孫晨昊

（北京石油化工工程有限公司西安分公司，西安 710075）

榆林煉油廠(chǎng)項(xiàng)目20000Nm3/h制氫裝置設(shè)計(jì)總結(jié)

孫晨昊

（北京石油化工工程有限公司西安分公司，西安 710075）

榆林煉油廠(chǎng)20000Nm3/h制氫裝置是北京工程公司西安分公司成立以來(lái)第一個(gè)開(kāi)工建設(shè)并順利投產(chǎn)的項(xiàng)目，制氫裝置于2014年5月20日17：18開(kāi)始點(diǎn)火，24日完成催化劑還原，25日16：30正式投料，并于26日凌晨4：00產(chǎn)出合格氫氣。一次性投料開(kāi)車(chē)成功！目前，整個(gè)裝置運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，順利產(chǎn)出合格氫氣以供汽柴油加氫脫硫，提升油品等級(jí)。我在這個(gè)項(xiàng)目中從設(shè)計(jì)、校核、現(xiàn)場(chǎng)施工代表到最后開(kāi)車(chē)前技術(shù)服務(wù)都全程參與，也是我第一個(gè)從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)到開(kāi)車(chē)成功都參與其中的項(xiàng)目，對(duì)我來(lái)說(shuō)意義不凡，也受益匪淺，現(xiàn)在對(duì)這個(gè)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)流程到施工中存在的問(wèn)題和開(kāi)車(chē)前設(shè)計(jì)漏項(xiàng)與安全隱患做一個(gè)項(xiàng)目總結(jié)。

榆林煉油廠(chǎng)；20000Nm3/h制氫裝置；設(shè)計(jì)總結(jié)

1 概述

榆林煉油廠(chǎng)位于陜西榆林靖邊縣東南的瓦房梁化工工業(yè)區(qū)，緊鄰307國(guó)道，廠(chǎng)區(qū)占地1542畝。煉油廠(chǎng)以加工榆林地區(qū)原油為主，預(yù)計(jì)2014年原油產(chǎn)量接近500萬(wàn)噸/年，超過(guò)了煉油廠(chǎng)的加工能力，所以必須盡快實(shí)施全廠(chǎng)500萬(wàn)噸/年原油加工以及配套系統(tǒng)改造工程，以適應(yīng)榆林地區(qū)原油產(chǎn)量不斷上升的要求。且為了配合國(guó)家的汽柴油品升級(jí)，特在90萬(wàn)噸汽油裝置和200萬(wàn)噸柴油裝置的聯(lián)合裝置中設(shè)立20000Nm3/h的制氫裝置，以保證汽柴油的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。BPEC西安分公司承擔(dān)聯(lián)合裝置中的制氫裝置的設(shè)計(jì)工作。

本制氫裝置設(shè)計(jì)為重整氣提氫單元13000Nm3/h合格氫氣，設(shè)計(jì)負(fù)荷60%～110%；轉(zhuǎn)化制氫單元規(guī)模20000Nm3/h合格氫氣，設(shè)計(jì)負(fù)荷40%～110%。

2 工藝說(shuō)明及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

20000Nm3/h制氫裝置。

工藝說(shuō)明：

1）本裝置以重整天然氣為原料，采用蒸汽轉(zhuǎn)化法、中溫變換及PSA的工藝技術(shù)生產(chǎn)滿(mǎn)足要求的氫氣，供煉廠(chǎng)氫氣管網(wǎng)。裝置設(shè)計(jì)還可適應(yīng)以拔頭油為原料的工況。裝置主要產(chǎn)品為氫氣，要求的總純氫流率為20000Nm3/h，分別供給90萬(wàn)噸/年汽油精制裝置和200萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置使用。

2）裝置組成。

本裝置主要由以下五部分組成：原料氣預(yù)處理、轉(zhuǎn)化及中溫變換、中變氣換熱及冷卻、酸性水回收系統(tǒng)、PSA氫氣提純單元。

重整氣提氫單元包括重整氣升壓系統(tǒng)、PSA提氫系統(tǒng)及解析氣升壓系統(tǒng)；

轉(zhuǎn)化制氫單元包括原料凈化、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、中變系統(tǒng)、酸性水處理系統(tǒng)、PSA凈化系統(tǒng)及公用工程系統(tǒng)。

3）生產(chǎn)規(guī)模。

純氫生產(chǎn)能力（99.99%的氫氣）20000Nm3/h。

3 工程特點(diǎn)及工作難點(diǎn)

1）本工程屬地方政府和國(guó)家都迫切要求油品升級(jí)的項(xiàng)目，時(shí)間緊、任務(wù)重、要求嚴(yán)。

2）這是我們西安分公司成立以來(lái)第一個(gè)進(jìn)入施工階段的項(xiàng)目，各個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員來(lái)自不同的設(shè)計(jì)院，之前的工作習(xí)慣、處事風(fēng)格都不一致，通過(guò)項(xiàng)目的不斷深入，大家在一起不斷的磨合，融匯成一個(gè)團(tuán)結(jié)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。

3）部分設(shè)計(jì)人員參加工作時(shí)間較短，有些是剛參加工作一、兩年的新同志，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、工程經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)不足。

4）制氫裝置的壓縮廠(chǎng)房中的壓縮機(jī)進(jìn)出口的工藝氣管道都是應(yīng)力管道，其脈動(dòng)計(jì)算全部由制造廠(chǎng)家沈陽(yáng)遠(yuǎn)大壓縮機(jī)廠(chǎng)完成，但是需要我方提供工藝管道走向，由廠(chǎng)家在脈動(dòng)計(jì)算后確定振動(dòng)支架的安裝位置，返給我方，我方再確認(rèn)支架的安裝位置是否合理，如果存在對(duì)設(shè)備布置或者其他管道設(shè)計(jì)影響太大的情況，需要再次給壓縮機(jī)廠(chǎng)家提供我方建議的振動(dòng)支架支撐位置，由廠(chǎng)家重新進(jìn)行脈動(dòng)計(jì)算，確認(rèn)是否合適，如果不能通過(guò)脈動(dòng)計(jì)算還需要調(diào)整工藝管道的走向，以便適應(yīng)布置，再向壓縮機(jī)廠(chǎng)家重新提交新的工藝管道單線(xiàn)圖，因?yàn)槲曳胶蛪嚎s機(jī)廠(chǎng)家不在一起辦公，一來(lái)一去條件交接很耗費(fèi)時(shí)間和精力，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)度也造成不少的影響。

5）西安分公司2013年一共有三個(gè)制氫項(xiàng)目在做詳細(xì)設(shè)計(jì)，712#和100#項(xiàng)目的轉(zhuǎn)化爐爐管的應(yīng)力計(jì)算都是由成達(dá)工程公司來(lái)完成的，只有榆煉項(xiàng)目是西安分公司的管機(jī)專(zhuān)業(yè)獨(dú)立完成的轉(zhuǎn)化爐相關(guān)工藝管道的應(yīng)力計(jì)算。雖然過(guò)程中也參考了另外兩個(gè)項(xiàng)目的計(jì)算結(jié)果，但畢竟是通過(guò)自己的計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)完成最終的設(shè)計(jì)，對(duì)公司具有很重要的價(jià)值和意義。

6）由于施工隊(duì)伍比較年輕、缺乏經(jīng)驗(yàn)，聘用的監(jiān)理單位北京吉星監(jiān)理公司對(duì)其約束能力不足，有些施工錯(cuò)誤睜一只眼閉一只眼，把關(guān)不嚴(yán)格，甚至放任施工人員野蠻施工，直接導(dǎo)致裝置部分施工環(huán)節(jié)質(zhì)量低下。

4 設(shè)計(jì)成品文件

各分專(zhuān)業(yè)的入庫(kù)藍(lán)圖數(shù)量統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)下表

5 設(shè)計(jì)、施工安裝和“三查四定”中存在的問(wèn)題及整改措施

5.1 專(zhuān)業(yè)：布置（圖紙錯(cuò)誤）

圖紙名稱(chēng)：設(shè)備布置圖

圖號(hào)：12002.0209.E311.02-01

問(wèn)題內(nèi)容：0209-P501A/B、0209-PA501、0209-PA502設(shè)備基礎(chǔ)和地梁相撞。

解決方法：四臺(tái)設(shè)備基礎(chǔ)和地梁相撞部分用木板隔開(kāi)再灌漿。未出變更單。

經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：設(shè)計(jì)和校核人員工作不夠細(xì)致。這也反映出布置專(zhuān)業(yè)和結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的溝通還不到位，專(zhuān)業(yè)間的會(huì)簽還不夠仔細(xì)。

5.2 專(zhuān)業(yè)：管道（施工誤差）

圖紙名稱(chēng)：管道軸測(cè)圖

圖號(hào)：12002.0209.E321.09-

問(wèn)題內(nèi)容：由于現(xiàn)場(chǎng)施工誤差，導(dǎo)致壓縮機(jī)0209-K-702A/B的一級(jí)、二級(jí)排氣緩沖罐的出口管線(xiàn)與結(jié)構(gòu)梁碰撞（誤差最小的為20mm左右，誤差最大的為70mm左右）。

造成問(wèn)題原因：壓縮機(jī)本體的南北方向定位和標(biāo)高的定位與圖紙不符，施工誤差嚴(yán)重。

解決方法：施工方切掉了與之相撞的鋼梁，化建的結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)發(fā)來(lái)一張聯(lián)絡(luò)單，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院出了一個(gè)加固方案。

經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：由于施工工期太緊，設(shè)計(jì)代表與壓縮機(jī)廠(chǎng)家的代表溝通的修改結(jié)果尚未反饋給施工單位，施工人員已經(jīng)將框架主梁切割，目前來(lái)看，安全隱患已排除。得到一個(gè)教訓(xùn)就是設(shè)計(jì)人員在做設(shè)計(jì)的時(shí)候管道與梁柱的凈距還是要預(yù)留的大一些，在施工方施工粗糙的情況下，還可以保證管道與梁柱不碰撞。

5.3 專(zhuān)業(yè)：結(jié)構(gòu)（設(shè)計(jì)原因）

問(wèn)題內(nèi)容：汽包反應(yīng)框架2-A、2-C軸立面圖（圖號(hào)為12002.0209.E621.02-02/22）中顯示，2-A軸立面圖和2-5、2-6軸之間，標(biāo)高EL2.000m以下斜撐ZC3（圖中左上角處）與現(xiàn)管線(xiàn)300-BW-03203-D3B-HC相撞，現(xiàn)斜撐已施工完畢，管線(xiàn)施工時(shí)，已將此斜撐割斷。

解決方法：在圖12002.0209.E621.02-02/22中，2-A軸立面圖靠2-5軸處，ZC3左移500mm距離，500范圍內(nèi)，梁兩側(cè)增加勁肋δ=8，S=150，焊縫hf=8mm.

經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：管道在上煙道模型的時(shí)候沒(méi)有把結(jié)構(gòu)條件全部反映在管道模型中，缺少兩根主梁的模型，導(dǎo)致這根管道跟主梁相撞。在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)碰撞，施工方將管道標(biāo)高降低躲開(kāi)煙道的主梁，但又與管廊的斜撐ZC3相撞，施工方直接將斜撐切割。根本原因還是管道設(shè)計(jì)的問(wèn)題。目前該框架的加強(qiáng)方案用聯(lián)絡(luò)單的形式已出，安全隱患基本排除。PDS模型人員沒(méi)有把上游專(zhuān)業(yè)返回的條件完整的反映在模型中，尤其是缺少結(jié)構(gòu)條件，在管道的空間布局中大大受限。

5.4 專(zhuān)業(yè)：設(shè)備（供貨商）供貨問(wèn)題

圖紙名稱(chēng)：酸性水汽提塔（0209-C-301）裝配圖。

圖號(hào)：12002.0209.E511.35-0101.

問(wèn)題內(nèi)容：下圖為酸性水汽提塔內(nèi)部的實(shí)際照片，根據(jù)目測(cè)判斷，制造廠(chǎng)在本臺(tái)設(shè)備出廠(chǎng)前很可能未進(jìn)行焊縫打磨、酸洗鈍化等處理，最終會(huì)影響整臺(tái)設(shè)備的安全操作和使用壽命。

解決方法：項(xiàng)目經(jīng)理已經(jīng)告知建設(shè)單位，建設(shè)單位協(xié)調(diào)廠(chǎng)家。

經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：業(yè)主對(duì)于供貨商運(yùn)送來(lái)的成品，驗(yàn)收不夠仔細(xì)嚴(yán)格，導(dǎo)致汽提塔安裝后才發(fā)現(xiàn)設(shè)備未做焊縫打磨、酸洗鈍化處理，這樣整改起來(lái)就很麻煩。榆煉項(xiàng)目不屬于總承包項(xiàng)目，以后我們公司如果做EPC，現(xiàn)場(chǎng)代表要對(duì)過(guò)程文件嚴(yán)格控制，供貨商把貨發(fā)來(lái)，開(kāi)箱驗(yàn)收認(rèn)真仔細(xì)，之后再簽收驗(yàn)收記錄單，真正把項(xiàng)目的每一個(gè)過(guò)程都做仔細(xì)。

5.5 專(zhuān)業(yè)：管道（設(shè)計(jì)原因）整改方案已出

問(wèn)題內(nèi)容：1）鼓風(fēng)機(jī)管道出口閥門(mén)太高。

2）轉(zhuǎn)化爐頂燃料氣放空閥門(mén)高度太高，檢修不便。

3）轉(zhuǎn)化爐頂EL15.78m平臺(tái)與汽包反應(yīng)框架EL15.00m平臺(tái)沒(méi)有斜梯連接。

4）轉(zhuǎn)化爐頂方煙道中間閥門(mén)操作不便。

解決方法：由結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)出具整改方案。

經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：以上四個(gè)關(guān)于工業(yè)爐的管道的四個(gè)問(wèn)題都屬于設(shè)計(jì)遺漏，當(dāng)時(shí)在做設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有考慮到的問(wèn)題，對(duì)以后的制氫項(xiàng)目是個(gè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題遠(yuǎn)不止這5條，我只是從中挑選這幾個(gè)比較有代表性的作為總結(jié)教訓(xùn)，轉(zhuǎn)發(fā)給同事，對(duì)年輕人設(shè)計(jì)能力的提高也有所幫助。

鼓風(fēng)機(jī)管道的出口閥門(mén)

6 結(jié)論

在本項(xiàng)目的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，項(xiàng)目組設(shè)計(jì)部門(mén)始終以“保質(zhì)量、保進(jìn)度”的原則開(kāi)展各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，嚴(yán)格按照基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)文件及總公司的基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)批復(fù)意見(jiàn)，嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定及編制的榆林煉油廠(chǎng)詳細(xì)工程設(shè)計(jì)統(tǒng)一規(guī)定，嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)質(zhì)量。按照汽柴油升級(jí)聯(lián)合裝置的整體進(jìn)度要求，制定行之有效的設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃，設(shè)計(jì)分批出圖，保證現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度要求，從而保證聯(lián)合裝置的整體進(jìn)度。

本制氫裝置是我們西安分公司承擔(dān)的第一個(gè)進(jìn)入施工階段的項(xiàng)目，項(xiàng)目組全體設(shè)計(jì)人員在來(lái)自不同的設(shè)計(jì)單位，有些設(shè)計(jì)同事剛參加工作不久，工程經(jīng)驗(yàn)少、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足、工作難度大、設(shè)計(jì)周期短、條件交接面多等情況下，順利的完成了各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程雖然遇到了許多困難、發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題，這些問(wèn)題最后都得以圓滿(mǎn)解決，同時(shí)也為以后的設(shè)計(jì)項(xiàng)目積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)得到了很好地鍛煉和提高，希望今后BPEC西安分公司可以蒸蒸日上，更上一層樓。

［1］陳蘇.在煉油廠(chǎng)中尋找新的氫源和制氫原料［J］.石油煉制與化工.2001（09）

［2］陳紅宇.40000mˉ3/h制氫裝置技術(shù)改造［J］.齊魯石油化工.1999（04）