纜橋架的安裝工作是比較容易實現模塊化，現有的設計深度也能保證其實現。在框架結構的地面拼裝完成后，儀表橋架就可進行定位安裝，與鋼結構共同組成一個模塊，整體轉運吊裝。

2)對于一些體積較大、高度較高、檢測點較多的塔器設備的儀表安裝作業，模塊化理念更具有優勢。當塔器上檢測點位比較多，使用單芯電纜直接連入控制室工程量較大，可采用接線箱轉多芯電纜的方式，將一個塔器設備作為一個模塊。在“穿衣戴帽”作業完成后，變送器和接線箱就可開始定位安裝，敷設電纜橋架或穿線管，并進行電纜的敷設接線工作。設備吊裝就位后，只需將預敷設的多芯電纜接入接線箱，整個模塊內的儀表回路即可打通。

3)儀表測量引線的安裝是施工中一項工程量比較大的工作，對于此項工作的施工優化更顯意義重大。國內常見Piping管測量引線，由于在安裝時需要動火施焊，工作效率比較低。使用模塊化預制、集成概念，技術人員在接到測量引線圖后，根據具體測量引線方案劃分節點，將接頭、短節、無縫鋼管、法蘭蓋、截止閥等部件分割為多個模塊，在現場安裝工作開始前就進行預制，從而使現場安裝工作量減少，有效提高安裝效率。

4 結語

模塊化施工是石化工程建設的發展趨勢，在國內外諸多項目中得到驗證和實施。面對日益激烈的市場競爭，其在質量、安全、進度、成本等方面的優勢顯著，得到越來越多工程公司的重視。鋼結構整體吊裝、管道預制、塔器“穿衣戴帽”等都是模塊化施工方式，取得了很好的效果。

儀表安裝工程有其自身特點，作業范圍廣，施工點位分散，受上游專業制約大，這些都對儀表專業的模塊化施工有所影響。同時，儀表設計人員的設計思路和理念，也對儀表施工過程有很大的影響，模塊化施工離不開模塊化設計理念的支持，二者相輔相成。如何更好地進行儀表模塊化設計施工，仍待繼續探索與深化。

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