浙石化乙烯裝置模塊化策劃應用

冷紫陽

摘要：隨著石油化工行業發展，裝置規模越發大型化，項目盡早投產可帶來更大競爭優勢和利潤。這些年，行業積極學習國外新方法、新經驗，設計上裝置單元布置合理緊湊、BIM技術廣泛應用，施工上大型履帶吊、SPMT等機具廣泛使用，建設現場施工能力今非昔比，為模塊化安裝提供了條件。石化裝置模塊化施工已成為一種趨勢，本文以我司承建浙石化3#乙烯裝置為例，闡述模塊化執行過程中的思路。

關鍵字 石化裝置 模塊化 運輸

近兩年，石化裝置建設中模塊供貨越來越廣、程度越來越深，已不限大型塔器的整體，擴展到包含結構、設備、管道在內的類撬裝模塊化供貨。

如巨濤為GCGV烯烴裝置的深度模塊化供貨，最大模塊重達7800T，為包含裂解爐和配套爐前管廊在內的超大型集合體;國內福建古雷乙烯爐區深度模塊化供貨，單模塊為包含爐本體、附爐工藝管線、電氣儀表等專業在內的裂解爐整體。

1. 項目簡介

本項目浙江石化3#乙烯裝置坐落舟山魚山島，現場有滾裝碼頭、道路承載力大、路寬不限高，運輸條件好;現場最大4000T履帶吊，配合SPMT車輛可轉運安裝大型設備、模塊;但項目工期和施工面緊張，島上人工、機具成本非常高。

這種情況下，很多建設單位主動思考可否將裝置合理拆分、異地預制;如果能實現裝置模塊化施工，可大幅減少現場工作量，給項目進度、費用、安全等控制帶來很大優勢。本文以裝置40冷區為例，闡述模塊化策劃的一些思路。

2. 常規施工與模塊化對比

乙烯裝置常規建設中有一些常見問題，如現場施工順序原則、建設總周期長;場地有限、現場施工費用高;多專業交叉、高空作業多，協調管理難度大。

這些情況不利實現項目各大目標，迫使建設行業考慮改變原有模式，增加模塊化的深度、深度無疑是一種很好的選擇。

模塊化供貨的優勢：

a. 實現地下工程與地上工程異地同步并行施工;

b. 模塊單元采用工廠化管理，協調控制容易;

c. 現場進度控制、安全、費用控制效果明顯;

模塊化供貨的難點：

a. 項目管理重心前置、難度大，前期策劃決定項目成敗，;

b. 模塊策劃由設計、采購、施工單位共同完成，難度大;

c. 各專業配合模塊化流程、調整出圖計劃;物資需要按模塊精準供貨;

保證項目各職能子項按節點協作推進、保證設備、模塊按時進場，才能保證現場總裝按計劃有條不紊推進。

3. 平面布置

根據平面布置圖，40區分為以下主要分部：

a. 設備類：主要是大型塔器;

基于運輸和吊裝能力提升，目前大塔一般均由制造廠整體供貨到現場，完成附塔管線、勞動保護、電氣儀表、防腐絕熱施工，最后吊裝;即 “穿衣戴帽”后，作為一個模塊整體吊裝，“塔起燈亮”。

b. 結構框架：40管廊、設備框架ST4001～4009、壓縮機廠房;

這塊是目前模塊化的難點和突破點，本文提供對部分結構框架的一些策劃思路。

4. 模塊化策劃

a） 40區管廊

管廊3軸*26軸*8層，28.5米高、180米長;其中，鋼結構2000T、管道總長18800米，吋口數76000吋，總重約5000T。結構典型，適合模塊化供貨。

模塊化供貨模式下，安裝現場可完成所有地坪施工，非常便于模塊行走就位;就位現場地面管道少、無設備基礎/大管墩，通貫電纜溝對運輸不影響。

模塊化策劃考慮點：工程量合理、運輸可行性、經濟性。管廊切分綜合根據管廊結構自然分界位置、現場吊車站位等因素，策劃將40管廊分成5部分;

其中模塊1-4直接spmt運輸就位，模塊5運輸spmt運輸、履帶吊吊裝到位;

最大模塊為模塊2，總長58米、結構700余噸、總重近1700噸;在模塊的運輸策劃上，以最大60m長度計算，40管廊東側需預留80m板車周轉空間;

管廊模塊間現場連接大施工界面4處，現場剩余工作量主要是管道連接，預計碰口截面吋口數7600吋，理論上現場僅需要安排80人工（管道焊工25人），2周即可完成現場工作;可大量節約原現場作業人工85%。

b）設備框架

ST-4001～ 4009合計9個。根據結構布置和經濟性考慮是否模塊化，其中：

ST-4001、ST-4002、ST-4007、ST-4006、ST4009工程量不大，或者運輸條件限制更適合現場施工;

適合模塊化的設備框架中，以較難的ST-4008、ST4003為例策劃：

1. ST-4008夾在廠房與管廊中間，結構283T、管道5500米，總寸口數1.8萬吋;

工程量、經濟性適合模塊化供貨，但ST-4008就位前需考慮5臺吸入罐和壓縮機廠房南側墻面對就位難度影響;模塊大則SPMT無法運輸、模塊小則經濟性不佳。分成3個模塊較合適，連接處焊口約1200吋;此外，框架凸出處需要現場施工，這部分結構60T、焊口800吋;總結ST-4008模塊化安裝可使整個現場減少人工80%左右;

2. ST-4003總高64m、結構900余噸，占設備框架總量近1/3，是模塊化重難點;

ST-4003主模塊

模塊化思路：

將ST-4003（38-43軸）分為1個主模塊、2個小模塊;

a） 主模塊：安排39軸-42軸，3軸兩跨，高度28.5m;

主模塊結構710噸，管道約8000米、3.8萬吋，總重超1500T;框架內部1#冷箱重170T，由40- 41軸南側預留開口進行吊裝。

b）小模塊：減少高空作業，將28.5m以上部分為2個小模塊;

小模塊1從28.5-55.5米，帶冷箱一同配管為整體，總重近150T;

小模塊2從55.5-63.7米。

安裝上，主模塊SPMT板車就位，頂部小模塊由履帶吊吊裝;吊裝頂部模塊時，一同吊裝1#冷箱、C-1413、2#冷箱等，集中利用大型履帶吊;

ST-4003框架能成功模塊化，可使現場管道安裝總量由4.9萬吋減少3.8萬吋，保守估計減少現場人力75-80%。

總結：

40區能全面實行模塊化，優點如下：

1. 預制廠對地上工程預制（模塊化）、現場對地下工程，可同步開展;

2. 管廊現場施工由“全面開花”變為4個連接面，工作量縮短為傳統模式的25%;

3. 設備框架部分模塊化現場工作部分僅包括模塊預留剩余和模塊、設備間連接;

至少能完成65%的現場施工量;

4. 按需集中供貨，大幅提升現場大型機械使用效率;按節點發貨，不會出現傳統施工設備等結構、或結構等設備的尷尬;

5. 模塊化大幅減少現場施工人員的配比、提升工效;發揮異地成本優勢;

石化裝置大型結構模塊化已成為一種趨勢，將來模塊化建設的策劃、施工能力將是一個合格的工程公司的前提。

參考文獻：

石油化工裝置加熱爐模塊化設計 王昌冕

石油化工裝置模塊化施工 黃衛明

模塊化施工技術在石油化工裝置建造中的應用 孫懷秀

淺談模塊化施工在大型石化裝置的應用 宋相華

江蘇博頌化工科技有限公司