模塊化建設在化工工程中的運用分析

武廣召

(山東瑞皇化工有限公司,山東 德州 251500)

0 引言

隨著社會多領域全面發展，當前在新時期化工工程建設發展中要注重對高處施工作業風險進行管控。全面提升安裝施工質量，控制施工工期。要注重基于傳統施工組織順序，做好鋼結構預制、安裝施工、設備安裝、工藝配管、水壓試驗、防腐保溫等，最大程度控制工程隱患。模塊化施工操作要注重做好工程進度、安全、質量、成本等方面綜合管控。在模塊化施工中要注重轉變施工作業順序，對關鍵施工路徑進行調控。均衡工程進度控制，調節項目建設壓力，全面提升施工效率、資源應用效率，控制多項安全隱患、質量問題。在我國整體設計水平快速發展、各項工藝技術日益成熟基礎上，諸多產品供應鏈逐步完善，對模塊化施工發展能提供較大動力。

1 模塊化施工的發展

模塊化建設就是在工程設計階段對項目建設以及相關裝置展開有效策劃、評估、分析，之后展開可管理的模塊化分解和設計，這樣能有效調控現場安裝任務量。在采購階段要注重基于設計功能模塊展開集中訂貨、運輸、供貨等。在施工過程中基于深度預制加工確立模塊，將其運輸到施工現場，再運用吊裝方式展開模塊拼裝。模塊化施工實踐，起初是諸多專利商針對自身知識產權的保護，在技術壁壘中逐步構建成套的組合模塊，用于規范現場施工作業活動。其模塊化施工規模以及施工數量受到專利商實際供應范圍影響，也會受到運輸吊裝條件限制，僅限于核心部分的設施模塊化。現階段，諸多國外工業裝置選址主要是偏離于人口密集區域，處于城鎮地區。此區域加工制造業發展難以適應項目建設發展需求。諸多區域處于惡劣自然環境中，施工工期要求較多，施工作業復雜性與環境惡劣情況突出，要注重全面轉變此類工程建設模式。所以，要注重積極整合組合模塊建設經驗，注重在制造廠中運用各類特殊材料以及特殊技術工藝，這樣能全面提升模塊化施工成效。在國內石油化工安裝領域中運用模塊化施工還處于發展階段，此階段是在存有特殊需求基礎上實現局部、少量的設施模塊化施工。比如催化裂化裝置余熱鍋爐、乙烯裝置裂解爐對流段、大型塔器整體制作等。加上現場二次組裝產生的模塊化施工，比如管道工廠預制、框架分段吊裝等。在社會發展新時期，要注重做好模塊化施工，在工業化工程安裝過程中注重展開深度模塊化施工[1]。

2 模塊化建設的優勢

在模塊化建設中，能有效縮短項目建設工期，實現土建施工以及工藝模塊施工同步展開。在預制工廠內展開模塊化建造，但是會受到天氣要素以及場地環境影響。模塊化建設還能有效降低現場工作量，提升裝置焊接、組裝施工成效，調試活動均是在制造廠內展開，現場主要是負責模塊搭接以及各類裝置系統安裝調試。在諸多偏遠的化工工程建設區域，此地區人力資源不足，展開模塊化施工有助于控制現場施工量，節約較多人力資源[2]。在模塊化施工中有助于對高空作業進行控制，便于調節施工風險。充分整合應用模塊化制造廠具備的人力資源與物力資源優勢，這樣能有效解除現場施工作業條件限制。在模塊制造廠內部展開焊接、吹掃、試壓、調試等操作，有助于提升現場施工質量，對現場變更進行控制。

3 模塊化建設的技術要點

裝置模塊化技術運用中包含多項技術內容，涉及到裝置模塊化設計技術。主要包含三維配管設計、工藝設計、管道應力分析設計、裝置模塊拆分方案設計、裝置布置設計、模塊吊點設計等。此外，還包含裝置模塊化建造技術，要重點運用施工組織管理技術、成型焊接技術等[3]。

大型設備模塊化施工，要在制造廠內完成壓制、焊接、檢驗、焊后熱處理、水壓試驗、防腐操作等。之后做好地面梯子、平臺、電線照明、防腐管控、保溫操作等。注重整體吊裝，實現模塊化施工管控。這樣有助于調節設備分段、分片焊接現場的焊接質量。有助于提升熱處理成效。在裝置模塊化安裝中，要發揮運輸技術應用作用，主要包含公路、水運、鐵路等。在模塊化裝置常用的運輸方式中，主要有鐵路運輸、公路運輸與海上運輸。其中公路運輸中要運用專用的液壓平板運輸車進行操作，但是可運輸模塊尺寸偏小、耗時較短、產生費用較高。海上運輸是應用大規格平板運輸船來實現，要注重對海上環境惡劣條件進行判定。選取針對性預防控制措施調節運輸階段會產生的損壞問題，海上運輸費用偏低、運輸消耗時間較長，可運輸尺寸較大[4]。

4 模塊化施工的約束條件

在工業工程裝置中展開模塊化施工的基礎就是適應設計條件要求，在模塊化施工中，要注重保持較高的獨立度、集中度，對周邊設施有效拆分。促使建造的模塊化設施、結構更具有較大的穩定性，能適應模塊吊裝施工要求。模塊化施工思路要在詳細設計擬定之前提出，模塊劃分要在詳細設計階段形成產生。在模塊化施工中要注重展開制造廠形成模塊、現場預制模塊供貨方式。針對模塊化采購，要注重提供技術規格書、合同約束。后者是工廠化預制，要注重提前做好各類管道、設備、材料采購，為模塊化施工奠定基礎條件。當現場缺乏大型車輛、大規模吊裝設備，模塊化施工難以實現。所以要為個別模塊租用大規格運輸吊裝器械，但是會導致施工成本擴大。在模塊化施工中要注重形成建設規模，注重和各類大規模吊裝設備規范化搭配運用，突出各類運輸吊裝機械整體應用價值，突出經濟性特征。在模塊化施工中可實現性主要是取決于設計條件，但是要最大程度滿足現場安裝條件，突出可行性特征。比如在模塊運輸吊裝中運用的支撐、吊耳設計、模塊本體局部強度核對、加固措施要規范化設定[5]。

5 模塊化建設在化工工程中的運用探究

某外資公司液化天然氣項目建設中，項目首期建設工程中包含兩套LNG裝置，實際產量為890萬噸/年。此項目實際投資超出450億美元，是較大規模項目。此項目建設中OSBL部分在中國設計制造，之后再海運到澳大利亞附近港口廠內展開組裝。此類模塊采取海運，能船運的模塊尺寸偏大，對設計方面沒有什么較大限制，要將部分裝置設計在框架之內便于與模塊框架實施同步運輸，這樣不需要展開額外的鋼梁柱進行模塊分割，空間相對充足，有助于設計安裝操作進行。此項目OSBL模塊較多，項目建設中運用相對廉價的人力資源參與到加工制造中，之后將模塊運輸到國外場地進行對接組裝。模塊化建設促使各區域化工廠生產運用能被有效調動，有助于控制化工工程生產建造成本。

在外資公司的某水氫氧化鋰項目中，此項目建設投資在美國。主要是LBT承接的EPC模塊化建設項目。在該項目建設中主要是在LBT加工廠展開模塊化制造，之后海運到美國。在美國陸運時期，對模塊尺寸要求較高，所以要參照規定尺寸要求進行模塊分割。與傳統化工項目對比，此模塊化項目框架模塊分界位置運用雙柱雙梁，詳細設施布置如圖所示。項目中有較多設備受到模塊尺寸限制，不能裝在模塊中，之能進行散運。將諸多設備結構框架散運，運輸到建造現場之后進行組裝操作。此類設備僅僅是分布在2個至3個模塊之間，當設備不能在模塊位置進行拆卸，各類設備僅僅只能運用散運[6]。

與傳統項目對比，在此模塊項目中導致項目設計量增大。在模塊分界位置斷開管道便于運輸，運輸到現場之后展開對接，具體連接方式主要是參照管材以及管材介質、溫度合理選取，技術人員能運用焊接、法蘭連接等。在該項目建設中管道選取法蘭連接，有助于現場安裝操作。但是針對蒸汽管道，受到高溫要素影響要選取焊接。在設計中要注重將法蘭管道放置在模塊的邊緣，促使關鍵法蘭廉潔作為模塊分界。這樣能有效控制多余的焊點、法蘭，節約成本。為了控制現場施工量，要對散運的管材鋼梁運用螺栓對接。在結構模塊框架運輸中，在柱子底端周邊要及時搭建臨時橫梁連接的柱子，要補充多個現場組裝施工方案[7]。將柱子運輸到現場之后要及時將柱間底端臨時梁有效拆除，再將柱子與施工現場施工完成的柱腿連接好。在第二類施工方案中，要注重將框架運輸到項目現場，之后將柱子之間的臨時連接梁埋設到地下環境中。這兩類方案實施中各有優劣勢，首個方案能臨時拆卸柱間連接梁，整體拆卸施工量較大。第二類方案就是將整體埋設在地下環境中，施工中需要大范圍挖坑，人工消耗量偏大。通過綜合分析對比，能選取第一類方案。

6 結語

綜合上述，近年來在物流業發展促進中，模塊化建設發展應用范圍在逐步擴大。目前有諸多公司會將諸多成熟的工藝作為整體展開設計、制造。之后運輸到項目現場進行安裝對接，為了能提升模塊化項目建設實施成效，管理部門要針對性展開統籌協調管控，注重同步規劃、綜合設計、采購管控、施工實踐，遵循模塊化建設發展理念。在今后化工工程施工建設中模塊化建設屬于重要發展趨勢，當前深入研究與運用模塊化設計建造、安裝技術，具有重要實踐價值。