R-R燃氣輪機組安裝工期優化分析與應用

趙賞鑫，楊樹森，張旭東

（中石油北京天然氣管道有限公司，北京 100101）

0 引言

隨著我國天然氣管道的迅速發展，壓氣站建設對保證整條管道系統的輸氣能力起著至關重要的作用。壓氣站建設的核心是圍繞大型壓縮機組開展工作，最終目的是安全、按期和優質完成壓縮機組的安裝、調試和投產任務。通常大型壓縮機組安裝、調試和投產所需時間為5～6個月，甚至更長，這大大制約了壓氣站建成投運的商業運營要求。本文以陜京三線臨縣壓氣站兩套R-R燃氣輪機組 （兩臺29 MW RT62燃氣輪機和兩臺RFBB36壓縮機）為例，著重對機組本體、電氣和自控儀表安裝的工序、工作時間、工序間邏輯關系以及工期進行優化分析，采取壓縮關鍵路線工期的措施，提前實現了工期目標。

1 工序分析

1.1 機組組成

燃氣輪機組主要包含十大系統，即燃氣輪機和壓縮機本體、進氣系統、排氣系統、干氣密封系統、潤滑油系統、燃料氣系統、CO2消防系統、空冷器系統、排污和放空系統、電氣儀表系統。此外，儀表風系統對機組安裝和調試也非常關鍵。為了工序安裝計算方便，本文規定以 “工序代號 （工序名稱、工作時間、前置任務）”表示每項具體工作，并把干氣密封、燃料氣、CO2消防、排污和放空四個子系統一并納入機組本體安裝。

1.2 機組本體安裝工序 （見表1）

表1 機組本體安裝工序 （U系列）

1.3 排氣系統和進氣系統安裝工序 （見表2）

表2 排氣系統安裝工序 （V系列）和進氣系統安裝工序 （I系列）

1.4 潤滑油系統安裝工序 （見表3）

表3 潤滑油系統安裝工序 （L系列）

1.5 空冷器系統安裝工序 （見表4）

1.6 電氣儀表系統安裝工序 （見表5）

2 工期優化

2.1 工期分析

壓氣站建設開工時間是2012年3月，主要建設內容包括14個單位工程，5座單體建筑4 220 m2，2 678道焊口，418臺套設備，280 km電纜。機組到貨時間是2012年8月3日，計劃投產時間是當年12月31日。機組廠家提供的完成安裝調試的時間計劃是機組到貨后至少5.5個月，按此計劃實施將無法滿足工期要求，而且影響冬季供氣任務。

表4 空冷器安裝工序 （C系列）

表5 電氣儀表系統安裝工序 （E系列）

燃氣輪機質量為53.2 t，長10.2 m、寬4.5 m、高4.3 m；壓縮機質量為50.1 t，長3.9 m、寬3.2 m、高2.7 m；進氣系統質量為23.4 t，長12.2 m；排氣系統質量為71.7 t，高達18.1 m；空冷器單臺質量為104 t，長13.5 m、 寬10.3 m、高5.2 m。上述這些超高、超長、超重設備在安裝過程中涉及特種作業、高空作業等，施工安全風險大，為此，首先確定機組安裝按照 “先主橇、后副橇，先下后上，先內后外，先控制性工序、后輔助工序”的原則開展施工。

按照2012年12月31日完成U22機組測試的計劃時間節點安排，完善了各工序的工作時間和先后順序。采用Project 2003軟件生成工期計劃，找出關鍵路線為：U1-U2-U3-U4-V1-V2-I1-I2-V3-I3-U6-L1-E1-E2-E4-E6-E7-E8-E9-E10-U21-U22，工期151 d。通過軟件生成的甘特圖可以看出，制約工期的關鍵因素在于電氣儀表系統的安裝和調試。另外，潤滑油系統中L14主潤滑油跑油（油沖洗）工作也是次要關鍵工序。

2.2 優化措施

為了確保計劃工期的實現，項目部按照倒排工期的做法，明確關鍵時間節點和工序要求，即：

（1）目標工期：11月15日機組首次點火。

（2）土建單體建筑滿足8月31日具備電氣儀表設備安裝條件。

（3）因該地區10月中旬溫度接近冰點，要求10月8日前完成工藝管網系統強度試壓。

（4）10 kV外電10月15日正式送電。

（5）受油管道安裝質量、設備潔凈程度、臨時電負荷等因素影響，機組油沖洗時間必須在9月20日前開始；機組安裝完成后立即組織潤滑油系統的安裝和油沖洗工作，其余工作在油沖洗期間并行作業。

（6）為了確保油沖洗能進機組軸承，保護干氣密封，要求10月20日投用儀表風系統。

為了確保目標工期，以及預防施工過程中不可控的天氣、資源組織等因素影響，采取如下措施進行工期優化：

（1）將機組二次灌漿作為一個控制點，此前應完成機組本體吊裝就位、排氣系統和進氣系統安裝，為單位工程壓縮機廠房安裝創造條件。在關鍵路線上優化V2和I2。

（2）L19油系統油質檢測合格是機組啟機點火的先決條件，而且油系統工作貫穿機組安裝的始終，因此在機組二次灌漿后立即組織油系統的安裝工作。由于臨時外電負荷只能滿足一臺機組的油沖洗工作，為了保證油沖洗的效果和縮短沖洗時間，采取L4油冷器爆破吹掃吹除內部雜質，L9主滑油管道酸洗清除內壁焊渣、雜質顆粒，同時采取一定技術措施縮短L14油沖洗時間[1]。

（3）組織交叉施工，在L14油沖洗開始后再組織機組內部檢查和副橇安裝，即U7-U8-U9-U10-U11-U12-U13-U14-U15-U16-U17-U18-U19-U20-I5-I6并行施工。

（4）空冷器安裝不屬于關鍵路線，但是將影響U10工藝管道的強度試壓，因此C1～C8安裝必須于U10前完成。

（5） 電氣儀表系統 E1、E2、E4、E6～E10均在關鍵路線上，而且每項工作持續時間較長，是工期優化的關鍵。E4自控電纜敷設、接線，超過200km自控電纜敷設和接線工作量，45 d的工作時間非常緊張，無法壓縮。主要針對E6～E8和E10采取措施。E6和E8由兩組專業人員同時開展工作，其中E6計劃8 d完成，E8計劃5 d完成。E7～E9在E6后同時開展交叉工作，分別由自控施工隊伍和機組調試人員完成，E7計劃12 d完成。

（6）按照目標工期11月15日點火啟機要求，提前一周進行U18、U19安裝，I5在U17完成后2個工作日內開始，在U18灌漿后的養護期內并行作業。

（7）工序優化：E6（回路檢查，8，E4+E5）；E7（各系統功能測試，12，E6）；E8（變送器校核，5， E6）； E9 （UCP 程序下載， 1， E6）； E10 （程序修改和測試，14，E9）；I5 （進氣風道和空氣濾室清理，2，U17完成后2個工作日內開始）。U22原計劃14 d完成機組72 h測試，實際從11月16日啟機至12月4日測試完成歷時19 d，主要原因是機組測試過程中故障停機，時間中斷重新計時。

工序優化后的關鍵路線為：U1-U2-U3-U4-V1-V2-I1-I2-V3-I3-U6-L1-L5-L6-L7-L8-L10-L11-L12-L13-L14-L15-L18-L19-U21-U22，工期124 d，縮短工期27 d。

3 結束語

陜京三線臨縣壓氣站兩臺燃氣輪機組自2012年8月5日吊裝就位開始，至11月16日機組首次點火成功，共歷時102 d，12月4日完成機組72 h測試，達到壓氣站建成投產要求，創造了較好的大型機組安裝、調試紀錄。整個機組安裝過程基本按照預定的目標完成，比計劃工期提前27 d。通過Project 2003軟件計算關鍵路徑，為項目管理者找準關鍵工序、安排施工資源提供依據，并根據關鍵工序優化壓氣站建設工期的做法取得了較好的效果。需要注意的是，關鍵路徑將因不同項目現場施工組織、設備到貨情況以及施工工序等的差異而發生變化，相應的管理措施也需進行調整。

[1]趙賞鑫.20MW天然氣離心壓縮機組油系統沖洗方案[J].設備管理與維修，2007，（07）：53-54.