蒸發結晶裝置模塊化施工實例

劉公智

（四川川化永鑫建設工程有限責任公司，四川 成都 610301）

模塊化施工是目前控制施工安全、質量、進度、費用等方面比較有效的方式之一，它將施工項目的兩大專業——土建和安裝，由傳統的依次施工工藝流程（即土建施工完畢后再進行工藝安裝）改為平行施工或安裝提前施工的工藝。模塊化施工工藝中，土建為現場施工，安裝則采用模塊化深度工廠化預制后再在現場組裝，這樣不僅把后序工作前移了，而且工廠化模塊預制在安全、質量、工期等方面更易保證。采用模塊化施工，可避免傳統施工工藝工期長、工作效率低、安全與質量方面易存在隱患、資源消耗大等弊病。簡言之，模塊化施工改變了傳統作業順序，提高了工作效率和資源利用率等，從而可提高項目的綜合效益，這也是工程項目管理追求的目標。

1 某蒸發結晶裝置工程概況

某天然氣凈化廠需配套建設1套蒸發結晶裝置（屬化工裝置），裝置位于其廠區的東南角（見圖1）。本項目施工現場場地狹小，周邊均有已建成的建（構）筑物及管廊等，大規模施工受限；由于蒸發結晶裝置必須在半年內交付使用，即其土建施工、安裝施工及調試工作均須在此期間內完成，工期緊、任務重；蒸發結晶裝置高達30m左右，高空作業多，安全監護要求高。

圖1 蒸發結晶裝置平面布置圖

2 施工工藝的選擇

（1）本項目由四川川化永鑫建設工程有限責任公司承攬施工，據蒸發結晶裝置的特點，須滿足施工場地、最大限度地減少高空作業以降低安全風險、保證安裝質量、縮短工期以使投資及早得到回報等要求，若采用傳統的施工工藝（土建完成后再進行工藝安裝）模式達不到項目的要求。經綜合考慮，我們決定將后序的工作——工藝安裝施工前移，與土建施工平行進行，由此可縮短關鍵路徑，擴展場外工作面，均衡工程全過程進度安排，減少工程收尾壓力，提高工作效率和資源利用率；同時，避免施工過于集中的高峰期，減少安全、質量隱患。

（2）對于后序的工藝安裝工作，采用近年來比較先進的模塊化施工工藝，即把裝置劃分成若干模塊，每個模塊按模塊化裝置進行設計、制造、安裝，最后在現場組裝為一個整體，完成整個系統所要求的功能，形成整套裝置。

3 模塊化施工的總體設計思路

（1）據選擇的施工工藝，在設計上考慮為，土建部分負責地平面及以下的基礎施工，地平面以上采用鋼結構框架廠房，設備、管道及電儀等布置于其中。

（2）單元模塊的設計必須根據蒸發結晶裝置的特點、模塊安裝的方法及要求，以及構件在預制、運輸、吊裝等環節所存在的特殊狀態與特殊受力情況等，并綜合考慮模塊尺寸、重量等，以實現模塊的預制施工、運輸作業及現場組裝。

4 模塊化施工工程實例

4.1 模塊劃分

蒸發結晶裝置的三維效果圖見圖2，據設計思路，綜合考慮制造、運輸及現場組裝等因素，將蒸發結晶裝置按約17.0m（長）×3.5m（寬）×3.5m（高）劃分成如表1所示的20個模塊，每個模塊內在制造廠內完成設備、管道及電儀等的安裝。

圖2 蒸發結晶裝置三維效果圖

表1 蒸發結晶裝置模塊劃分及安裝順序表

4.2 模塊預制要求

（1）蒸發室模塊與循環管模塊結構相連（蒸發室已裝入模塊內，見圖3），要求其結構連接螺栓能全部裝入。

圖3 蒸發室模塊與循環管模塊結構相連示意圖

（2）4組蒸發室完全拼接（蒸發室頂、中、底3點定好位，見圖4），要求所有鋼結構能完全連接，蒸發室所有支耳螺栓全部連接好，蒸發室頂部、底部管口定位誤差＜5mm。

圖4 4組蒸發室完全拼接示意圖

（3）循環管就位組對焊接（循環管頂、中、底3點定好位，見圖5），要求循環管頂、中、底定位誤差＜5mm，循環管支耳先不焊接，循環管上端與蒸發室組對好并完全焊好。

圖5 循環管就位組對焊接示意圖

（4）加熱室模塊就位（加管室頂、中、底3點定好位，見圖6），要求加熱室模塊與下面的模塊結構能完全連接，加熱室中部支耳螺栓連接好，上、下定位點固定好，頂部與底部檢測管口中心定位誤差＜5mm。

圖6 加熱室模塊就位示意圖

（5）二次蒸汽管預裝（蒸發室頂到加熱室中部，見圖7），二次蒸汽管需要做臨時定位支架；蒸發室頂部法蘭開始預制焊接，2個彎頭處全部焊好，中間斷開法蘭處一端留活口。

圖7 二次蒸汽管預裝示意圖

（6）斜管預裝（蒸發室底部到循環管，見圖8），要求3條斜管預裝，手閥一側法蘭處預留一處活口。

圖8 斜管預裝示意圖

4.3 其他要求

模塊制造時，必須采取加固措施，以避免制造、運輸及現場安裝時模塊變形，從而影響安裝精度或出現現場無法安裝的局面；模塊按設計制造完成后，必須在制造廠進行預組裝，對模塊進行消缺及完善，并經設計、運輸、安裝等單位聯合驗收合格后，方可出廠，以免影響施工現場的安裝進度和質量。

5 現場安裝

（1）據現場的實際情況，從質量、安全、工期及費用等方面考慮，現場安裝采取從中間向四周及由低處向高處的方式來組合模塊。

（2）蒸發結晶裝置的安裝順序按4個大的安裝批次進行安裝，各安裝批次內的安裝順序為細分到模塊的安裝順序（具體劃分如表1）。

蒸發結晶裝置竣工后的照片見圖9。

圖9 蒸發結晶裝置竣工后的照片

6 結束語

本蒸發結晶裝置采用模塊化施工工藝，圓滿地完成了建設安裝任務，建設安裝期為2014年7—11月，建成后裝置一次性投料成功，各項工藝指標符合要求，迄今運行平穩。

本項目施工中，模塊化組裝在地面進行，大大減少了高空作業量和腳手架施工作業量，改善了施工作業條件，降低了安全風險，減輕了現場安全管理的負荷；主要工作在地面上進行，便于檢查和控制，施工質量容易得到保證；相較于傳統施工工藝，模塊化施工在工期上可以縮短約1／3，其綜合效益顯而易見。但模塊化施工同時對設計、制造、運輸及現場安裝都提出了更高的要求，這幾者之間必須統籌考慮。如今，模塊化施工已被眾多項目施工所采用，獲得了良好的效益。期望上述蒸發結晶裝置模塊化施工實例的介紹能為類似項目的施工提供一些參考和借鑒。