浙石化乙烯裝置模塊化策劃應(yīng)用

冷紫陽(yáng)

摘要：隨著石油化工行業(yè)發(fā)展，裝置規(guī)模越發(fā)大型化，項(xiàng)目盡早投產(chǎn)可帶來更大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和利潤(rùn)。這些年，行業(yè)積極學(xué)習(xí)國(guó)外新方法、新經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)上裝置單元布置合理緊湊、BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用，施工上大型履帶吊、SPMT等機(jī)具廣泛使用，建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)施工能力今非昔比，為模塊化安裝提供了條件。石化裝置模塊化施工已成為一種趨勢(shì)，本文以我司承建浙石化3#乙烯裝置為例，闡述模塊化執(zhí)行過程中的思路。

關(guān)鍵字 石化裝置 模塊化 運(yùn)輸

近兩年，石化裝置建設(shè)中模塊供貨越來越廣、程度越來越深，已不限大型塔器的整體，擴(kuò)展到包含結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管道在內(nèi)的類撬裝模塊化供貨。

如巨濤為GCGV烯烴裝置的深度模塊化供貨，最大模塊重達(dá)7800T，為包含裂解爐和配套爐前管廊在內(nèi)的超大型集合體;國(guó)內(nèi)福建古雷乙烯爐區(qū)深度模塊化供貨，單模塊為包含爐本體、附爐工藝管線、電氣儀表等專業(yè)在內(nèi)的裂解爐整體。

1. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目浙江石化3#乙烯裝置坐落舟山魚山島，現(xiàn)場(chǎng)有滾裝碼頭、道路承載力大、路寬不限高，運(yùn)輸條件好;現(xiàn)場(chǎng)最大4000T履帶吊，配合SPMT車輛可轉(zhuǎn)運(yùn)安裝大型設(shè)備、模塊;但項(xiàng)目工期和施工面緊張，島上人工、機(jī)具成本非常高。

這種情況下，很多建設(shè)單位主動(dòng)思考可否將裝置合理拆分、異地預(yù)制;如果能實(shí)現(xiàn)裝置模塊化施工，可大幅減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，給項(xiàng)目進(jìn)度、費(fèi)用、安全等控制帶來很大優(yōu)勢(shì)。本文以裝置40冷區(qū)為例，闡述模塊化策劃的一些思路。

2. 常規(guī)施工與模塊化對(duì)比

乙烯裝置常規(guī)建設(shè)中有一些常見問題，如現(xiàn)場(chǎng)施工順序原則、建設(shè)總周期長(zhǎng);場(chǎng)地有限、現(xiàn)場(chǎng)施工費(fèi)用高;多專業(yè)交叉、高空作業(yè)多，協(xié)調(diào)管理難度大。

這些情況不利實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各大目標(biāo)，迫使建設(shè)行業(yè)考慮改變?cè)心Ｊ剑黾幽K化的深度、深度無疑是一種很好的選擇。

模塊化供貨的優(yōu)勢(shì)：

a. 實(shí)現(xiàn)地下工程與地上工程異地同步并行施工;

b. 模塊單元采用工廠化管理，協(xié)調(diào)控制容易;

c. 現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度控制、安全、費(fèi)用控制效果明顯;

模塊化供貨的難點(diǎn)：

a. 項(xiàng)目管理重心前置、難度大，前期策劃決定項(xiàng)目成敗，;

b. 模塊策劃由設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工單位共同完成，難度大;

c. 各專業(yè)配合模塊化流程、調(diào)整出圖計(jì)劃;物資需要按模塊精準(zhǔn)供貨;

保證項(xiàng)目各職能子項(xiàng)按節(jié)點(diǎn)協(xié)作推進(jìn)、保證設(shè)備、模塊按時(shí)進(jìn)場(chǎng)，才能保證現(xiàn)場(chǎng)總裝按計(jì)劃有條不紊推進(jìn)。

3. 平面布置

根據(jù)平面布置圖，40區(qū)分為以下主要分部：

a. 設(shè)備類：主要是大型塔器;

基于運(yùn)輸和吊裝能力提升，目前大塔一般均由制造廠整體供貨到現(xiàn)場(chǎng)，完成附塔管線、勞動(dòng)保護(hù)、電氣儀表、防腐絕熱施工，最后吊裝;即 “穿衣戴帽”后，作為一個(gè)模塊整體吊裝，“塔起燈亮”。

b. 結(jié)構(gòu)框架：40管廊、設(shè)備框架ST4001～4009、壓縮機(jī)廠房;

這塊是目前模塊化的難點(diǎn)和突破點(diǎn)，本文提供對(duì)部分結(jié)構(gòu)框架的一些策劃思路。

4. 模塊化策劃

a） 40區(qū)管廊

管廊3軸*26軸*8層，28.5米高、180米長(zhǎng);其中，鋼結(jié)構(gòu)2000T、管道總長(zhǎng)18800米，吋口數(shù)76000吋，總重約5000T。結(jié)構(gòu)典型，適合模塊化供貨。

模塊化供貨模式下，安裝現(xiàn)場(chǎng)可完成所有地坪施工，非常便于模塊行走就位;就位現(xiàn)場(chǎng)地面管道少、無設(shè)備基礎(chǔ)/大管墩，通貫電纜溝對(duì)運(yùn)輸不影響。

模塊化策劃考慮點(diǎn)：工程量合理、運(yùn)輸可行性、經(jīng)濟(jì)性。管廊切分綜合根據(jù)管廊結(jié)構(gòu)自然分界位置、現(xiàn)場(chǎng)吊車站位等因素，策劃將40管廊分成5部分;

其中模塊1-4直接spmt運(yùn)輸就位，模塊5運(yùn)輸spmt運(yùn)輸、履帶吊吊裝到位;

最大模塊為模塊2，總長(zhǎng)58米、結(jié)構(gòu)700余噸、總重近1700噸;在模塊的運(yùn)輸策劃上，以最大60m長(zhǎng)度計(jì)算，40管廊東側(cè)需預(yù)留80m板車周轉(zhuǎn)空間;

管廊模塊間現(xiàn)場(chǎng)連接大施工界面4處，現(xiàn)場(chǎng)剩余工作量主要是管道連接，預(yù)計(jì)碰口截面吋口數(shù)7600吋，理論上現(xiàn)場(chǎng)僅需要安排80人工（管道焊工25人），2周即可完成現(xiàn)場(chǎng)工作;可大量節(jié)約原現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人工85%。

b）設(shè)備框架

ST-4001～ 4009合計(jì)9個(gè)。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和經(jīng)濟(jì)性考慮是否模塊化，其中：

ST-4001、ST-4002、ST-4007、ST-4006、ST4009工程量不大，或者運(yùn)輸條件限制更適合現(xiàn)場(chǎng)施工;

適合模塊化的設(shè)備框架中，以較難的ST-4008、ST4003為例策劃：

1. ST-4008夾在廠房與管廊中間，結(jié)構(gòu)283T、管道5500米，總寸口數(shù)1.8萬吋;

工程量、經(jīng)濟(jì)性適合模塊化供貨，但ST-4008就位前需考慮5臺(tái)吸入罐和壓縮機(jī)廠房南側(cè)墻面對(duì)就位難度影響;模塊大則SPMT無法運(yùn)輸、模塊小則經(jīng)濟(jì)性不佳。分成3個(gè)模塊較合適，連接處焊口約1200吋;此外，框架凸出處需要現(xiàn)場(chǎng)施工，這部分結(jié)構(gòu)60T、焊口800吋;總結(jié)ST-4008模塊化安裝可使整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)減少人工80%左右;

2. ST-4003總高64m、結(jié)構(gòu)900余噸，占設(shè)備框架總量近1/3，是模塊化重難點(diǎn);

ST-4003主模塊

模塊化思路：

將ST-4003（38-43軸）分為1個(gè)主模塊、2個(gè)小模塊;

a） 主模塊：安排39軸-42軸，3軸兩跨，高度28.5m;

主模塊結(jié)構(gòu)710噸，管道約8000米、3.8萬吋，總重超1500T;框架內(nèi)部1#冷箱重170T，由40- 41軸南側(cè)預(yù)留開口進(jìn)行吊裝。

b）小模塊：減少高空作業(yè)，將28.5m以上部分為2個(gè)小模塊;

小模塊1從28.5-55.5米，帶冷箱一同配管為整體，總重近150T;

小模塊2從55.5-63.7米。

安裝上，主模塊SPMT板車就位，頂部小模塊由履帶吊吊裝;吊裝頂部模塊時(shí)，一同吊裝1#冷箱、C-1413、2#冷箱等，集中利用大型履帶吊;

ST-4003框架能成功模塊化，可使現(xiàn)場(chǎng)管道安裝總量由4.9萬吋減少3.8萬吋，保守估計(jì)減少現(xiàn)場(chǎng)人力75-80%。

總結(jié)：

40區(qū)能全面實(shí)行模塊化，優(yōu)點(diǎn)如下：

1. 預(yù)制廠對(duì)地上工程預(yù)制（模塊化）、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地下工程，可同步開展;

2. 管廊現(xiàn)場(chǎng)施工由“全面開花”變?yōu)?個(gè)連接面，工作量縮短為傳統(tǒng)模式的25%;

3. 設(shè)備框架部分模塊化現(xiàn)場(chǎng)工作部分僅包括模塊預(yù)留剩余和模塊、設(shè)備間連接;

至少能完成65%的現(xiàn)場(chǎng)施工量;

4. 按需集中供貨，大幅提升現(xiàn)場(chǎng)大型機(jī)械使用效率;按節(jié)點(diǎn)發(fā)貨，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)施工設(shè)備等結(jié)構(gòu)、或結(jié)構(gòu)等設(shè)備的尷尬;

5. 模塊化大幅減少現(xiàn)場(chǎng)施工人員的配比、提升工效;發(fā)揮異地成本優(yōu)勢(shì);

石化裝置大型結(jié)構(gòu)模塊化已成為一種趨勢(shì)，將來模塊化建設(shè)的策劃、施工能力將是一個(gè)合格的工程公司的前提。

參考文獻(xiàn)：

石油化工裝置加熱爐模塊化設(shè)計(jì) 王昌冕

石油化工裝置模塊化施工 黃衛(wèi)明

模塊化施工技術(shù)在石油化工裝置建造中的應(yīng)用 孫懷秀

淺談模塊化施工在大型石化裝置的應(yīng)用 宋相華

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