戴 杰

中化泉州石化有限公司 福建泉州 362103

1 概述

中國(guó)中化集團(tuán)公司獨(dú)資建設(shè)的中化泉州1200萬(wàn)t/ a 煉油項(xiàng)目已于2014年7月9日全部建成投產(chǎn)，業(yè)主方中化泉州石化有限公司采用“大型設(shè)備吊裝和運(yùn)輸集中管理模式”，委托一家大型設(shè)備吊裝施工總承包商，集中吊裝大型設(shè)備152 臺(tái)（件），設(shè)備總重量30842t；委托一家運(yùn)輸總承包商（2 家運(yùn)輸分包商），集中運(yùn)輸超限設(shè)備142 臺(tái)，運(yùn)輸總重量25806.9t。

大型設(shè)備吊裝和運(yùn)輸是項(xiàng)目建設(shè)總體統(tǒng)籌控制計(jì)劃的關(guān)鍵內(nèi)容之一。本項(xiàng)目業(yè)主方借鑒中國(guó)石化集團(tuán)公司“大型設(shè)備吊裝和運(yùn)輸一體化專業(yè)承包管理模式”的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新項(xiàng)目管理模式，將與吊裝和運(yùn)輸有關(guān)的技術(shù)和管理資源整合在一起，組成高效率的聯(lián)合管理團(tuán)隊(duì)，責(zé)任、權(quán)力、效益集中在業(yè)主手中，形成以業(yè)主方為主導(dǎo)的集中管理模式。

2 集中管理模式策劃

2.1 技術(shù)路線

在項(xiàng)目建設(shè)籌備期間，業(yè)主方首先根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，全面了解生產(chǎn)工藝路線、生產(chǎn)裝置規(guī)模、設(shè)備平面布置、設(shè)備重量、規(guī)格和數(shù)量等基本信息（如表2、表3 和表4 所示）；然后，參照以往工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，初步確定主要吊裝工藝技術(shù)和關(guān)鍵主力吊車規(guī)格。

本項(xiàng)目最重的關(guān)鍵設(shè)備是重量1240t 的加氫裂化反應(yīng)器;最高的關(guān)鍵設(shè)備是2 臺(tái)高度近70m 的丙烯塔。

表1 一體化管理模式與集中管理模式的比較

業(yè)主方從總體統(tǒng)籌控制計(jì)劃、設(shè)備到貨時(shí)間、設(shè)備平面布置、航運(yùn)能力、吊車資源、吊裝工藝技術(shù)、承包商資源等多方面綜合考慮，確定大型設(shè)備吊裝和超限設(shè)備運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)路線和總體方案是：所有超限設(shè)備經(jīng)海運(yùn)整體到貨；所有大型設(shè)備整體吊裝；主吊車選擇大型履帶吊車，不選擇液壓提升機(jī)構(gòu)，不選擇桅桿。

2.2 管理模式

表2 中化泉州1200萬(wàn)t/ a 煉油目大型設(shè)備分布一覽表

表3 中化泉州1200萬(wàn)t/ a 煉油項(xiàng)目超限設(shè)備分布一覽表

表4 影響吊裝和運(yùn)輸技術(shù)路線決策的因素

項(xiàng)目管理模式體現(xiàn)了業(yè)主方的項(xiàng)目建設(shè)指導(dǎo)思想和價(jià)值取向。業(yè)主方在項(xiàng)目策劃時(shí)，主要從自身的組織和技術(shù)能力、EPC總承包商組織和技術(shù)能力、合同界面、費(fèi)用控制、工作效率和執(zhí)行力等多方面綜合考慮（如表5 所示），決定創(chuàng)新建立具有中化特色的大型設(shè)備吊裝和運(yùn)輸集中管理模式，其優(yōu)勢(shì)是：

（1）技術(shù)和資源：整合業(yè)主方和各參建方的技術(shù)力量、吊裝經(jīng)驗(yàn)和機(jī)具資源；

（2）進(jìn)度和現(xiàn)場(chǎng)管理：加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一指揮的力度，從設(shè)備制造、運(yùn)輸?shù)截?、二次倒運(yùn)、吊裝、土建、安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)綜合協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌兼顧，合理銜接工序，提高工效和執(zhí)行力，從整體上推進(jìn)總體進(jìn)度；

（3）費(fèi)用：節(jié)省管理費(fèi)，便于控制成本；

（4) 安全：增加HSE 管控力度。

表5 影響吊裝和運(yùn)輸管理模式?jīng)Q策的因素

2.3 組織體系和程序文件

在確定集中管理模式后，業(yè)主方建立健全組織體系，成立“大型設(shè)備吊裝和運(yùn)輸聯(lián)合管理協(xié)調(diào)小組”（簡(jiǎn)稱“協(xié)調(diào)小組”），成員由業(yè)主、EPC 總承包商、監(jiān)理、土建承包商、安裝承包商、吊裝總承包商、運(yùn)輸總承包商等組成，業(yè)主方擔(dān)任組長(zhǎng)；業(yè)主方內(nèi)部成員包括：現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)籌調(diào)度、計(jì)劃、費(fèi)控、合同、HSE、質(zhì)量、設(shè)備、物資供應(yīng)、海事、碼頭、保衛(wèi)、交通、后勤、項(xiàng)目部等有關(guān)部門(mén)和專業(yè)工程師。

“協(xié)調(diào)小組”既是吊裝和運(yùn)輸工作的決策層，也是管理層；全面負(fù)責(zé)方案策劃、統(tǒng)籌指揮和協(xié)調(diào)、方案審查、進(jìn)度監(jiān)督、費(fèi)用審批等工作；其職責(zé)并不影響業(yè)主方與各參建方的合同范圍及合同執(zhí)行。

業(yè)主方建立頒布了相應(yīng)的管理制度和程序文件，包括：《大型設(shè)備吊裝施工管理辦法》、《超限設(shè)備運(yùn)輸管理辦法》、《碼頭作業(yè)管理規(guī)定》、《簽證管理辦法》等，明確各參建方的職責(zé)、分工、任務(wù)、方案審批流程、費(fèi)用審批流程等，為項(xiàng)目運(yùn)作和實(shí)施打下良好的基礎(chǔ)。

3 集中管理模式實(shí)施

3.1 采辦招標(biāo)

業(yè)主方首先將運(yùn)輸總承包商與一家EPC 總承包商捆綁一起招標(biāo)，然后，經(jīng)業(yè)主批準(zhǔn)后，運(yùn)輸總承包商自行招標(biāo)確定2 家運(yùn)輸分包商。業(yè)主與運(yùn)輸總承包商的合同計(jì)價(jià)模式為設(shè)備清單計(jì)價(jià)、固定綜合單價(jià)，按照系數(shù)計(jì)取總包管理費(fèi)。

業(yè)主方充分發(fā)揮市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，公開(kāi)招標(biāo)選擇吊裝施工總承包商。業(yè)主方對(duì)12 家具備大型設(shè)備吊裝工程業(yè)績(jī)的施工單位進(jìn)行資格預(yù)審，重點(diǎn)調(diào)查這些單位掌握1000t 級(jí)以上履帶吊車資源的情況（如表6 所示）。這是進(jìn)入招標(biāo)短名單的必要條件，最終確定7 家施工單位進(jìn)入吊裝招標(biāo)短名單。

表6 1000 噸級(jí)以上履帶吊車資源一覽表

吊裝工程招標(biāo)文件是業(yè)主方對(duì)吊裝工程管理思路和技術(shù)要求的綜合闡述，投標(biāo)文件是吊裝施工單位對(duì)招標(biāo)文件的全面響應(yīng)。本項(xiàng)目吊裝招標(biāo)結(jié)果是，各投標(biāo)人的報(bào)價(jià)均在業(yè)主控制價(jià)以下，以2000t 履帶吊車作為主吊車的吊裝施工單位中標(biāo)，合同計(jì)價(jià)模式為固定設(shè)備每噸綜合單價(jià)、暫定總價(jià)。

3.2 統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和四大控制

3.2.1 工作事項(xiàng)

本項(xiàng)目吊裝和運(yùn)輸?shù)膮⒔ǚ蕉?，“協(xié)調(diào)小組”成員多達(dá)20 多位，代表了各參建方的權(quán)力、責(zé)任和利益，業(yè)主方必須給予強(qiáng)有力的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)，才能做到步調(diào)一致。“協(xié)調(diào)小組”全面介入現(xiàn)場(chǎng)管理，采取多種方法和措施，做好進(jìn)度、質(zhì)量、HSE、費(fèi)用四大控制，工作事項(xiàng)主要包括：

(1) 統(tǒng)籌協(xié)調(diào)類，主要包括：

每周召開(kāi)協(xié)調(diào)例會(huì)；協(xié)調(diào)設(shè)備到貨時(shí)間和吊裝時(shí)間；協(xié)調(diào)海事、航道等政府部門(mén)；協(xié)調(diào)陸路運(yùn)輸?shù)缆非逭希唤y(tǒng)籌考慮吊車轉(zhuǎn)場(chǎng)路線和設(shè)備運(yùn)輸路線，統(tǒng)一修臨時(shí)道路；協(xié)調(diào)土建專業(yè)預(yù)留基礎(chǔ)和場(chǎng)地處理；協(xié)調(diào)設(shè)備吊裝前，安裝梯子、平臺(tái)、管線等附塔構(gòu)件；協(xié)調(diào)鋼框架分段、組焊形式和重量；協(xié)調(diào)設(shè)備二次倒運(yùn)；協(xié)調(diào)吊車資源調(diào)配，出臺(tái)吊車租賃指導(dǎo)價(jià)；組織現(xiàn)場(chǎng)HSE 聯(lián)合檢查；建立運(yùn)輸和吊裝工程動(dòng)態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)庫(kù)；編制吊裝和運(yùn)輸工程周報(bào)、月報(bào)等。

（2）審查審批類，主要包括：

邀請(qǐng)專家審查重大吊裝和運(yùn)輸方案；審批吊裝和運(yùn)輸方案，優(yōu)化吊裝方案和吊裝順序；審查審批吊裝和運(yùn)輸進(jìn)度計(jì)劃；審查設(shè)備吊耳、吊蓋結(jié)構(gòu)形式，業(yè)主或EPC 總包委托制造廠加工制造；審批設(shè)備裝船方位和卸車方位；審批事故應(yīng)急預(yù)案，組織事故應(yīng)急演練；審批現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)土作業(yè)許可證；審批確認(rèn)吊裝條件；審批工程簽證和進(jìn)度款等。

3.2.2 基本工程量和工作量數(shù)據(jù)

本項(xiàng)目吊裝和運(yùn)輸基本工程量和工作量數(shù)據(jù)包括：

表7 部分超限設(shè)備運(yùn)輸情況

(1) 道路和地基處理：土方挖運(yùn)57000m3，毛石回填壓實(shí)45500m3，碎石回填壓實(shí)10000m3；

（2）大型設(shè)備：80t 及以上設(shè)備152 臺(tái)（件），設(shè)備總重量30842t（含鋼結(jié)構(gòu)框架和火炬塔架），其中1000t 以上設(shè)備1 臺(tái)，500t 以上設(shè)備15 臺(tái)，涉及19個(gè)裝置單元（參見(jiàn)表2）；

（3）超限設(shè)備：142 臺(tái)（參見(jiàn)表3）；

（4）大型吊車：300t 級(jí)以上大型吊車7 臺(tái)，共轉(zhuǎn)場(chǎng)92 次（如表8 所示）；

（5）運(yùn)輸：駁船44 條（如表7 所示）；

（6）桅桿吊碼頭：卸船裝車175 臺(tái)設(shè)備，總重量16429t；

（7）滾裝碼頭：滾裝上岸22 臺(tái)設(shè)備，總重量12743.51t；

（8）吊裝時(shí)間：2012年6月28日首臺(tái)吊裝聚丙烯反應(yīng)器，2013年11月28日最后吊裝火炬頭，歷時(shí)17個(gè)月，吊裝高峰期7個(gè)月（2013年1月～7月，如圖1 所示）。

表8 大型吊車使用情況

圖1 大型設(shè)備集中吊裝時(shí)間- 數(shù)量柱狀圖

4 典型案例

4.1 丙烯塔

丙烯塔A、B 兩塔是75萬(wàn)t/ a 氣體分餾裝置中最關(guān)鍵的設(shè)備，A 塔Φ6600×66950mm；B 塔Φ6600×69200mm，是目前國(guó)內(nèi)千萬(wàn)噸級(jí)煉油裝置中最大、最重的丙烯塔。

丙烯塔內(nèi)件安裝精度直接影響生產(chǎn)工藝分離效果，塔內(nèi)件在設(shè)備制造廠安裝，以確保內(nèi)件制造和安裝質(zhì)量；設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)后，安裝了附塔梯子平臺(tái)，這使得2 臺(tái)塔吊裝重量增加到970t、985t。2000t 履帶吊車在SHB 超起工況下的額定起重量為918t，顯然已經(jīng)超重。

“協(xié)調(diào)小組”經(jīng)過(guò)充分調(diào)研和研究，決定采取兩項(xiàng)措施：一是拆除21個(gè)人孔法蘭蓋、拆除30m 標(biāo)高以下梯子平臺(tái)、拆除裙座米字型支撐件，以減輕起吊重量；二是挖掘2000 噸履帶吊車的潛在性能和起吊能力，采用增減超起配重的方法，測(cè)試吊車后拉桿的拉力值；并運(yùn)用吊車軟件模擬，計(jì)算出吊車在這種工況下的實(shí)際最大起吊能力，力求改進(jìn)吊車制造廠設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)工況性能。

采取措施后，丙烯塔吊裝重量分別減輕到952t、955t，2000t履帶吊車在非標(biāo)準(zhǔn)工況下，最大起吊能力提高到972t，負(fù)載率分別為97.9%、98.3%?！皡f(xié)調(diào)小組”認(rèn)為當(dāng)時(shí)天氣情況良好，在綜合分析各種風(fēng)險(xiǎn)、評(píng)估2000t 履帶吊車性能、制訂應(yīng)急措施后，果斷決定正式吊裝，并取得成功。

圖2 吊裝丙烯塔A 塔溜尾吊車即將脫鉤

（丙烯塔吊裝工藝數(shù)據(jù)：主吊車XGC28000型2000t履帶吊車，主臂90m，超起配重560t；溜尾吊車QUY500型500t履帶吊車；2個(gè)主吊耳為500噸級(jí)管軸式吊耳。）

4.2 加氫裂化反應(yīng)器

一段加氫裂化反應(yīng)器是260萬(wàn)t/ a 蠟油加氫裂化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，Φ5167×40364mm，設(shè)備重量1240.2t，為本項(xiàng)目最重設(shè)備，加上吊蓋、附件、鉤頭、索具重量，吊裝重量達(dá)到1337.5t，其起吊時(shí)和就位時(shí)的吊裝參數(shù)如表9、表10 所示。

表9 加氫裂化反應(yīng)器起吊時(shí)吊裝參數(shù)表

表10 加氫裂化反應(yīng)器吊裝就位時(shí)吊裝參數(shù)表

4.3 吊蓋結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算分析

本項(xiàng)目共有23 臺(tái)設(shè)備吊裝采用吊蓋作為主吊點(diǎn),吊蓋型式有：1600t 級(jí)吊蓋、900t 級(jí)吊蓋、800t 級(jí)吊蓋、渣油加氫300t 級(jí)吊蓋、加氫裂化300t 級(jí)共5個(gè)焊接吊蓋和1600t 級(jí)整體式吊蓋。為確保吊蓋滿足吊裝工藝技術(shù)要求，“協(xié)調(diào)小組”要求對(duì)所有吊蓋進(jìn)行受力核算，核算方法為對(duì)吊蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元計(jì)算分析。

（吊裝工藝數(shù)據(jù)：主吊車XGC28000型2000t履帶吊車，這是該吊車起重量首次突破1300t；溜尾吊車M21000型1000t履帶吊車；吊蓋選用1600t級(jí)。）

以1600t 級(jí)吊蓋為例，有限元分析網(wǎng)格劃分采用四面體單元和六面體單元，三維有限元模型見(jiàn)圖4，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為27063，單元總數(shù)為65750，為保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，在結(jié)構(gòu)倒角處（易產(chǎn)生應(yīng)力集中）進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分。

圖4 1600 噸級(jí)吊蓋有限元整體模型

整個(gè)設(shè)備吊裝過(guò)程，分為吊裝起吊、吊裝過(guò)程、吊裝結(jié)束三個(gè)階段；在吊裝起吊時(shí)吊蓋根部所受彎曲應(yīng)力較大，在吊裝過(guò)程中存在吊蓋根部所受剪切應(yīng)力、拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力的合應(yīng)力最大狀態(tài)，在吊裝結(jié)束時(shí)吊蓋所受載荷為最大載荷，因此，確定計(jì)算以上三個(gè)工況。三個(gè)工況計(jì)算結(jié)果如表11 所示。

綜合分析計(jì)算結(jié)果，該吊蓋整體應(yīng)力小，滿足使用條件。

4.4 桅桿吊

業(yè)主方從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮，采用滾裝碼頭滾裝上岸重量500t 以上的海運(yùn)設(shè)備，采用桅桿吊卸船裝車重量500t 以下的海運(yùn)設(shè)備，桅桿吊的組裝、作業(yè)、拆除也納入大型設(shè)備吊裝總承包范圍。桅桿吊技術(shù)參數(shù)如下：

表11 三個(gè)工況計(jì)算結(jié)果

（1）結(jié)構(gòu)型式：500t 級(jí)人字架桅桿吊，桅桿長(zhǎng)度42m，作業(yè)半徑21m；

（2）卷?yè)P(yáng)機(jī)：6 臺(tái)主卷?yè)P(yáng)機(jī)，其中主提升機(jī)構(gòu)2 臺(tái)32t 卷?yè)P(yáng)機(jī)、變幅機(jī)構(gòu)2 臺(tái)16t 卷?yè)P(yáng)機(jī)、前風(fēng)纜機(jī)構(gòu)2 臺(tái)5t 卷?yè)P(yáng)機(jī)、輔助設(shè)備卸船裝車穩(wěn)定纜風(fēng)設(shè)置2 臺(tái)5t 卷?yè)P(yáng)機(jī)；

（3）適用的作業(yè)空間：5000t 級(jí)駁船，船寬≤18m，最大件直徑≤10m；

(4) 裝車的車輛總高度≤1.2m；

(5) 最大件寬度≤10m；

（6）卸最大件時(shí)：最大作業(yè)半徑≤9m+12m；

(7) 裝最大件時(shí)：停車中心線距離桅桿吊基礎(chǔ)的距離為7.5m 時(shí)，設(shè)備中心距人字型吊桿的距離為5m+0.45m（間隙）

圖4 500 噸級(jí)桅桿吊卸船裝車

5 結(jié)束語(yǔ)

業(yè)主方首次獨(dú)立建設(shè)千萬(wàn)噸級(jí)煉油廠，首次實(shí)行大型設(shè)備吊裝和運(yùn)輸集中管理模式，所有大型和超限設(shè)備全部安全、順利、高效地成功吊裝和運(yùn)輸，沒(méi)有發(fā)生一例HSE 事故和設(shè)備事故；同時(shí)，節(jié)省大型設(shè)備吊裝管理費(fèi)約4500萬(wàn)元?！按笮驮O(shè)備吊裝和運(yùn)輸聯(lián)合管理協(xié)調(diào)小組”獲得業(yè)主方2013年度特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。

集中管理模式從科學(xué)策劃到成功實(shí)施，再一次證明工程建設(shè)離不開(kāi)技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，優(yōu)秀的工程業(yè)績(jī)是技術(shù)與管理緊密結(jié)合的結(jié)晶。