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        淺談空分冷箱施工工藝

        2020-09-22 13:27:18梁書光
        理論與創(chuàng)新 2020年14期
        關(guān)鍵詞:模塊化

        【摘? 要】根據(jù)歷年不同氣體公司的冷箱產(chǎn)品特點(diǎn)和配套的施工工藝,尋求最佳的冷箱設(shè)計(jì)和施工工藝來降低成本。冷箱的設(shè)計(jì)決定了冷箱的施工工藝,施工工藝反之推動(dòng)冷箱設(shè)計(jì)的改變。項(xiàng)目不同,冷箱的施工工藝會(huì)不同。但是冷箱模塊化,機(jī)械化以及管理精細(xì)化是發(fā)展趨勢(shì)。

        【關(guān)鍵詞】冷箱,施工工藝,模塊化

        引言

        隨著我國(guó)冶金、石化、煤化工等產(chǎn)業(yè)十多年來對(duì)空分設(shè)備大型化需求的日益增加,空分設(shè)備規(guī)格朝著大型、特大型方向發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),大型空分項(xiàng)目由單臺(tái)的1萬Nm3/H氧裝機(jī)量,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為單臺(tái)15萬Nm3/H氧裝機(jī)量。

        作為空分裝置的重點(diǎn)設(shè)備,單套空分冷箱高度可以達(dá)到70米,重量可達(dá)950噸。冷箱越來越重,形狀也越來越大,安裝難度和危險(xiǎn)性越來越大。這就要求冷箱的施工工藝在此大環(huán)境影響下也要不斷的改變和調(diào)整。

        1.我國(guó)的基本國(guó)情

        改革開放初期,我們是貧困國(guó)家。相比機(jī)械成本和材料成本,人力成本相對(duì)極為便宜,大型吊裝機(jī)械價(jià)格昂貴。同時(shí)因?yàn)榇笮蜋C(jī)械資源稀少,容易造成吊裝檔期和施工進(jìn)度不匹配。所以此時(shí)的冷箱施工工藝以散裝到現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)立式安裝為主。這和當(dāng)時(shí)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械便宜,人工昂貴的國(guó)情截然不同。

        進(jìn)入本世紀(jì)10年代,隨著大型機(jī)械的資源越來越多。機(jī)械的臺(tái)班單價(jià)和人工單價(jià)比越來越小。越來越多的大型空分項(xiàng)目會(huì)施工更多的機(jī)械作業(yè)來減少人力作業(yè)。

        2.冷箱施工工藝的改變因素

        2.1項(xiàng)目進(jìn)度需求

        從項(xiàng)目投資角度來講,越早投產(chǎn)越能帶來利益。項(xiàng)目的進(jìn)度就成為項(xiàng)目是否成功的一個(gè)關(guān)鍵考核因素。這就促進(jìn)了冷箱朝向模塊化設(shè)計(jì),各個(gè)專業(yè)施工齊頭并進(jìn)同時(shí)進(jìn)行。

        2.2施工人力成本要求

        隨著人工紅利的消失,技術(shù)工種需求量與實(shí)際供給量不對(duì)稱。人力成本大幅度增加。負(fù)責(zé)冷箱安裝的安裝公司希望工程進(jìn)度更緊湊,工作效率更高效,降低施工成本。同時(shí)空分項(xiàng)目建設(shè)單位也希望降低成本來提供市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

        2.3國(guó)家監(jiān)管力度

        國(guó)家安全監(jiān)察部門也越來越加大對(duì)有高風(fēng)險(xiǎn)的高空作業(yè)的控制。同時(shí)隨著國(guó)民安全意識(shí)的提高和現(xiàn)場(chǎng)管理的精細(xì)化,越來越多的施工人員開始重視安全文明施工。

        3.冷箱的施工工藝

        3.1冷箱主要組成部分有以下3個(gè)部分

        (1)作為保溫箱的鋼結(jié)構(gòu)外殼。(鋼結(jié)構(gòu),冷箱面板)

        (2)內(nèi)部核心設(shè)備(熱交換器/塔器)。

        (3)管道工程,儀表工程。

        3.2冷箱主要組成部分的施工特點(diǎn)

        (1)在大型空分項(xiàng)目中,鋼結(jié)構(gòu)施工比較繁瑣,難度比較大。高空作業(yè)多,安全風(fēng)險(xiǎn)高。如何降低鋼結(jié)構(gòu)施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)是考慮方向。

        (2)冷箱內(nèi)塔是安裝重點(diǎn)。需要大型吊機(jī)。同時(shí),塔的到貨時(shí)間受到一定條件限制。如何把鋼結(jié)構(gòu)施工和塔吊裝綜合考慮一直是降低施工成本的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

        (3)管道工程和儀表工程的施工周期比較長(zhǎng)。從歷年冷箱施工質(zhì)量事故分析中。管道工程和儀表工程的施工質(zhì)量問題占據(jù)絕大部分。所以如何控制管道工程和儀表工程的施工一直也是施工質(zhì)量關(guān)注的重點(diǎn)。從施工質(zhì)量控制難易程度來看,一般是地面整體預(yù)制冷箱要優(yōu)于立式安裝冷箱。車間制造冷箱由于施工現(xiàn)場(chǎng)制造冷箱。

        3.3目前的冷箱施工工藝

        舉空分冷箱最重的精餾塔冷箱為例。目前國(guó)內(nèi)的冷箱施工工藝主要有以下3個(gè)方向:

        (1)冷箱框架材料在工廠預(yù)制成梁,柱,板散件。發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)后搭設(shè)滿堂腳手架高空拼接。在鋼結(jié)構(gòu)安裝到一定高度后,整體吊裝冷箱內(nèi)設(shè)備精餾塔或者高空分段組對(duì)冷箱內(nèi)設(shè)備精餾塔。管道地面預(yù)制,高空立式安裝。典型的有法國(guó)液空公司產(chǎn)品。

        優(yōu)點(diǎn):①降低鋼結(jié)構(gòu)材料規(guī)格。②最大噸位的吊機(jī)噸位相對(duì)小一些。

        缺點(diǎn):①高空作業(yè)比較多,高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)比較高。②進(jìn)度比較慢。③施工質(zhì)量保證相對(duì)難度大。④吊車臺(tái)班相對(duì)多一些。

        (2)冷箱框架材料的預(yù)制加深模塊化。工廠制造時(shí),已經(jīng)把鋼結(jié)構(gòu)制造成片。流水線作業(yè)發(fā)到項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng),直接吊裝,或地面拼裝成面或段。冷箱內(nèi)設(shè)備精餾塔整體吊裝或者分段吊裝在高空中進(jìn)行組對(duì)安裝。工藝管道部分地面預(yù)制,立式安裝。典型的有德國(guó)Linde公司和國(guó)內(nèi)的龍頭杭氧等。

        優(yōu)點(diǎn):①在一定程度上減少了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。②在一定程度上提高了工作效率。③最大噸位的吊車噸位相對(duì)小一些。

        缺點(diǎn):①工藝管道作業(yè)效率低。工期相對(duì)水平制作冷箱要長(zhǎng)。②施工進(jìn)度受到土建進(jìn)度影響。③冷箱鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)需要施工作業(yè)空間,影響周圍其他施工作業(yè)。④油漆質(zhì)量和焊接質(zhì)量相對(duì)水平制造冷箱更難控制。⑤吊車臺(tái)班相對(duì)多一些。

        (3)冷箱框架材料的預(yù)制繼續(xù)加深模塊化。(現(xiàn)場(chǎng))水平制造整體/分段冷箱,現(xiàn)場(chǎng)直接一次吊裝或者對(duì)接。典型的有美國(guó)空氣化工產(chǎn)品公司。

        優(yōu)點(diǎn):①施工難度低,高效,不占用現(xiàn)場(chǎng)施工空間。②質(zhì)量容易控制。③高空作業(yè)相對(duì)少,施工比較安全。④節(jié)省工期,可以和打樁/土建施工同步進(jìn)行,大大節(jié)省工期。尤其對(duì)于產(chǎn)品線冷箱。⑤大型吊車臺(tái)班相對(duì)少一些。

        缺點(diǎn):①受到陸路運(yùn)輸限制,尤其對(duì)于內(nèi)陸大型空分項(xiàng)目。所以促進(jìn)了在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制區(qū)水平制作冷箱,冷箱短駁后整體吊裝。②對(duì)于多套空分裝置,在設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮設(shè)備布置。指定施工計(jì)劃時(shí),需要考慮冷箱吊裝區(qū)的其他作業(yè)的先后順序。③由于整體吊裝,冷箱的框架材料強(qiáng)度上會(huì)考慮的多一些。④在這三種主流冷箱施工工藝的基礎(chǔ)上會(huì)推動(dòng)一些設(shè)計(jì)改變,如對(duì)于超大型空分項(xiàng)目,把精餾塔冷箱分成兩個(gè)冷箱來降低冷箱的重量和尺寸。如冷箱形狀有矩形和圓形。

        4.冷箱施工工藝的制約因素

        (1)氣體公司的戰(zhàn)略考慮,氣體公司的戰(zhàn)略考慮不同,相應(yīng)的設(shè)計(jì)和施工工藝也就不同。

        ①對(duì)于氣體僅供貨不負(fù)責(zé)施工的項(xiàng)目,為了降低合同總價(jià),增加投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)力,把施工部分剝離出去。同時(shí)把冷箱供貨的鋼結(jié)構(gòu)部分材料費(fèi)降低,施工難度會(huì)考慮的相對(duì)少一些。

        ②對(duì)于高附加值的電子氣項(xiàng)目,進(jìn)度要求非常高?;旧蠒?huì)采用水平制造整裝冷箱(車間或者現(xiàn)場(chǎng)制造),一次性吊裝的施工工藝來滿足項(xiàng)目進(jìn)度需求。

        (2)企業(yè)文化。①氣體公司的施工安全管理文化不同。對(duì)工效考核指標(biāo)不同。

        ②氣體公司是否愿意主動(dòng)改變冷箱概念設(shè)計(jì)和施工工藝的動(dòng)力和阻力不同。

        (3)項(xiàng)目特點(diǎn)。運(yùn)輸限制,尤其對(duì)于超大型空分,冷箱水平運(yùn)輸受到陸運(yùn)的限制。

        ①場(chǎng)地限制,施工現(xiàn)場(chǎng)不具備冷箱施工場(chǎng)地。

        ②關(guān)鍵設(shè)備供貨進(jìn)度限制。

        ③產(chǎn)品線項(xiàng)目。

        ④供貨范圍和客戶需求。

        5.結(jié)論

        每個(gè)項(xiàng)目會(huì)有自己的特殊性,不能絕對(duì)的說某一種施工工藝在任何項(xiàng)目都是最好的。第2種冷箱安裝模塊化在國(guó)內(nèi)空分項(xiàng)目上雖然為冷箱施工工藝主流。但冷箱制造模塊最大化的整裝冷箱依然受到市場(chǎng)的青睞。保留制造車間的氣體公司一般都會(huì)保留整裝冷箱制造工藝。

        所以隨著人口紅利的逐漸消失,冷箱的施工機(jī)械化,制造模塊化,管理精細(xì)化是冷箱施工工藝發(fā)展趨勢(shì)。

        作者簡(jiǎn)介:梁書光(1981.12-),男,漢族,安徽蕭縣人,學(xué)士,冷箱施工工程師。

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