浅谈模块化建设模式下设备专业技术工作的几点建议

浅谈模块化建设模式下设备专业技术工作的几点建议

翟占杰

中国石化集团第四建设公司工程项目管理公司 天津 300270

摘要：随着石化装置的设计处理规模的不断扩大和深化，以及施工技术不断完善和提升，模块化建设的效益逐步体现，代表着石化工程项目建设的信模式。在此新的建设模式下，相应的一些不足或需要完善的方面也存在，主要体现在工程质量控制的事先控制—技术管理方面。本文仅从设备专业的技术管理和实施方面提出了几点建议供同仁探讨，以达到逐步完善，意见统一。从而推动工程项目现场模块化建设有效实施的目的。

关键词：模块化；设备安装；技术管理

1、模块化的概念

模块：一组具有同一功能和接合要素（指联接部位的形状、尺寸、联接件间的配合或啮合等），但性能、规格或结构不同却能互换的单元。

模块化的宗旨是整体效益。对于石油化工装置的建设，其主要体现是有利于缩短工程项目建设周期、确保工程实体质量、降低建设期间的安全风险和减少项目总体投资。在价值工程的最佳线路上实现工程项目投资建设的最终目标从而获得最佳的投资效益和工程质量。

2、 模块化建设的时代要求

模块化施工技术更加注重生态环境的建设，最大优点是能够实现平行施工，大量的施工工作在制造工厂完成，有效地减少在现场的施工量，从而缩短整个项目的建设工期。不仅能够降低施工难度，更好地保证施工质量，还能提高生产率，体现人工智能的特点，实现绿色建设达到可持续发展。 

随着中国石化工程建设管理水平的不断提高，施工技术力量和水平的稳步提升和施工装备的不断完善。2013年4月，中国石油化工集团下发了《关于成立中国石油化工集团公司工程设计及物资采购标准化工作领导小组的通知》，全力推进标准化设计、模块化建设、标准化采购工作，大力提升经营管理水平，全面增强企业竞争力，为建设世界一流能源化工公司做出积极贡献^【1】。

 中国新兴（集团）总公司战略科技发展部副总经理王晓玲通过企业内部经营分析后得出模块化施工在建造阶段可节约工期70%，一般人工费约占建造成本的20%，能直接降低造价15%。在建造的过程中，还能大量减少建筑垃圾，使项目尽快投入使用^【2】。

由此可见，推进模块化建设是我们施工企业施工技术的发展方向，同时也能很好的体现技术是第一生产力。只有这样才能在管理技术上突破经营、质量及安全的管理瓶颈，提升整个公司的市场竞争力和效益。同时也增强企业的技术能力和水平。

3、设备专业模块化建设的几个方面

作为石油化工工程建设的主要专业，设备专业涵盖石油化工装置的钢结构、动静设备和加热炉工程的建设。本专业由最初的“成片”、“成框”及“穿衣戴帽”等逐步拓展到包含工艺、电仪等专业的模块化建设。

1）钢结构工程

主要体现在多层架构的施工过程，已经由最初的单根立柱安装、经由成片预制、成框组装等深度预制工艺，逐步拓展到目前的包括静设备、工艺及电仪专业的模块化建设。

此种模块化施工工艺一是用于较高、复杂的多层框架结构。尤其是内部含有大口径管线、阀组多等较复杂结构。如我们首次承担的100万吨/年灵活焦化装置三器钢结构框架1SS1的施工中得到了完好的体现。该框架为高度78米的偏心结构，除反应器所处位置外，一侧是5根立柱的方形结构，中央布置有DN900的转油线；一侧是6根立柱的 “刀”型结构；二是用于跨度较大的结构中，比如燃煤电厂的输煤栈桥。模块化施工时包括一个或多个跨度的结构、外墙板、输煤机及相应的工艺和电仪等全部地面组装完成后整体安装。

2）静设备工程

模块化建设主要体现在两个方面：一是设备的整体制作、运输和现场安装。目前已有直径达到13.36米，长度达到72米的设备整体运输进场；二是在现场安装过程中排除其他因素的影响，目前基本实现了“穿衣戴帽”和“塔起灯亮”的安装工艺。实现了静设备、电气、仪表等专业的综合性模块化建设。

3） 动设备工程

单体机械设备如风机、空压机、各类机泵等，其基本设计一般是有一个坚固的共用底座，出厂前在场内组装并单机试运转完成，运抵现场安装后，仅进行设备的找正和联轴节的对中工作，一般不再进行现场的解体清洗等安装工作；

压缩机附属润滑油站和水站已经实现了模块化的制作和安装，压缩机本体一般在出厂前单机满负荷调试合格，拆解成几个独立的功能模块，如曲轴模块、气缸模块、变速箱等。现场直接进行整体拼装。同时一般情况下，生产厂家在安装调试期间要驻场提供技术服务，这样也对压缩机的模块化安装质量和试车一次成功提供了保证。

3.4 加热炉工程

目前基本实现了辐射室结构成片（方炉）或整体（圆筒炉）、辐射室炉管分片、对流室整体（包括炉管）、烟风道分段等几大功能模块的工厂化组装、现场安装的施工工艺。其中除辐射室外全部与内部衬里一起完成后出厂。

4、模块化建设的在实施过程中技术管理建议

针对目前设备专业模块化建设，仅从技术管理方面，简要进行以下几个方面的策划或准备工作，希望各位同仁探讨。

1）施工机具的准备：主要是吊装机械的准备。根据既定模块的几何尺寸、重量、就位标高、现场环境情况等合理选用吊装机械。包括吊车、吊索等工机具；一般情况下，建设单位项目部将此部分工作作为一份独立的大件吊装合同通过合理的定标方式授予给一家专业的吊装运输公司，由其根据项目部的总体网络加护统筹进行工程项目大型机具的准备和调遣，包括吊装直接人员。

2）施工场地的准备：包括地基处理、场地预留（包括进场路线的预留）、施工架设及四通一平等工作；这部分工作是由建设单位选定的专业吊装公司在专项施工技术方案中明确，经过建设单位项目部批准后，根据建设单位的合同，由合同确定的吊装单位或安装承包单位在工作实施前完成或不得实施。

3）吊装模块的核实：这部分工作包括准备和实施两个阶段，第一阶段主要是在模块制作期间，吊装单位根据模块的设计图纸进行吊点的选择、重心的计算，及吊装过程的模拟等；并以此完成模块安装方案的编制等；同时安装承包单位根据模块的设计图纸进行模块安装方案的编制，主要明确模块安装的找正基准和合格标准的选择；所有编写的实施方案都要得到建设单位项目部的批准；第二阶段就是在模块进场后对模块的制作质量检查确认，除模块的质量证明资料和外观几何尺寸外，主要包括模块找正基准线的审核确认或现场标识、转移等工作。

4）施工人员的准备：主要是技术工人的准备，包括吊装、安装、架设和电气等专业。以确保整个模块安装的安全和精度要求；

5）最后由管理技术出发，还重点明确整个模块安装过程的管理体系和信息控制流程，从而确保整个施工过程平稳顺利进行。

5、存在的技术管理问题及初步建议

1）国家或行业层面上存在标准规范不完善，这是制约模块化建设及其施工技术的关键因素。

 由于此种情况的存在，造成模块化安装的标准和找正基准的选择难以达成一致。对于此类规范标准没有清晰明确的检测项目，建设单位、监理单位和施工单位之间难以达到意见统一，最终可能不是由技术实力最强、经验最丰富的一方确定，从而使工程质量存在瑕疵。

比如典型的压缩机润滑油站或水站，其模块化到货状态是共用底部平台，在其找正基准的选择上，有3种意见：一是以油泵的进出口；二是以冷却器的中心线；三是以共用底部平台。这样情况下，施工单位可能出于风险共担的目的，而提出由建设单位、监理单位或生产厂家选择而造成设备安装精度的降低。

针对上述情况，建议在国家或行业规范的修订过程中，逐步予以完善明确。在此期间，根据模块化建设的双方在合同的技术附件中达成一致或由生产单位直接在设备安装指导书中明确。 

2）技术工人相当匮乏，可能使模块安装质量存在瑕疵。

任何一项工作，都必须依靠专业技能来完成，否则就不可能得到长足发展。模块化建设存在两个方面：一是工厂化模块式生产对工人的技术要求较高，而我们施工企业的工人基本上是农民工，文化程度低，无法满足工厂化预制构配件的要求；二是在施工现场，由于模块化建筑的设计及施工属于新事物，如何将模块化建筑各个模块单元进行连接组装，保证结构的稳定、牢固、可靠，对现场技术工人的要求，远远大于传统施工方法对工人技术素养和施工能力的要求。

这是制约我们大力推广模块化建设的一个瓶颈。在本项目部出现了几次塔器设备穿衣戴帽安装后，在塔盘安装时发现塔盘支撑圈水平度超差的现象，经联合确认验收发现由于塔器垂直度误差超差造成的。经分析是技术人员在设备中心线检查、划分、移植等过程中误差较大引起的。

针对这种情况，一是要加强技术交底的专项交底工作，要求参与职工要明确工作内容、程序、方案和质量标准，做到施工技术水平对应模块安装的要求；二是加强相应技术人员的培训和培养，使用经验丰富的技术人员。这就要求我们加强对技术人员的培养和管理工作。同时要增强技术管理岗位尤其是一线技术岗位的吸引力。

3）SH3503交工技术资料记录的填写上有所区别

模块化建设属于工程建设的一部分，同样也必须要进行相应技术资料的存档。而施工技术资料的编制顺序和数值是直接反映相应工程的各工序及其施工顺序的实际情况，包括采取的测量手段方法和质量达到精度误差。

因此对于采用模块化建设的某工序而言，其测量的项目和误差数据与非模块化建设方式有所不同，在后期的资料存档过程中或建设单位、政府职能部门审核的过程中可能提出一些针对性的问题，比如测量项目不全等。

针对上述问题，应该在项目之处的施工技术方案编写过程中要做到施工技术方案有针对性、可行性，不能用通用的施工技术方案应付了事。这样通过监理单位、建设单位审阅批准后，可以作为后期相应部门审查的依据。同时要求我们的交工资料也要满足系统性、完整性的标准要求。

比如对于整体到货的圆筒炉辐射段安装时，我们由方案编制到实施全部选用静设备的安装方式和标准进行，一是在设备进场后的开箱检验时做好筒体直径误差、圆度误差、立柱的直线度误差、间距误差等有关数据和三个检查项目的的检查检验并记录，以满足SH3503记录表格J331的标准要求；二是在安装选择立式设备的安装记录SH3503-2001的J314，仅是对其整个筒体的标高、方位、垂直度和中心线进行控制。而不是对其立柱进行测量控制；

4）模块化建设的要求与建设单位、施工单位的技术能力之间的矛盾。

 因为市场的竞争、政策的要求，建设单位处于投资的控制目的，选取一些施工能力中下、施工技术能力较低的施工企业承包工程建设任务，这样就造成模块化建设的要求与施工单位的技术能力之间有较大的矛盾。同时建设单位的管理能力

6、后记

目前的模块化施工仅是工程项目模块化建设的初级阶段，其受制于标准化设计。但是模块化建设的效益已经初步显示，逐步得到相应关系方的认可和推进。但是在具体的建设模式、程序和技术标准数据及其测量方法等方面还未达成共识，尤其是在技术管理、数据监测和资料存档等方面还需要一起努力。

参考文献：

1、关于印发《中国石化标准化设计、模块化建设、标准化采购工作规定》的通知 中国石化建【2012】627号文件

2、《模块化建筑和模块化施工》中国新兴（集团）总公司战略科技发展部副总经理王晓玲