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关键词:石油化工;压力管道;质量监理
压力管道为石油化工建设的要点内容,管道安装工艺是否规范,将在根本上决定石油化工各项装置的安全性与稳定性。就以往安装经验来看,在作业过程中经常会受外部因素的影响,如现场环境、天气因素、操作人员能力以及施工管理等,导致安装质量达不到专业标准。为改善此类问题,必须要重视安装作业的质量监理。
一、石油化工压力管道安装特点
1.种类多。由于石油化工行业的特殊性,以及其介质的多样性,致使石油化工管道的材料种类多样性,不同的管道材料,所需的焊材、焊接方法、对焊接环境和天气的要求都有所不同。管道材料进场时,应当做好材质标识工作,避免不同材质的混用,造成质量安全隐患。与其他类型管道相比,石油化工压力管道和管件种类更多,包括管子、管件、阀门、法兰、密封垫片、过滤器、安全保护装置、节流装置等。并且,现在市场上存在的管件种类并没有统一的质量标准,不同型号、规格、品牌的管道元件具有很大的差异,所对应的安装技术要求也有较大的区别,如果完全按照统一的方法安装,势必会对安装质量产生影响[1]。2.设计复杂。基于不同种类管道元件的多样性,在对管道安装方案进行设计时,也将要面对更多影响因素,整个方案的编制具有更高的复杂性。并且因为运送介质操作流程的复杂性,想要降低外部因素的影响,就需要从实际情况出发,结合以往成功经验,随时对设计方案进行调整,保证安装作业可以有效进行,整个过程要面临更大的难度[2]。3.技术难。石油化工压力管道的安装与其他类型的管道作业相比,因为其应用方向的特殊性,对安全性和可靠性有着十分严格的要求,因此对于管道安装作业也将要面临更多大的难度。例如受空间限制,设备与管架系统内压力管道分布密集度高,且预制埋深有限,需要设置更多的焊接点。
二、石油化工压力管道安装工艺流程
1.方案设计调整。基于石油化工压力管道的特殊性,在对其进行安装作业时,需要提前做好安装作业方案的编制,并按照专业流程进行操作,提高整个作业过程的有效性。应结合工程安装作业的环境特点,综合分析规模以及设计要求,对安装方案进行对比和调整,然后做好一切准备工作,并根据需求安排好作业人员,以及人员的技能考核和技术交底。2.材料进场验收。安装作业实施所需各项材料比较多,为避免对正式作业流程的影响,需要提前对所需材料构件进行质量验收,包括规格、等级以及其他方面的检验,达到施工标准后进行预制加工。3.构件焊接组装。验收合格后对各管道组件进行焊接处理,并按照专业标准进行检验,确定质量合格后,需要对阀门以及管支吊架进行专业验收,并根据设计图纸和相关顺序完成管件的组装。然后进行焊接与强度测试,保证焊接牢固度达到专业标准,确保管道能够在一定歪理条件下具有较高的安全性。4.防腐与气密性测试。完成上述各环节后需要对管道进行防腐处理,尤其是焊接点位置的处理,对表面存在的残留物以及杂物进行全面清洗,避免有杂物附着在管道表面,降低管道后期使用安全性。最后,还要对安装完成的管道进行气密性检测,确定是否存在泄漏点,对工程项目各节点进行最终质量验收。
三、石油化工压力管道安装质量监理要点
1.工程材料质量监理
1.1进场验收。无论是通过任何方式采购的工程材料,进场时均需要进行质量验收,由施工单位进行自检,自检合格后向监理提交材料进场报验,报验资料中包括材料清单、自检清单、材料质量证明文件等,报监理单位进行审核。由专业监理工程师现场对材料进行外观质量进行检查,特殊材质的管道还需抽样进行无损探伤检测,确认合格后签字确认方可使用。1.2现场试验。石油化工压力管道所有阀门均需要进行试验,包括压力试验、密封试验以及上密封试验等,完成后根据实际情况完成试验报告的填写,并由专业工程师、质量检察员、试验人员等签字报监理备案。另外,对于管道防腐与保温的油漆和保温材料,均需要进行见证送样检测,并由检测单位出具检测报告且盖章。
2.安装流程监理
2.1安装施工准备。石油化工压力管道施工前,施工单位应向监理单位提报工艺管道施工方案,对于特殊材质,或是特殊工艺的管道安装,按实际情况可能要提报专门的施工方案,施工方案审核通过后方可进行施工。所有的焊工必须经过资质审查,施工单位在施工前向监理单位提报特殊工种报验,其中包括人员清单、焊工证件等。2.2工序质量确认。监理人员确定管道焊缝表面质量,无问题后还要根据设计和规范比例抽样进行无损探伤检查,确认后签字。其中,要根据设计方案、焊接专业标准在无损检测合格后,对管道焊接接头进行热处理,无论是何种材质管道均需要进行硬度检测。2.3现场试压试验。按照工艺流程完成管道安装后,对管道进行热处理和无损检测,达到合格标准后对管道系统进行压力试验。正式试验前需要由专业监理工程对试验条件进行检查,确认所有节点均按照设计图纸完成,管道系统检验合格,并准备好相关资料。还要确定管道膨胀节设置好临时约束装置,并完成压力表校验,且在周检期内。2.4管道防腐保温。管道试压试验合格后,还需要对管道进行防腐保温处理,任何隐蔽工程隐蔽处理前,均需要由安装单位进行自检、互检和专职检验,确定达到合格标准后填写相关资料,连同隐蔽工程验收单一同报给监理单位验收,由监理人员现场签字确认后才可进行隐蔽作业。
结束语
石油化工压力管道安装具有一定特殊性,更容易受外部因素的影响,为保证其安装质量达到专业标准,必须要基于实际情况,编制合理且可行性高的工艺管道监理细则,将质量监理工作落实到整个安装流程中,保证各节点实施的规范性与有效性。
参考文献
[1]邵海芹.石油化工压力管道安装工程质量监理[J].设备监理,2012,02:44-48.
关键词 油改煤工程;煤气化装置;空分装置;工艺先进;施工管控
中图分类号TE62 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)68-0078-03
中石化安庆化肥油改煤工程是用煤代替轻质油作为原料的化肥生产改造工程,选用英荷壳牌公司粉煤气化工艺技术,是国家“双高一优”重点项目和中国石化“十五”重点建设工程。中石化安庆化肥油改煤工程该工程主要由煤气化装置、净化装置、空分装置和公用系统等组成,生产出的粗合成气供给下游配套部分作为生产合成氨的原料。该工程由中石化安庆分公司承接煤气化装置、空分装置的安装工程施工,施工总产值达1.2亿元。
1 油改煤工艺的先进性
中国石油化工股份有限公司安庆分公司化肥原料结构调整及炼油化工资源优化工程,是以采用Shell(壳牌)粉煤气化工艺技术生产粗合成气为核心,进行原料结构和产品结构的调整。即将原料结构由轻油和炼厂干气改造为煤,将产品结构由“氨-尿素”拓展为“氨-尿素-工业氢气”。
1.1 装置系统整体布置及设计的先进性
整个油改煤装置布置及设计有如下优点:
1)装置内所有设备全部国产化,既降低了成本又加快了民族工业的发展;
2)装置所有设备均布置在界区内,满足有关标准规范的要求;
3)设备的布置与物料流向保持一致,既经济、安全,又便于操作和检修;
4)空压机空气吸入口布置在界区内的东北侧,该方向为全年最大风向的上风向,减少了原料空气被污染的可能性;
5)自动化水平高:全部新建和改造工艺装置的仪表及控制系统引入主控室后采用DCS控制系统对全部装置进行集中监控。装置中的常规控制、顺序控制和操作联锁由DCS完成,安全联锁由ESD完成。
1.2 煤气化装置系统布置及设计的先进性
根据煤气化工艺的特点及其特殊要求,在满足工艺生产要求的前提下,按照不同的功能区,对煤气化部分的设备进行了布置,尽量减少占地面积。装置布置符合工艺流程、安全生产和环境保护的要求,达到节省施工材料、便于施工的目的,最大限度地降低了工程投资。中间渣场位于整个装置西侧(下风向),比邻马路,方便运输且减小了对人口聚居地环境的污染。
Shell(壳牌)煤气化是以干煤粉为原料、纯氧作为气化剂、进料采用氮气加压输送、液态排渣的工艺,属加压气流床气化,具有以下优点:
1)煤种适应范围广;
2)碳转化率高(超过99%);
3)冷煤气效率高(达80%~83%);
4)有效气成份(CO+H2)高(接近90%);
5)煤耗及蒸汽耗量低、氧耗低;
6)运行维护费用低,并且有利于环保。
1.3 空分装置系统布置及设计的先进性
该工程的空分属大型空分装置,采用全低压、透平膨胀、氮水预冷、分子筛吸附、内压缩(液氧)工艺流程。具有如下优点:
1)采用分子筛净化空气流程,空气损失少,氧气提取率高;
2)在水冷塔中利用污氮冷却循环水,降低了空气预冷系统所需要的冷量;
3)冷冻水循环使用,节约了能源;
4)利用污氮再生分子筛,充分利用了现有资源;
5)充分回收蒸汽冷凝液,降低了能耗。
2 安庆化肥油改煤工程施工质量控制要点分析
2.1 工程的主要特点
2.1.1 新工艺,无经验可循
煤气化装置采用壳牌粉煤气化技术,对施工单位而言,许多工艺设备和仪表设备尚属首次接触,没有施工经验可以借鉴。例如磨煤机的施工,磨煤机机组重达280t,高10m,需现场组装,要达到其技术精度十分困难,仪表的顺控调试系统太大,需要反复调试。
2.2.2 工程量大,施工难度大
1)油改煤工程煤气化装置的核心为磨煤框架和煤气化框架,该框架为混凝土与钢结构相混合的框架结构形式,截面尺寸不一,对接和安装难度大。框架内的大型设备、各类管线密集,部分设备重量特别重。其核心设备气化炉、废热锅炉和传导段总重1 200t,分四段到货,三段吊装,安装于煤气化框架EL35~EL82标高内,吊装空间狭窄,吊装难度大;
2)煤气化装置管道主要材质有碳钢、不锈钢、铬钼钢、双相钢、铝材、镍基合金等,钢材种类多,且特殊材质的焊接量较大,焊接难度大。装置中介质为氧气的管线较多,该部分管线焊接时其焊道内部要求平滑,全部管线管件要求进行脱脂,施工难度大;
3)空分装置主要包括冷箱及压缩机厂房区域。冷箱结构为箱型密封结构,冷箱内安装有分馏塔、粗氩塔、精氩塔、冷凝器等三台塔器设备,均需要现场组焊。其附属管线全部集中在冷箱内,各种管线和阀门均通过活动支架安装在冷箱内。施工空间狭小,各专业深度交叉,施工技术要求高,焊接难度大;
4)工艺管线内部清洁度要求极高,尤其是汽化炉的水汽系统管线,安装时要求先与汽化炉接管断开进行系统冲洗,系统管线冲洗合格后再与汽化炉接管进行焊接,最后再反复进行冲洗,直至汽化炉内换热管的流速达到设定要求为止。氮气反吹系统大,管道吹扫器多,如何保证管线内部清洁度是施工的重点和难点。
2.2 施工质量控制要点
2.2.1 实施全面质量管理,完善质量保证举措
1)施工前明确质量目标
开工之前,建设单位、监理单位及施工单位达成共识,根据工程特点,明确了项目质量目标。
2)确保全面质量管理落地实施
项目部建立健全了项目质量保证体系,明确岗位职责,严格落实质量责任制。根据工程实际情况编制了施工组织设计/质量计划、施工方案/作业指导书等针对性和操作性强的施工技术文件,制定并完善一系列项目质量管理制度,规范施工技术质量管理。加大图纸汇审、技术交底的力度,不断优化施工技术方案。做好施工现场材料及施工过程的标识管理,确保工程材料和施工过程的可追踪性。严格执行工序交接检查制度、质量控制点联合检查制度和隐蔽工程验收制度,加强过程监控,保证工程最终质量。通过采取这些措施,带动了整个工程质量的全面提高。
3)安全文明施工管控举措
项目成立伊始就树立了“安全第一”意识,建立健全了HSE管理体系,成立了HSE管理委员会,制定了安全生产规章制度并针对工程特点编制了《HSE实施程序》与《HSE管理规定》,在施工管理过程中,严格执行相关规定。
2.2.2 重视对关键工序、关键分部工程、关键分项工程的过程控制
在施工中,重视对关键工序、关键分部工程、关键分项工程的过程控制,主要对煤气化装置钢结构、设备的安装;工艺管线的焊接与安装;空分装置压缩机机组的安装;电气、仪表施工等四个重要过程进行重点管控。
1)煤气化装置钢结构、设备的安装
(1)钢结构安装
项目部提前做好技术准备,针对钢结构框架安装高度高、安装单件重量重、脚手架搭设难和安全风险大的特点,专门成立以项目经理为首的《安庆油改煤大件吊装》QA/QC领导小组,优化、采用钢结构深度预制成框整体吊装的施工方案,利用1 250t履带吊进行吊装,其最大单件吊装质量达280t。针对框架梁和立柱截面和厚度大,焊接难度高,焊接工作量大的特点,项目部采用CO2气体保护焊,用焊丝焊接,加快焊接速度,且施工质量完全符合设计要求,成型良好。
(2)设备安装
煤气化装置共包含动静设备463台,主要分布于煤气化框架EL0~EL82标高内,部分设备质量非常大、位置高,且所在区域设备、管线林立,吊装非常困难。针对这些难点,项目部编制大型设备吊装方案,确定大型设备的吊装顺序,以保证设备吊装施工有计划、安全而合理地进行;同时编排详细的大型吊车使用计划,减少吊车的进退场次数,达到合理利用大型吊车的目的。
(3)磨煤机的安装
煤气化装置中有两台ZGM123G型立式中速辊式磨煤机,磨煤机连同附件重210t,机体为散件到货,现场组装。由于该磨煤机是煤气化装置的主要动设备,也是施工单位首次现场组装及安装,装配精度要求高,施工难度大。为保证安装质量,项目部成立了磨煤机安装QC活动小组,就磨煤机的安装难点一一进行讨论、分析、汇总,形成初步方案交于磨煤机厂家代表及业主专业工程师共同探讨确定施工方案,并在施工过程中不断完善。
2)工艺管线的焊接与安装
(1)煤气化装置工艺管线焊接
针对煤气化装置工艺管线特殊材质多、焊接工作量大、焊接质量要求高、焊接难度大等特点,项目部施工前组织专业工程师进行探讨、研究并编制施工方案,对有特殊要求的管线安装编制相应的特殊施工措施(如氧气管线施工方案、氧气管线试压方案等),并在施工中不断完善。
(3)空分冷箱铝镁管线焊接
针对空分冷箱铝镁管线焊接难度大的特点,项目部积极开展技术攻关和QC小组活动,采用焊口内加衬圈的焊接工艺,并采用99.999%的氩气,同时配备上海威特力焊接设备制造有限公司的新型逆变式交直流方波脉冲氩弧焊机WSME-500,选用安庆石化厂的专用仓库作为铝管的预制场地,并先后派焊工到杭氧公司进行焊工技能培训与考核,取得铝材焊接上岗资质后进行焊接。
3)空分装置压缩机机组的安装
空分装置压缩机机组为空分装置的核心设备,是施工单位首次施工的最大压缩机组。由于机组主机重量大,辅机多,所有的设备及壳体、隔板、气封、转子、轴承等部件均为散件到货,现场装配复杂,施工周期长。而且机组制造工艺不很成熟,需要边安装边改进,给安装和试车带来了风险。针对这些难点,施工单位多次派专家从施工技术方案准备、各类专用胎具制作、安装条件的落实与实施等方面进行指导,制定了切实可行的施工方案。在施工中严格控制每道工序,按照技术文件的要求精心装配,并多次请专家到现场检查与指导,最终使机组安装质量达到预期的目标,试车一次成功。
4)电气、仪表施工
(1)施工质量管理
根据各装置电气、仪表的不同要求,项目部编制了煤气化装置电气、仪表施工方案,空分装置电气、仪表施工方案,仪表调试方案,调节阀试压及泄漏量试压方案,仪表脱脂方案,核料位计(密度)仪表安装方案和预案等针对性强的施工方案。在施工过程,严格执行领料限额制及签名制度,并从调试开始起就建立施工台帐,使质量控制责任落实到人。
(2)放射性核料位(密度)仪表安装
由于放射源安全直接关系到环境安全、身心健康和社会稳定,项目领导多次开会宣传放射源安全管理的重要性,要求项目每一位职工从运输、保管、安装、投用等各个环节上予以重视,做好放射源的安装和调试工作。
(3)仪表控制系统安装、调试
油改煤工程中各主项均属于煤化工连续生产装置,是全厂性化工生产用公用工程装置,其特点是生产规模大、自动化水平高,生产连续性强,因此电气设备的控制及联锁显得更为重要,顺控调试较为困难。为此,施工单位选派最优秀的专业施工队伍负责此项工作,编写合理的施工方案,并加大过程控制力度。
(4)电伴热带安装
根据工艺要求需对部分管道、设备进行电伴热,主要采用EMK和HSB两种伴热带来实现,采用PT-100测温,利用SIEMENS PLC (S7-300)来实现温度控制。该电伴热带采用德国进口产品,施工中和验收合格后的产品防护非常重要。为此,项目部编制电伴热带安装方案并进行多次施工技术交底。从材料进场检验到施工,都严格按照相关技术规范来执行。
3 结论
安庆化肥油改煤工程于2006年8月29日顺利中交,并于同年12月13日产出合格的合成氨。该工程以技术进步为先导,以节能降耗为中心,通过原料结构和产品结构的调整,通过流程优化和采用先进的节能降耗措施,大幅度降低了合成氨和尿素生产成本,同时拓展了产品结构、增强了企业的抗风险能力,达到了提高工厂整体经济效益的目的。
参考文献
[1]卢光飞.结合实际探讨油改煤技术的应用[J].城市建设理论研究,2011(22).
[2]SH3532-95 石油化工换热设备施工及验收规范.
[3]SH3521-2007《石油化工仪表工程施工技术施工规程》.
【关键词】自动化仪表;安装阶段;原则;方法
1.引言
化工自动化仪表安装工程是一个系统化、专业化很强的过程,随着石油化工工业的迅猛发展,生产装置规模大型化、高度自动化已成为必然趋势,相应的自动化仪表使用量也越来越大。为确保生产装置能够平稳高产和长周期安全运行,对自动化仪表安装工作也提出了更高的要求。文章总结了本人在自动化仪表安装管理实践中的工作体会,以供大家参考。
2.自动化仪表安装的特点和遵循的原则
(1)自动化仪表安装点多、面广、量大,安装技术要求高,交叉作业多,主要安装时间集中在工程后期;(2)自动化仪表为工艺服务这一特性决定了它与工艺设备、工艺管道、土建、电气、防腐保温及非标制作等各专业之间,必须保持密切配合与合作。安装过程中,自控专业往往需要主动,甚至为顾全大局作出局部让步,才能最终完成安装任务;(3)自动化仪表安装工程施工的原则是:先土建后安装,先地下后地上,先安装设备再配管布线,先两端(控制室、就地盘、现场和就地仪表)后中间(电缆槽、接线盒、保护管、电缆、电线和仪表管道等)。仪表设备安装应遵循的原则是:先里后外,先高后低,先重后轻。仪表调校应遵循的原则是:先取证后校验,先单校后联校,先单回路再复杂回路,先单点后网络;(4)仪表安装总的要求:首先强调合理,然后是美观,切忌气源带水、横不平、竖不直,要整洁、明快、干净、利落。
3.自动化仪表安装
自动化仪表安装一般可分为三个阶段,即施工准备阶段,施工阶段,试车交工阶段。
3.1施工准备阶段
施工准备是仪表安装的一个重要阶段,它的工作充分与否,直接影响施工的进展乃至整个施工任务的完成。施工准备阶段的具体工作包括:
3.1.1资料准备。资料准备包括施工图、自控仪表安装图册,《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002、《自动化仪表工程施工质量验收规范》GB50131-2007、《石油化工仪表工程施工技术规程》SH/T3521-2007,以及其它相关技术文件等。施工图是施工单位在安装过程中最重要、最直接的技术文件,只有吃透设计意图,弄清设计理念,了解安装工程的特点、难点、重点及整体工程任务量等,才能做到心中有数,才能去统筹考虑,施工组织也才能有条不紊、合理有序。施工验收规范是施工中必须要达到和遵守的技术要求和工艺纪律。施工技术管理人员要熟悉施工图以及相应的国家验收规范、行业标准,并组织施工人员认真学习掌握。资料准备还包括各种报验单和记录表格,施工表格和质量记录表格等。
3.1.2技术准备。技术准备是在资料准备的基础在进行的,具体有以下准备工作:(1)施工组织设计及施工方案的编制。施工方案中最主要的部分是施工方法和施工工序,这部分要写得具体、详细,施工人员依照方案就能按步骤进行施工。施工质量要求和质量保证措施是施工方案的基础,只有在保证施工质量的前提下才能谈施工进度。安全技术措施也是方案的一个要点,安全第一应贯穿整个安装工作的始终;(2)技术准备还包括设计图纸的会审,自控专业在图纸会审中,一是审查设计存在的问题,特别是设备、材料的缺项和提供的图纸、作业指导书是否齐全。二是其它专业可能影响仪表施工的问题。所有发现的问题都有以书面形式交设计单位,在正式施工前予以解决;(3)做好三个交底:一是由建设单位组织,监理单位、施工单位参加,由设计单位各专业对底。二是施工单位自行组织的施工技术交底,主要是由施工单位项目部的技术负责人向一线负责施工的技术人员交底。最后是技术人员向施工人员作的技术交底,这一工作应贯穿整个施工过程。
3.2施工阶段
自动化仪表安装工程在施工过程中要与其它专业密切配合,在土建施工期间,要明确预埋件、预留孔的位置、数量、标高、大小尺寸等。在工艺设备管道施工期间,仪表技术人员要全程跟踪其安装进程,检查确认仪表取源部件是否安装正确,确保仪表安装工作的连续性。仪表施工的高峰期一般是在工艺管道施工量完成70%时,这时装置已初具规模,全部仪表安装人员应全部到位,仪表安装工作全面展开。
仪表现场安装一般分为三个阶段:第一阶段仪表盘柜安装、电缆桥架敷设以及部分预制工作;第二阶段为仪表设备安装、接线箱(盒)、保护管、气源管线及引压管线配制、电缆敷设、接线查线、引压管线及伴热管线试压;第三阶段为仪表回路、系统联调试验,受现场影响还未安装的仪表设备的安装、拆卸下的仪表设备恢复;施工单位在工程结束前的自查自改及建设单位、监理单位组织的“三查四定”内容的整改。
4.产品防护
由于仪表设备及其附件一般都小而精致,容易丢失或被毁坏,且大部分仪表都是国外进口,订货周期较长,费用昂贵。因此,在仪表安装过程中,对已安装的仪表设备做好防护,是仪表安装工程的一项重要内容。
(1)仪表专业应用塑料布、纸箱等物品,对现场已安装好的仪表设备加以防护。带毛细管的变送器、压力式温度计等的毛细管要采用增加防护支架或绑扎等措施进行特殊保护。对易丢失、易损部件可先拆卸进行统一保管,正式投运前再恢复;(2)现场其它专业施工人员要加强成品保护意识,严禁将仪表及其管路当支吊点、脚手架用,严禁将电焊机地线搭接在仪表设备、保护管和引压管线上,严禁重物碰撞仪表设备,以免损坏其零部件;(3)仪表专业在电缆敷设完毕后,要及时安装电缆桥架盖板。如暂时不能对已铺设电缆的桥架加盖板时,应对电缆采取临时措施进行保护。其它专业在现场施工时应避免烧伤或砸伤仪表电缆。
5.试车交工阶段
通过以上的工作,仪表安装工作已基本完成,具备了试车条件。试车由单体试车、联动试车、投料试车组成。单体试车由施工单位负责,需仪表专业配合工艺的量不大,只是就地仪表指示,但对大型机组还需开通报警联锁等系统。联动试车以建设单位为主,施工单位为辅,此阶段原则上全部仪表、所有自控系统都要投入运行。联动试车打通全流程,稳定运行48小时后即为合格,按规范要求仪表系统已经通过负荷试运行。投料试车由建设单位负责,施工单位仪表人员只是根据建设单位的需要,做“保镖”和进行必要的“维修”。
6.结束语
自动化仪表安装工程是一个系统化、专业化很强的过程,在实际施工过程中,会遇到各种各样的问题。只要我们严格按图施工,严格执行相应的标准和规范,与其它专业密切配合,及时与建设单位、设计单位和监理单位保持沟通和联系,就能处理好施工过程中出现的各类问题,就能保证仪表安装工程按时完成。
参考文献
【摘要】众所周知,化工企业产品或原料大多为有毒、有害、易燃、易爆物质,这就对输送管道的施工提出了更高的要求。然而,在施工中由于安装工程量大,因此正确合理的组织现场管道安装又显得尤为重要。本文针对化工管道的布置及关键组件的安装方法进行探讨,并就安装过程的质量控制问题进行分析,以期通过本文的阐述有效提高化工管道的安装技术与监管工作,为有效保障工程质量提供理论参考。
【关键字】化工管道;布置;安装;质量控制
1 化工管道的布置
管道的布置是化工管道施工的重要环节,管道布置的不好,将直接影响真个施工质量。
管道的布置应遵循便于操作、安装及维护要求,在设备抽出区域及设备法兰拆卸区和建筑物吊装孔范围内不应布置管道,避免影响起重机的运行。
管道高度和间距的设置要严格按照《工业金属管道设计规范》中的要求,有条件的地方,管道应集中成排布置;对于平行安装的管道,管道问净距应考虑管子焊接、隔热层及组成件安装维修,突出部之间的净距应≥25mm;如果无法兰不隔热,管道问的距离要保证≥50mm,满足管道焊接及检验的要求;如果管道有侧向位移,应考虑家大管道间的净距。
如没有特殊要求,管道最好使用架空敷设,消防水和冷却水总管以及F水管一般采用埋地敷设。
管道穿过建筑物的房顶或墙面时,应在穿孔处加套管,套管内空隙用软质材料充填;禁止在套管内焊接管道,最好能对顶层的管道设防雨罩;另外,管道不能穿过防火墙和防爆墙;管道的最高点和最低点应分别设置排气口和排液口,排气口管径应≥DN15mm,排液口管径应≥20mm;排气口的高度,应按照《石油化工企业设计防火规范》GB 50160的规定设置;有毒及易燃易爆液体管道的排放点应接人密闭排放系统,不得接人水道;排气口和排液口尽量设置在物料流向的下游端部靠近弯头处,不能设在弯头上,另外其阀门应靠近主管设置。
低温管道的布置要充分考虑管道的柔性,避免管道的振动,因此要采取消振措施;禁止在管道弯头处焊接支吊架,以防管道断裂;低温管要做好保温措施,防止“冷桥”的产生。
2 化工管道关键组件的安装方法
2.1 阀门的安装
为了方便维修和更换,阀门尽量设在便于操作和维修的地方,手轮间的距离应≥10Qmm;阀门水平安装时,阀杆不得朝下;一些较重的阀门,应采取起吊措施;另外,阀门尽量错开安装,以减少管道之间的间距。
与有毒等高危险介质的设备相连的管道上的阀门不得使用链纵,应与设备谷口直接连接;防水用阀、消防蒸汽两阀等消防处理阀要考虑事故发生时的安全操作,最好是分散得布置在控制室后,以便操作人员安全操作。
如果没有特殊的工艺要求,水平管道上的阀门不得垂直向下安装,安装与水平支管上的截止阀,应靠近根部的水平管段设置;明杆式阀门水平安装时,应考虑阀门开启时不影响人员通行。
调节阀的安装应考虑工艺流程的设计要求,尽量布置在平台或地面便于操作的地方;如果没有特殊要求,调节阀门不得倾斜安装;调节阀要安装在一定温度(一40℃一6O℃)的环境下,并且要尽量远离动源。
对于一些在特殊条件下容易造成超压的设备,应设置安全阀;如果压力来源部分已安装有安全阀,其余设备可不考虑设置;可燃气体往复式压缩机的出口以及容积泵的出口等压力较大的管道,应设置安全阀;另外一些易引起管道超压而发生爆炸的管道,故应设置安全阀。
2.2 泵的安装
泵的布置时候应考虑防火、物料性质和管道柔性进行布置,要确保泵端出入口的中心线对齐,两泵之间的距离应≥0.7m;双排布置时,两排泵的动力端要相对,在两排泵间要保证有足够的检修通道,泵布置于室内时,两排泵净距应≥2m;泵的基础离地面高度不得低于100mm,以200mm以上为宜;另外,公用泵和备用泵最好不止在相应泵的中间。
连接泵进出口的管道应设切断网,以缓冲管道作用在泵管上的作用力;泵的吸人管不宜过长,尽量避免折弯,保证吸入管道有足够的汽蚀余量;泵出口管道应设置止回阀,防止流体倒流,造成叶轮倒转而损坏泵。
2.3 压缩机的布置
压缩机进出口管道应尽量减少弯头,另外还要考虑不影响检修;当多台压缩机平排安装时,其管道上的仪器仪表要安装于便于操作的地方;压缩机管道不宜过高,并且有支架支撑,以防止管道的振动,当基础较高时,需设置操作平台;在压缩机的上方,禁止不止其它设备;如果没有特殊情况,可燃气体压缩机安装在露天位置。
3 化工管道安装过程的质量控制
在工艺管道的安装过程中,工程管理人员对施工质量的控制,要从施工准备开始,施工图纸、技术文件应该齐全,施工方案已经报审批准,技术交底已经完成,需要注意的是,技术人员、检验人员和有关管理人员一定要熟悉和了解工程的内容,熟悉和了解有关图纸资料和规范。其次,与工艺管道相关联的钢结构、设备已经安装完毕,施工道路、水、电、气等均应能满足现场施工要求,而且要安排好工程废弃物的排除及消舫安全设施。
在整个安装的过程中,安装现场由安装单位在开工前填写报送项目监理部。总监理工程师组织有关人员进行检查,并签署检查结论签字盖章方可审批开工报告。开工前安装单位应将管道安装施工方案报送项目监理部。专业监理工程师审查其人员资格和配各情况及图纸熟悉情况,焊接规程和热处理规程的编制,技术人员应按管段号画出各管段的单线图,审查同意后送总监理工程师签署审查意见,签字盖章后方可组织实施。
管道的预制要实现标准化管理,预制完成的管子在交付现场安装以前要检查各部尺寸是否正确。检查管道及管件、阀门的规格、型号、材质是否正确,还要检查焊缝的无损探伤和热处理是否合格以及管道内部是否进行过认真的清扫、吹除等。在安装时工作人员应严格按图纸规定的坐标、标高、坡度、准确地进行,做到横平竖直。安装和程序应符合先大后小、先压力高后压力低、先上后下、先复杂后简单、先地下后地上的原则。连接螺栓、螺母的螺纹上应涂上二硫化钼、油脂的混合物,以防生锈。其中,对同转动设备如泵类、压缩机等相连的管道。安装时要十分重视,应确保不对设各产生过大的应力,做到自由对中、同心度和平行度均符合要求,绝不允许利用设备连接法兰的螺栓强行对中。在管架安装方面,工作人员要及时进行支吊架的固定和调整工作,支吊架位置应正确,安装平整、牢固,与管子接触良好。固定支架应严格按设计要求安装,并在补偿器预拉伸前固定,弹簧支吊架的弹簧安装高度则应按设计要求调正并作出记录。工艺管道上的仪表附件的安装应该在管道系统试压吹扫完成以后进行,试压吹扫以前可用短管代替相应的仪表,但是如果仪表工程施工期很紧,也可以先把仪表安装上去,在管道系统吹扫试验时应拆下仪表而用短管代替,要注意保护仪表管件在管道试压和吹扫过程中不受损伤。
4 结束语
总之,化工管道安装工程是一项庞大而复杂的系统工程,在整个过程中我们应提高安装技术与监理工作水平,严格把关,不能有丝毫马虎大意,有效保证工程质量。
参考文献
关键词:化工设备;施工技术;探讨
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、设备安装特点
(一)风险大
化工生产使用到的设备,它们采购的金额非常大,而且,整个加工周期非常长。施工人员在试车时,常常因为工作不认真,使得试车过程出现安全事故。质量高、体积大、重量大的设备在运输过程中,存在诸多风险。一般设备采购都是从其他地方购买,运输途中时常受到不确定因素影响,设备出现破损的机率非常高。设备在使用过程中,如果出现故障问题需要返修,返修的时间比较长,这将影响工程进程。
(二)设备技术含量高
化工设备种类繁多,设备生产千差万别,而且设备构造复杂,制造技术比较高。化工设备具有“超质量”、“超高”、“超大”、自动化水平高等特点。施工人员进行设备安装时,遇到操作过程复杂,安装技术要求高等实际问题。设备安装质量的高低,直接影响项目施工进程和项目完成的质量。化工设备在研制过程要求高,研制中如果一个零部件尺寸大小不合适,将造成设备部件无法搭配。或者设备定位出错,这些问题在设备制造中得不到解决,对现场的施工影响非常大,项目施工不能按计划开工。
(三)设备工种交叉多
化工项目是个复杂工程,它涉及到仪表、工艺、管道、设备、电气等等,生产设备的安装少不了工艺、设备、仪表等等器材进行交叉安装。这是一项综合性强的工程,这些设备在工程中占据举足轻重的地位。每个交叉阶段需要做到高效交叉,做好完好交叉,不能出现交叉混论,交叉出错等问题。
二、化工设备安装施工技术
(一)严格按法定程序、资质施工
化工设备安装多数是承压设备、压力管道安装,国家有明确的管控法规,对施工企业的资质证有强制性要求,并规定由当地技术监督部门实施管控。实施安装时,必须按国家法规要求进行实施,根据项目的性质,开工前必须向当地技术监督部门“告知”,把设计施工图、本企业的相应资质证、施工组织设计、施工方案、主要原材料供应商的资质证等向当地技术监督部门告知备案。施工过程中严格按上报方案实施,随时接受技术监督部门的监督检查,主要管控项目必须请技术监督部门现场检查检测,检测结果必须达到法定要求。安装全部顺利完成后,由技术监督部门出具监检合格报告,取得监检合格报告后,此装置系统方可进行试生产。施工过程中如不按法定程序、资质承揽施工,属于违规违法行为。
(二)严格把控质量关
质量是企业的信誉,质量是企业的生命,所以质量是施工管理中的重中之重,是化工装置能顺利达产达标的保证。
确保原材料质量合格。国家有明文规定:安装中压力容器设备、阀门、管件、管道等供应商必须有“国家质量监督检验检疫总局颁发的生产许可证”及相应质量管理体系,这是对产品质量的一种保证。过程中加强材料检验,即使品种、规格、材质一样,执行的标准不同,其化学物理特性也有差异,必须根据需要选用。如碳钢无缝钢管:GB8162-2008《结构用无缝钢管》,此无缝钢管适宜在钢结构、钢塔架等部位使用;GB8163-2008《输送流体用无缝钢管》,此无缝钢管适用在压容设备接管,但不能用作换热设备的换热管;GB3087-2008《低中压锅炉管》,可用于低中压锅炉的水冷壁、省煤器、再热器、过热器及蒸汽管道;还有GB5310、GB5312、GB9948等。
健全强化施工单位现场质量保证体系,现场质量保证体系人员必须悉数到岗,通过质保体系人员的正确指导、检验、纠偏,确保施工过程质量的可控性,焊接等特种作业人员,必须持有相应的合格项次的特种作业证,才能允许现场操作,保证施工质量。在实施过程中,必须对全部操作人员进行技术交底,让每位员工熟知质量保证措施并严格执行,如焊接前预热、焊后保温、焊接过程中防恶劣天气措施等,从而保证施工质量达到相关验收标准。
(三)充分准备施工方案并适时调整
施工方案是直接指导施工的具体文件,施工单位在项目招投标阶段就已报送了施工方案,由于招投标阶段的各种资料可能不是很详细,特殊设备在安装施工过程中,必须依据实际数据,对原施工方案进行复核、验证,并作相应调整,甚至根据实施可行性重新编写施工方案。如火电厂尾气处理工段烟囱钢内筒的吊装方案,本人已成功安装多台2*600MW发电装置中φ6.0×240M烟囱钢内筒,吊装方法采购液压千斤顶倒装法,关键问题是搁置液压千斤顶的钢结构支撑在烟囱砼筒上面,最大吊装重量约500T。但每次有新任务时,必须请原电力设计院对烟囱砼筒支撑点作承压强度结构重核计算,根据计算结果,对钢平台的结构进行调整,最终确定吊装方案。
实际安装过程中,由于设计方案变更、未预见到的场地狭小、邻近工段已安装好设备阻碍、施工期间恶劣天气等原因,施工方案在实施前必须作相应调整,经项目工程师现场查核,调整实施方案,向施工人员作充分技术交底,保证安装顺利实施完成。在规模成套工程中,这些都是常见的现象。
(四)施工进度控制
施工进度是每个投资方重点关注的问题,项目早投产见效,涉及到企业的收益及资本回收周期。按时完成施工任务,也是每个施工单位重点关注的内容,涉及到施工成本控制。实施过程中,把单位工程科学划分为分部工程、分项工程、子项工程、检验批,根据各分项,结合安装固有周期,统筹科学安排施工顺序,设定开工时间,调节投入施工人数,科学安排交叉作业施工,以实现施工进度控制。
(五)强化HSE管理
职业健康安全管理(HSE),在化工设备过程中的要求尤为重要。安装期间,常规HSE管理要求必须严执行,如安全防护用具佩戴、正确操作各种工器具、规范使用电源、严禁酒后操作等。对于化工设备的安装,首先从方案的制定上,就需考虑到HSE管理要求,如方案不可行,就很难控制现场安全管理。第二实施过程中严格控制管理,如一个细节不到位,就可能造成事故,特别是使用传统抱杆吊装方案,对每个滑轮、卸扣、吊耳、钢丝绳的损伤都要事先仔细检查,用前充分保养,吊装时安排专人监控。第三对受限空间的施工管理,如密闭罐内施焊,必须安排专人防护。第四立体交叉作业,必须科学安排,严格管控。第五在试生产阶段,因各种易燃易爆、强腐蚀、有毒介质在生产系统中运转,各种防控应急预案、救护用品用具准备齐全。总之HSE管理必须在安装施工过程中从始至终严控,确保安全施工。
三、化工设备安装管理要点
(一)加强过程检验
在过程中加强检验,可以把质量问题及时得到改正,最终再检验,有的质量缺陷根本无法发现,或者质量问题已成事实,返修工作量太大,甚至无法返修。在过程中加强检验,可以促使施工人员加强责任心,使整体施工质量得到保证。台湾某造纸公司建厂期间使用的一种模式,充分重视过程检验,效果很明显。建设工厂开始,把生产技术骨干人员招聘到位,全程参与施工单位的安装过程,通过责任到人、压力传递,特别重视过程检验,最终一次性试生产成功。
(二)设备材料按质论价
化工设备因生产介质、操作环境等因素,对设备材料的质量有特定的要求,价位、品牌、品位不同的同类产品,质量肯定有差异。国内项目发包过程中,很多业主一揽子发包给承包方,且以低价中标,这实际是舍本取末的做法,工程质量是百年大计,从一开始就把质量问题引入歧途。项目设备材料必须以质论价,如名特优产品,价格肯定相对要高些,无怪乎有些化工厂投产多年未能连续正常生产,质量问题不断,即使多次更换部件也无济于事。
结束语
化工机械设备安装是一项重要的工程,同时也是一个跨度很大的技术,那么在对化工机械设备进行安装的时候,我们就要注意一些细节问题,保证设备的安装质量,这对日后设备投入生产有着重大的作用。
参考文献