石油裝置模塊化施工的研究

馮慧潔 袁小照 韓旭 郭麗 宋磊(海洋石油工程股份有限公司特種設(shè)備公司，天津 300452)

石油裝置模塊化施工的研究

馮慧潔 袁小照 韓旭 郭麗 宋磊(海洋石油工程股份有限公司特種設(shè)備公司，天津 300452)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國工業(yè)裝置逐漸往大型化、密集化發(fā)展，近幾年來越來越多的大型設(shè)備以及大型超高鋼結(jié)構(gòu)框架被廣泛應(yīng)用于石油化工裝置中。石油化工工程建設(shè)模式由原來的集散型向小型設(shè)備整體安裝，中型設(shè)備分段組焊，大型設(shè)備分片組焊的方向發(fā)展。

海洋石油;模塊化施工

近年來我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，海洋石油化工的裝置規(guī)模不斷擴(kuò)大，這給現(xiàn)場安裝帶來巨大的難度，一次次挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)的設(shè)備安裝模式。傳統(tǒng)的設(shè)備安裝會將所有的安裝工作都按照順序排列開來，只有完成前者才能繼續(xù)下一步的工作，這就使得后期的工程安裝承擔(dān)著巨大的壓力，很容易導(dǎo)致后期工作效率低，資源消耗大，施工安全和質(zhì)量存在隱患等問題，為最大程度的降低高空作業(yè)的風(fēng)險，保證安裝質(zhì)量，縮短施工安裝工期，增大投資回報率等管理要求，模塊化施工模式應(yīng)運(yùn)而生，在一定程度上克服了傳統(tǒng)施工方式存在的問題。

1 海上石油化工模塊化發(fā)展及介紹

模塊化施工是指通過深度的預(yù)制與組裝，把大量散件集成為功能模塊，在工程現(xiàn)場經(jīng)過簡單的吊裝組對，完成施工工作，大大降低了高空作業(yè)的時間，進(jìn)而減少了高空作業(yè)的危險系數(shù)，保證了安裝質(zhì)量，縮短了安裝工期，完成了項目整體的經(jīng)濟(jì)效益的最大化。大型的海上石油設(shè)備在制造廠壓制，焊接，檢驗，焊后熱處理，水壓試驗后，整體運(yùn)至到現(xiàn)場，之后在現(xiàn)場進(jìn)行管道安裝，平臺搭建，防腐保溫和電氣照明工作，再整體吊裝就位，進(jìn)而實現(xiàn)大型設(shè)備的模塊化安裝。這樣一方面能減少設(shè)備分段和分片現(xiàn)場組對焊接存在的質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，另一方面，傳統(tǒng)現(xiàn)場組焊很難實現(xiàn)整體設(shè)備的熱處理，水壓測試等工作，為整體設(shè)備的使用留下了安全隱患。一些大型設(shè)備從傳統(tǒng)的現(xiàn)場組焊到現(xiàn)在的整體到貨，整體吊裝就位，設(shè)備本身就形成了功能模塊化，保證了設(shè)備的焊接質(zhì)量，降低了現(xiàn)場組對出現(xiàn)的不利因素。

模塊化施工的應(yīng)用體現(xiàn)出了該安裝模式在整體工程的進(jìn)度、安全、質(zhì)量、成本等各個方面巨大的綜合效益，符合當(dāng)前海洋石油發(fā)展現(xiàn)狀。從廣義上來講，模塊化施工是把工程過程中各工序細(xì)分后專業(yè)化協(xié)調(diào)作業(yè)，目的是為了縮減工程施工現(xiàn)場的工作內(nèi)容，降低重復(fù)性工作,是典型的集約化施工形式。隨著海上石油裝備制造運(yùn)輸水平不斷提高，海洋石油操作平臺上的施工廣泛應(yīng)用到了模塊化技術(shù)。盡管這些應(yīng)用還處于初級發(fā)展階段，但在一定程度上對大型設(shè)備的安裝以及吊裝就位起到了很好的促進(jìn)作用。新形勢下，我國的石油化工的建設(shè)必然會向著模塊化施工發(fā)展，在未來的大規(guī)模安裝領(lǐng)域也有很大的發(fā)展前景。

2 設(shè)備模塊化施工的約束條件以及與傳統(tǒng)模式相比的優(yōu)越性

2.1 模塊化施工的約束條件

(1)設(shè)計條件的約束。大型設(shè)備裝置實現(xiàn)模塊化施工的的條件之一就是設(shè)計條件的準(zhǔn)許。想要實現(xiàn)設(shè)備安裝的模塊化，這個設(shè)備就必須具備足夠的集中度和相對的獨(dú)立性，可以作為一個獨(dú)立的設(shè)備與周圍相連的設(shè)備分離開來，形成功能模塊的設(shè)備，在結(jié)構(gòu)上必須具有足夠的穩(wěn)定性并滿足整體的運(yùn)輸?shù)跹b要求。模塊化施工應(yīng)該在設(shè)備的設(shè)計之初就應(yīng)該提出來，在設(shè)計中將這部分思想體現(xiàn)出來。

(2)采購條件的制約。模塊化施工的模式包括兩種，一種是制作廠家的設(shè)備模塊，另一種是現(xiàn)場預(yù)制這兩種采購模式。模塊化采購需要有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)格書和合同約束，現(xiàn)場預(yù)制模塊屬于工廠化預(yù)制，須要提前組織管道，設(shè)備，防腐保溫，以及鋼結(jié)構(gòu)的到貨，為現(xiàn)場預(yù)制工作做準(zhǔn)備。

(3)運(yùn)輸或者是吊裝條件的限制。如果在項目的施工現(xiàn)場不存在大型的運(yùn)輸車輛以及大型的吊裝設(shè)備，模塊化施工是難以順利開展的。如果專門為個別的大型模塊設(shè)備租賃大型的運(yùn)輸及吊裝工具，會大大的增加施工的投資成本。所以模塊化施工也應(yīng)與大型設(shè)備運(yùn)輸及吊裝相結(jié)合，將大型機(jī)具綜合運(yùn)用，控制整體的投資成本。

由此可知：模塊化施工的可實施性抉擇于設(shè)計條件，如果設(shè)計條件滿足，同時必須滿足現(xiàn)場的施工條件才能進(jìn)行。

2.2 與傳統(tǒng)模式相比的優(yōu)越性

(1)在施工安全性方面比較。因為大型設(shè)備的模塊化組裝是在地面完成的，很大的程度上改善了施工的作業(yè)條件，縮減了高空作業(yè)的時間，減少了安全事故發(fā)生的概率，減輕了現(xiàn)場安全管理的工作負(fù)荷。

(2)在施工進(jìn)度方面相比。由于模塊化施工，大多數(shù)的工作量在制作廠內(nèi)已經(jīng)完成了，到現(xiàn)場只剩下組對以及其他附屬管道的連接工作，特別是減少了高空作業(yè)量，從整體工期上來看，模塊化施工大大縮短了工程安裝施工周期。

(3)在施工質(zhì)量方面的比較。由于模塊化施工，大部分的工作是在地面進(jìn)行的，設(shè)備的組對，焊接，水壓試驗以及熱處理工作質(zhì)量很容易能夠保障，方便檢查控制，在提高安裝精度的同時，還減輕了企業(yè)對質(zhì)量管控的投入。

(4)吊裝機(jī)械費(fèi)用的比較。因為模塊化施工，在組裝及質(zhì)量管控階段，機(jī)械費(fèi)用投資少，大型設(shè)備的吊裝就位的時間較短，大大縮短了吊裝工具的租賃時間，雖然大型吊裝設(shè)備的費(fèi)用較高，但綜合考慮分析，模塊化設(shè)備的運(yùn)輸?shù)跹b費(fèi)用依舊較傳統(tǒng)模式低。

(5)在人工消耗方面的相比。模塊化施工出于其高空作業(yè)的時間縮短，人員的勞動效率提升，不僅縮短了整體工期，人工消耗也隨之減少。

3 結(jié)語

在海洋石油工程的大型設(shè)備模塊化施工時，必須滿足施工的各個條件方能進(jìn)行。模塊化施工是時代進(jìn)步的趨勢和發(fā)展方向，他比傳統(tǒng)的施工模式存在很多優(yōu)點，優(yōu)化了當(dāng)前海上施工的安裝模式，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，在未來大型設(shè)備施工安裝中，必然會得到廣泛應(yīng)用。

[1]楊柏林.《模塊化施工技術(shù)在石油化工裝置建造中的應(yīng)用》，《工程技術(shù)：引文版》2016（8）：00156-00156.

[2]高云強(qiáng)，王金安.《國際石油化工建設(shè)項目模塊化施工應(yīng)用研究》，《項目管理技術(shù)》，2016，14（10）：110-113.

[3]黃衛(wèi)明《石油化工裝置模塊化施工》，《化工設(shè)備與管道》，201350（1）：33-37.