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備公司，天津 300452)

隨著科學技術的不斷進步，我國工業裝置逐漸往大型化、密集化發展，近幾年來越來越多的大型設備以及大型超高鋼結構框架被廣泛應用于石油化工裝置中。石油化工工程建設模式由原來的集散型向小型設備整體安裝，中型設備分段組焊，大型設備分片組焊的方向發展。

海洋石油;模塊化施工

近年來我國經濟飛速發展，海洋石油化工的裝置規模不斷擴大，這給現場安裝帶來巨大的難度，一次次挑戰著傳統的設備安裝模式。傳統的設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下一步的工作，這就使得后期的工程安裝承擔著巨大的壓力，很容易導致后期工作效率低，資源消耗大，施工安全和質量存在隱患等問題，為最大程度的降低高空作業的風險，保證安裝質量，縮短施工安裝工期，增大投資回報率等管理要求，模塊化施工模式應運而生，在一定程度上克服了傳統施工方式存在的問題。

1 海上石油化工模塊化發展及介紹

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

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

2 設備模塊化施工的約束條件以及與傳統模式相比的優越性

2.1 模塊化施工的約束條件

(1)設計條件的約束。大型設備裝置實現模塊化施工的的條件之一就是設計條件的準許。想要實現設備安裝的模塊化，這個設備就必須具備足夠的集中度和相對的獨立性，可以作為一個獨立的設備與周圍相連的設備分離開來，形成功能模塊的設備，在結構上必須具有足夠的穩定性并滿足整體的運輸吊裝要求。模塊化施工應該在設備的設計之初就應該提出來，在設計中將這部分思想體現出來。

(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備模塊，另一種是現場預制這兩種采購模式。模塊化采購需要有相應的技術規格書和合同約束，現場預制模塊屬于工廠化預制，須要提前組織管道，設備，防腐保溫，以及鋼結構的到貨，為現場預制工作做準備。

(3)運輸或者是吊裝條件的限制。如果在項目的施工現場不存在大型的運輸車輛以及大型的吊裝設備，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備租賃大型的運輸及吊裝工具，會大大的增加施工的投資成本。所以模塊化施工也應與大型設備運輸及吊裝相結合，將大型機具綜合運用，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計條件，如果設計條件滿足，同時必須滿足現場的施工條件才能進行。

2.2 與傳統模式相比的優越性

(1)在施工安全性方面比較。因為大型設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條件，縮減了高空作業的時間，減少了安全事故發生的概率，減輕了現場安全管理的工作負荷。

(2)在施工進度方面相比。由于模塊化施工，大多數的工作量在制作廠內已經完成了，到現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)在施工質量方面的比較。由于模塊化施工，大部分的工作是在地面進行的，設備的組對，焊接，水壓試驗以及熱處理工作質量很容易能夠保障，方便檢查控制，在提高安裝精度的同時，還減輕了企業對質量管控的投入。

(4)吊裝機械費用的比較。因為模塊化施工，在組裝及質量管控階段，機械費用投資少，大型設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，雖然大型吊裝設備的費用較高，但綜合考慮分析，模塊化設備的運輸吊裝費用依舊較傳統模式低。

(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 結語

在海洋石油工程的大型設備模塊化施工時，必須滿足施工的各個條件方能進行。模塊化施工是時代進步的趨勢和發展方向，他比傳統的施工模式存在很多優點，優化了當前海上施工的安裝模式，給企業帶來了巨大的經濟效益，在未來大型設備施工安裝中，必然會得到廣泛應用。

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

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

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