甲醇煤化工項目中自動化儀表的施工管理

魏方合

(河南煤化集團鶴煤公司化工分公司，河南 鶴壁 458000)

石油化工項目建設過程中，其自動化儀表工程的施工過程周期長，從土建施工階段儀表隱蔽工程的施工、管道施工過程中儀表一次測點的定位、施工后期的各種儀表的安裝，到竣工前的聯調，貫穿了整個項目的施工階段，從初期到工程收尾，儀表專業要同工藝設備、工藝管道、土建、電氣、防腐、保溫及非標件制作等各個專業進行配合施工，而其自身具有繁瑣、復雜而又較強的專業性特點。因此，自動化儀表在施工過程中的質量控制和過程管理非常重要。在此，以河南煤化集團鶴壁煤電股份有限公司的60萬t/a甲醇煤化工建設項目為背景，從自動化儀表施工前的技術準備、物資準備與管理，施工階段的安裝進度、質量控制管理、儀表系統調校(試驗)驗收管理制度，儀表試車和交工驗收的質量評定，和工程文件的質量控制管理幾個方面，介紹自動化儀表工程的施工管理。

1 施工前的技術準備與物資準備和管理①

施工前的準備是儀表安裝的一個重要階段，它將直接影響到施工的進展乃至儀表施工任務的完成。現就資料準備、技術準備和物資準備[1]期間的管理進行詳述。

1.1 資料準備

資料準備是指安裝資料和技術文件的準備。儀表安裝工程的資料和技術文件的主要提供方是設計單位根據業主的項目而提供的設計文件，以及根據儀表數據表和技術規格書由儀表設備廠家提供的儀表安裝手冊或說明書等。安裝資料包括施工圖、常用標準圖、自控安裝圖冊、GB 50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規范》、質量驗評標準、有關的手冊及技術要領等。齊全的安裝資料準備是施工順利進行的前提和基礎，施工圖、施工規范、質量驗評標準及相關技術手冊等都不可缺少。

1.2 技術準備

技術準備是在資料準備的基礎上進行的，具體包括：參與施工組織設計的編制，施工方案的編制，兩個會審，施工技術準備的3個交底，劃分單位工程、培訓和特殊工以及機具準備。編制施工組織設計已經成為施工準備工作不可缺少的內容，并已制度化；施工方案的編制要嚴謹、完整、明晰、新穎，好的施工方案既能方便施工人員施工并解決技術問題，又能保證施工質量；兩個會審是指施工單位拿到施工圖后的設計圖紙自審，和由建設單位或監理單位組織的設計圖紙會審，施工單位、設計單位、監理單位及工程儀表技術管理人員等在圖紙會審時主要解決設計中存在的問題，特別要核對設備、材料的缺項和提供的圖紙、院標、作業指導書是否齊全；施工技術準備的3個交底分別是設計交底、施工技術交底和工號技術員向施工人員的施工交底；單位工程的劃分是工程建設中重要的控制和管理手段，單位工程的劃分有利于成本的計算，制定合理的預算，有利于進度、工期和質量的控制，使雙方更好地完成預定的目標；培訓和特殊工以及機具準備是技術準備的重要內容，當今工業自動化儀表飛速發展，新型自動化儀表不斷出現，因此這部分儀表的安裝培訓、校驗所使用的特殊工和機具都是不可缺少的。

1.3 物資準備

物資準備是施工準備的關鍵。物資準備包括施工圖上提及的所有儀表設備和材料的準備，包括一次儀表、二次儀表和儀表盤(柜)，材料表上所列的各種型鋼、管材、電纜、電線、補償導線、加工件、緊固件和墊片，也包括圖上未提及的消耗材料、手段用料、臨時材料和一些不可預計的材料與設備的準備。

以上準備工作相輔相成，是互相聯系的有機整體。首先要做好資料準備，完善的安裝圖紙、資料和廠家的技術文件是前提，有了這些，技術準備才能進行；施工單位、建設方及監理等相關管理人員要進行詳細的圖紙自審和會審，設計文件是否符合自動化儀表施工規范，是否能滿足工藝技術參數要求，以及現場實際施工環境是否相匹配等；發現設計問題，要及時同設計方溝通，設計者需進行相應的變更，在此基礎上才能進行物資的采購，如果此階段沒有很好地落實，在物資采購過程中就有可能出現問題，導致訂貨物資和設備不能滿足現場施工要求。還要通過規范的技術管理建立嚴格的驗收制度，所訂設備和材料是否符合設計文件，能否滿足現場工藝要求，是否與各專業接口相匹配，都要在驗收中進行嚴格檢查，而且在后續工作中要按照國家標準和相應的專業規范進行單體試驗和系統試驗，并對主要材料進行分析和檢驗。

2 施工階段安裝質量控制管理

自動化儀表施工是整個工程的末期，要在土建工程基本結束，管道設備施工到70%以上才進入施工高峰，而工程建設對儀表施工所給的工期又比較短，任務重，多專業交叉作業，很容易由于儀表部分而影響施工工期，因此儀表的安裝進度和質量過程控制就顯得尤為重要。自動化儀表施工階段的管理主要包括：進度控制、質量控制和成本控制。要做好這些管理工作，就必須嚴格按照自動化儀表主要施工工序(圖1)進行控制和管理。自動化儀表主要施工工序包括“兩點、兩線和一實驗”[2]。“兩點”即中央控制室機柜安裝、DCS硬件安裝、系統組態和綜合控制系統測試；另一點為現場儀表的試驗和安裝，也包括現場控制箱或機柜的安裝。“兩線”是指儀表線路的施工和儀表管路的施工。“一實驗”是指系統投運前的整個儀表系統的試驗。

圖1 自動化儀表主要施工工序

2.1 施工進度控制

自動化儀表的施工進度控制中，首先要對自動化儀表的設備、管材及機柜等出庫進行嚴格驗收。這是施工前準備工作的一部分，將其作為施工進度控制的基礎，原因是這部分是順利施工的關鍵，也是保障工程質量的先決條件。結合現場管道和設備專業施工進度，合理地安排相應的儀表設備、材料和機柜的出庫驗收，是施工物資準備動態管理的重要部分。在此階段，如果發現儀表設備與管材接口連接形式不符、技術規格不能滿足工藝要求以及電纜規格不能滿足自動化施工規范要求等，都還能在及時處理后滿足后期的施工進度需要。

在早期施工階段，儀表取源部件的安裝一般隨著設備和管道的施工而進行，由設備管道專業負責施工。部分儀表線路等工作要根據土建、設備、管道和電氣專業的施工進度，適時安排施工，如預埋穿線管路，要與土建和設備專業密切配合；另一方面，受其他專業影響較小而對儀表調試工作影響又較大的儀表施工要合理安排，及時施工。根據現場實際情況，將能夠集中施工的項目聚集在同一期中施工，施工過程要密切聯系其他專業合理調配，為保證施工進度創造條件，力爭避免由于施工工序不合理而造成的返工作業。

另外，在自動化儀表過程施工管理過程中，如果由于公用工程的施工影響儀表重要施工工序的進行，就要盡量協調催促其他專業盡快施工，如公用管廊架的施工可能影響儀表主橋架的施工及電纜的敷設等。

2.2 施工質量控制

自動化儀表施工質量控制是將來工藝生產運行的重要保證，如果施工過程中沒有嚴格按照各個工序施工規范進行，將很難保證系統可靠而又長周期地運行，甚至影響正常開車。由于自動化儀表種類繁多，不同類型儀表相同施工工序要求有所不同，同類儀表在不同條件下的施工工序也有所區別。為此，對于一般的規范性要求此處不再贅述，著重介紹部分儀表設備或部件和材料的施工過程中質量控制方面的經驗。

在設計儀表取源部件時，一般由儀表專業提條件給設備管道專業，施工過程中，一般由設備管道專業施工與儀表專業配合。因此儀表專業技術與管理人員首先要仔細核對取源部件設計文件和到貨材料與實際是否相符，避免出現錯誤。在煤氣化裝置施工過程中，就發現溫度計直形連接頭居然設計成了壓力取源部件，導致現場溫度儀表到貨后無法安裝，這就是由于工藝專業和儀表專業沒有提前核對，而且施工單位管道技術員同儀表技術員缺乏溝通，施工人員在施工期間沒有核對規范，發現問題后沒有及時匯報導致。如果事先任何一個環節仔細核對儀表典型安裝圖和工藝設計文件，這一問題就可避免。一名優秀的儀表工程師，無論是作為業主還是施工單位，都要仔細核對取源部件的安裝位置和安裝方式是否符合儀表設計與測量要求；取源部件的材質是否滿足被測介質和工藝參數的需要；取源部件的規格和尺寸是否與儀表設備相匹配。

儀表管路包括測量、氣源及伴熱等部分，在儀表使用過程中，儀表管路施工質量對儀表正常運行和設備的安全有著重要作用。施工前，要對儀表管路結合不同材料和工藝介質，進行相應的試驗，在安裝前進行復查。特殊管件如需脫脂，要進行嚴格的脫脂處理等。同時，施工單位、監理和業主要結合現場實際情況，在滿足設計和施工規范的前提下，共同制定管路敷設方式，進行優化、統一方案并確定施工質量最優化。施工過程中，管子的彎制盡量采用彎管器冷彎，且要保證彎制后的質量。部分管路在施工過程中如需用其他材料管路代替，原則是就高不就低，以保證生產安全，并辦理替代聯系單，由設計確認認可后方可更換。

儀表線路施工質量控制主要包括橋架施工、電纜敷設、保護管安裝和校接線4個方面。橋架施工要仔細核對管廊橋架施工路線，避免與工藝管線沖突，重點審核管理熱力管線U形彎管段，同時要注意保持多層橋架敷設時之間的間距，穿線管路集中敷設部分盡量用橋架代替等。由于儀表是弱信號，與電氣專業橋架要保持適當距離，避免強電產生的干擾。保護管敷設時，要注意管線對電纜的防護和密封處理；預埋管線要考慮實際標高、預埋深度，并做好防腐和密封處理，還要做好隱蔽工程記錄。電纜敷設前要核對電纜規格是否與設計相符，長度、線徑、導通能力及絕緣性能等要進行測試；對于DCS有分域處理的，要考慮DCS分域是否能滿足實際生產時的工藝要求，及時調整線路敷設和DCS組態，避免返工；電纜敷設時要按照先主電纜線后分支、先遠后近的原則，根據電纜到貨長度，各電纜敷設長度和電纜盤分盤計劃，編制電纜敷設表，并用記號筆標記，以最大程度地利用電纜，避免電纜頭過多，而且要建立詳細的電纜發放臺賬。

現場儀表設備安裝前，首先要進行外觀檢查、核對儀表數據表并進行儀表單體校驗，主要包括：儀表型號規格、材料及防爆等級等是否符合設計文件要求；儀表是否存在變形、損傷及零部件丟失等缺陷，連接尺寸和連接形式是否符合設計要求；銘牌標志是否清晰，備件和附件是否齊全；產品技術文件和質量證明書是否齊全；儀表單體調校要專門人員進行鑒定，并且要有計量員證，還必須做好備案。校驗嚴格按照國家標準的要求進行。其次，建立儀表設備保管、發放和領取制度；安裝后及時檢查并填寫相應的安裝質量工序表，并交專職技術人員和質量檢查人員確認。再次，不同的儀表設備安裝位置要求不同，要嚴格按照規范進行施工，在現場實際不能滿足要求時，可以適當對儀表安裝位置在滿足測量與控制要求的前提下酌情調整；在保證了現場儀表可靠運行的條件下，如果不便于維修，可以考慮增加儀表檢修平臺。

現場成套設備儀表安裝，主要是隨機系統安裝，一般儀表設備和現場控制箱(柜)由廠家成套供貨，在施工過程中，需編制專項施工方案，有效利用廠家專業技術服務人員完成安裝調試工作。此時，要建設方儀表技術人員全程跟蹤，同時做好交底接收工作，避免出現施工單位和業主“兩不問”的情況。

中央控制室通信和動力電纜敷設時，要用橋架敷設或電纜溝隔離，信號電纜盡可能用橋架敷設，這樣可避免干擾。在控制室機柜間，要敷設防靜電地板或采取其他防靜電措施。中央控制室儀表接地系統是非常重要的一環，接地系統是保證儀表系統可靠運行的最重要措施，要根據設計圖紙要求進行施工，保護接地、系統接地、信號回路接地、屏蔽接地和防靜電接地要各自分成體系，最后要匯到總接地排。接地系統的接地阻值要符合DCS廠商提供的技術文件和設計文件要求，并做接地系統測試和記錄。

現場施工過程中不可忽視的另外一個重要環節是現場儀表設備的防護。儀表防護過程貫穿整個施工工序的各個階段，即搬運、儲存、二次運輸、吊裝、安裝、試壓、儀表單體調校及回路聯校等。設備防護的要點是做好日常防護工作，不同季節、不同施工階段和不同時段的防護重點不同。在施工過程中，僅依靠施工單位的管理和施工人員的主觀意識并不能保證，還需要建設單位的儀表專業人員不定期現場巡檢，并建立日巡檢制度才能有效保證儀表設備安全。

2.3 施工費用控制

自動化儀表施工費用控制要堅持以下原則：

a. 對設計圖紙和儀表安裝資料進行設計，盡早發現設計缺陷和錯誤，避免在施工過程中才發現，導致整改措施成本過高，如中控室電纜溝的施工，應在土建施工過程中進行，但有時設計單位各專業協調不好，沒有考慮操作臺之間的布線，此時儀表專業要及時與土建專業溝通，提出方案，轉交、補充或變更設計。如果期間不進行溝通，一旦土建專業控制室地面硬化完成，就會造成整改成本過高，造成不必要的浪費。

b. 施工過程中，技術管理人員要經常現場巡檢，發現問題及時糾正，把問題消滅在施工準備階段或前期，減少變更工作量。如果出現不可避免的變更，要及時通知相關專業，避免引起再次變更的出現。

c. 施工過程中，要對施工單位加強管理，不可否認，有時有些施工單位為了多算工作量，在變更過程中，有多要量及多要人工等情況發生。為了避免這種情況，需仔細審核變更量，將整改變更量控制在合理范圍。

3 儀表系統調校(試驗)驗收管理

儀表系統試驗首先要做好單體調校試驗，尤其是壓力表、壓力和差壓變送器的壓力校驗、雙金屬溫度計的溫度檢測試驗、調節閥的氣動試驗及泄漏試驗等、開關閥的開關試驗，以及部分重要控制閥的動作試驗等。

其次，要做好集散控制系統、緊急停車系統及透平壓縮機組綜合控制系統(如果有)等的工廠試驗和現場驗收。重點做好系統硬件和組態軟件是否滿足工藝操作和使用要求的驗收工作。到現場后，需要做通電前檢查、通電試驗、系統診斷和冗余試驗、畫面功能測試、系統啟動和裝載、打印機報表測試及DCS通道測試等各種功能試驗。

再次，要做好儀表回路試驗和系統試驗。這是裝置開車前最重要的檢查工序，在開車前，設計代表、監理、施工單位和建設單位對儀表調試工作共同檢查和確認。尤其是聯鎖試驗，要有工藝組織牽頭，電氣和儀表專業共同完成。并在系統試驗過程中按照工藝要求進行各種聯動跳車及順控開車等試驗。報警上/下限的設定是否滿足工藝要求，動作時間是否合理、安全可靠等，都要同工藝共同確認。所有的儀表系統調試結束后，最好按照國家化工交工表格核對聯校記錄，由施工單位、業主工藝和儀表專業三方簽字確認。

4 交工驗收的質量評定與工程文件的質量控制管理

自動化儀表系統試驗結束后，進入工藝聯動試車階段，大部分儀表投入運行狀態，進一步完善儀表系統檢測、調節、報警、聯鎖及歷史趨勢記錄等功能。此時可以進行自動化儀表工程的交工驗收準備工作，施工單位要做好竣工資料的整理工作，建設單位和第三方質量監督部分可以組織對施工質量的驗收工作，驗收過程中發現的問題要及時整改和完善。重點做好竣工資料的審查歸檔工作，完整真實系統的竣工資料是儀表工程的重要組成部分，依據GB 50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規范》，所提交的完整的竣工資料包括：工程竣工圖，設計修改文件和材料代用文件，隱蔽工程記錄，安裝和質量檢查記錄，絕緣電阻測量記錄，接地電阻測量記錄，儀表管道脫脂和壓力試驗記錄，儀表設備和材料的產品質量合格證明，儀表校準和試驗記錄，回路試驗和系統試驗記錄，儀表設備交接清單。

5 結束語

自動化儀表施工管理的目的就是提高自控儀表專業工程施工的技術和管理水平，保質保量地完成儀表施工任務和進度，通過規范、嚴格的施工管理，可以減少由儀表專業造成的工期延誤，保證工藝開車時間和效率，同時還能夠提供完整的交工資料，便于儀表設備的管理，為將來的儀表檢修工作提供支持和方便。