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        小型技改項(xiàng)目中管道專業(yè)難點(diǎn)問題及應(yīng)對(duì)措施

        2021-08-28 03:14:04王永磊
        化工設(shè)計(jì) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:業(yè)主圖紙管線

        王永磊

        中海油石化工程有限公司 青島 266100

        隨著安全、環(huán)保要求的提高,擴(kuò)能增效需求的增加,石化裝置優(yōu)化升級(jí)的技改項(xiàng)目越來越多。所謂技改項(xiàng)目,是在原有裝置的基礎(chǔ)上做設(shè)計(jì)修改,與新建裝置相比,其復(fù)雜性高、未知因素多,設(shè)計(jì)及施工工作比較繁瑣,尤其是一些小型技改項(xiàng)目。近三年來,筆者一直致力于石化裝置小型技改項(xiàng)目的相關(guān)工作,對(duì)設(shè)計(jì)和施工過程中遇到的問題非常熟悉,總結(jié)了一套自己的經(jīng)驗(yàn)。下面對(duì)這些問題及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行具體闡述。

        1 難點(diǎn)問題

        1.1 圖紙問題

        上游工藝專業(yè)的條件,具體改造內(nèi)容可能是增加幾條管線或幾臺(tái)閥門等,看似很簡(jiǎn)單,對(duì)管道專業(yè)卻很復(fù)雜,因?yàn)樾枰龅墓ぷ骱芏啵翰檎蚁嚓P(guān)的原有設(shè)備或管道平面布置圖、管道施工圖(ISO圖)等。有些情況還需要查找相關(guān)的結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙(結(jié)構(gòu)梁、設(shè)備基礎(chǔ)位置及大小等)。有時(shí)候,查找相關(guān)圖紙的時(shí)間可能約占設(shè)計(jì)時(shí)間的50%,甚至更高。

        很多技改項(xiàng)目,由于業(yè)主提供的原圖紙質(zhì)量不高,更加重了設(shè)計(jì)難度。其原因主要有兩方面:第一,運(yùn)行中的項(xiàng)目比較舊,業(yè)主方資料室的原有設(shè)計(jì)資料不全;或者現(xiàn)場(chǎng)多次進(jìn)行改造,配管情況與圖紙不符,更增加了技改項(xiàng)目的難度,相關(guān)設(shè)計(jì)人員只能去現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,再將測(cè)量數(shù)據(jù)反映到圖紙中。第二,對(duì)于新建的項(xiàng)目,設(shè)計(jì)單位會(huì)交付施工圖及竣工圖。而對(duì)于某些技改項(xiàng)目,只有施工圖,沒有竣工圖存檔,同時(shí)由于設(shè)計(jì)深度不夠,很多施工都是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量,失去了施工圖的價(jià)值。且施工過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)很多問題,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整配管或增加材料的工程聯(lián)絡(luò)單比比皆是。

        1.2 碰撞問題

        在原有裝置中增設(shè)設(shè)備、管線及閥門等,難免會(huì)出現(xiàn)與原有結(jié)構(gòu)梁柱、相關(guān)設(shè)備或管線等相碰的問題,主要有以下幾個(gè)方面:

        (1)新舊管線之間的沖突

        技改項(xiàng)目中,很多修改會(huì)涉及到在管廊上增加管線,對(duì)那些有預(yù)留空間的裝置來講,相對(duì)比較容易。但對(duì)于如圖1所示的管廊,原有管線占滿了一層,若有新增管線穿過,按常規(guī)設(shè)計(jì)的話,很難辦到。

        圖1 管線密集的管廊

        (2)設(shè)備基礎(chǔ)之間的沖突

        某煉廠苯乙烯裝置有一項(xiàng)技改工作:密排泵需增加備用泵?,F(xiàn)場(chǎng)與業(yè)主對(duì)接后,擬將備用泵放置在如圖2所示的位置上,與原備用泵相鄰。

        圖2 增加備用泵

        但在核對(duì)相關(guān)圖紙時(shí)發(fā)現(xiàn),新增基礎(chǔ)與原有設(shè)備基礎(chǔ)沖突。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置比較緊湊,沒有其他位置可選。經(jīng)與土建專業(yè)協(xié)調(diào),及多次核算,最終的方案是與原有泵基礎(chǔ)做成了聯(lián)合基礎(chǔ)。

        (3)新管線與儀表橋架等其他設(shè)施的沖突

        若技改項(xiàng)目中,新增管線需要穿過儀表橋架,如圖3所示。

        圖3 增加部分管線

        沒有更好的設(shè)計(jì)方案,只能增加彎頭繞過去,降低了美觀感。

        (4)新增設(shè)備與地上管線之間的沖突

        某煉廠乙苯裝置P115AB目前選用磁力泵,開工階段,操作不平穩(wěn),容易造成磁力泵損壞,影響整個(gè)開工進(jìn)度,改造將增加一臺(tái)離心泵P115C,提高抗干擾能力,理想的設(shè)計(jì)位置應(yīng)與AB泵并排放置,但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況是AB泵的南邊為調(diào)節(jié)閥組。最后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,選擇放置在如圖4所示的空地上,不僅美觀上不如人意,也增加了新增泵出入口管線配管的設(shè)計(jì)難度。

        圖4 增加設(shè)備的位置示意圖

        諸如此類碰撞問題的存在,直接導(dǎo)致只能尋找折中的方案,一方面延長了設(shè)計(jì)工期,另一方面無法做到從全局的角度解決問題,影響了新增設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和裝置的美觀程度。

        (5)新增設(shè)備與地下管線之間的沖突

        某氣分裝置新增一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī),其基礎(chǔ)與地下DN250的消防水線沖突。由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,設(shè)備位置無法調(diào)整,只能調(diào)整原有管線,施工方將消防水管在斜管位置處整體往左移動(dòng),避開鼓風(fēng)機(jī)基礎(chǔ),如圖5所示。

        圖5 平面位置圖

        1.3 業(yè)主方審查問題

        技術(shù)改造的業(yè)主參與到項(xiàng)目的整個(gè)設(shè)計(jì)周期,業(yè)主方一般通過圖紙審查的方式進(jìn)行方案控制和進(jìn)度控制。

        首先,就管道專業(yè)圖紙而言,一方面,審查圖紙不及時(shí),致使返回意見滯后,延長了設(shè)計(jì)工期;另一方面主客觀干擾因素太多,設(shè)計(jì)方很難完全按照設(shè)計(jì)規(guī)定獨(dú)立做設(shè)計(jì)。

        其次,接收的上游工藝專業(yè)條件常常不是最終版,最終版條件和初版相比會(huì)有調(diào)整,造成設(shè)計(jì)修改。

        有時(shí)候和施工進(jìn)度也有關(guān)系,考慮到檢修時(shí)間較短,有些工序來不及施工,裝置就要開車;基于這個(gè)因素,業(yè)主方可能會(huì)取消一部分流程,使得一部分圖紙需要設(shè)計(jì)方修改。

        1.4 為下游專業(yè)提條件問題

        與管道專業(yè)打交道的下游專業(yè)較多,如儀表、土建及水電等,需要給他們提設(shè)計(jì)條件,比如:增加一個(gè)電動(dòng)閥,如圖6所示。

        圖6 更換緊急切斷閥

        可能涉及到結(jié)構(gòu)專業(yè)平臺(tái)加固,儀表專業(yè)電纜設(shè)置等,需提出電動(dòng)閥的位置條件及平臺(tái)荷載條件。管道專業(yè)需查找相關(guān)結(jié)構(gòu)圖紙,并計(jì)算支點(diǎn)處荷載。由于平臺(tái)加固不同于新建,下游專業(yè)在設(shè)計(jì)后期可能需要管道專業(yè)多次調(diào)整和確認(rèn)。

        1.5 管道應(yīng)力計(jì)算問題

        如果在已經(jīng)服役的溫度較高管線上添加管線,需要進(jìn)行詳細(xì)應(yīng)力計(jì)算。設(shè)計(jì)人員不能任意地破壞原有管線受力情況,同時(shí)還要保證新接管線的安全。為獲得準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果,一般選擇將原有管線也模擬出來,與現(xiàn)有管線同時(shí)進(jìn)行分析,直到原有管線第一個(gè)固定支架或設(shè)備口結(jié)束。對(duì)于末端的固定支架,還需要分析技改前后固定支架受力是否增加,增加幅度大不大,如果太大,需要核算原有固定支架能否承受得?。粚?duì)于設(shè)備口,還需要校核設(shè)備口荷載是否超出允許值。

        原有管線不能調(diào)整是新加管線分析和設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn),如何通過調(diào)整新增管線,使其增加給原有管線的受力達(dá)到最低,這是技改工作一直追求的目標(biāo)。

        1.6 管道試壓?jiǎn)栴}

        施工規(guī)范要求:管道安裝完畢、熱處理和無損檢測(cè)合格后,應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)的前提是要做試壓包,需要盲板隔離,但對(duì)于在原有管線上新增支管的項(xiàng)目,總有一段管線無法與原管線隔開,如試壓的話,必須與原有管線一起試壓,有時(shí)很難做到。施工單位只能采用替代措施:焊縫100%檢測(cè)、柔性分析以及泄漏試驗(yàn)等[1],但應(yīng)提前經(jīng)設(shè)計(jì)單位及建設(shè)單位同意。

        1.7 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一致問題

        某煉廠2020年10月技改項(xiàng)目施工過程中發(fā)現(xiàn):

        (1)新增分水罐液位計(jì)管口法蘭執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一致:新增設(shè)備液位計(jì)管口法蘭是石化標(biāo)準(zhǔn),密封面為凸面法蘭,而利舊的配對(duì)法蘭是歐系標(biāo)準(zhǔn),密封面為凹凸面,如圖7所示。

        圖7 更換的分水罐

        為不影響施工,重新進(jìn)行了采購。

        (2)新增分水罐的出入口管嘴法蘭標(biāo)準(zhǔn)都為美標(biāo),而原有管線配對(duì)法蘭標(biāo)準(zhǔn)都為機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)(JB),如圖8所示。

        圖8 原有管線法蘭與新增設(shè)備配對(duì)

        考慮到新增罐為常壓罐,結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在低壓條件下,可以進(jìn)行配合使用,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了打磨安裝。

        該裝置運(yùn)行了幾十年,原管道執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)比較舊,技改設(shè)計(jì)時(shí)執(zhí)行新的標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)施工問題。

        1.8 工期緊張問題

        不管是設(shè)計(jì)方,還是施工方,都會(huì)承受著時(shí)間緊、任務(wù)重的雙重壓力。對(duì)設(shè)計(jì)院來講,很多時(shí)候,業(yè)主方要求完成時(shí)間比較苛刻,等到管道專業(yè)拿到設(shè)計(jì)條件時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)間已相當(dāng)緊張。對(duì)施工方來講,停工檢修有時(shí)僅一個(gè)多月,按圖完成施工時(shí)間已很緊張,更何況,現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)整的情況比較多,與設(shè)計(jì)院來回溝通又耽誤額外時(shí)間。

        1.9 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的施工可行性問題

        例如,某裝置需要增加一個(gè)除臭設(shè)備(撬塊3500×2500×4000mm),如圖10所示,擬放置在圖9所示管廊和框架之間的空地上,空間充裕,管線配管也沒問題。

        圖9 新增撬裝設(shè)備的位置

        圖10 設(shè)計(jì)模型

        但如何將撬塊吊裝進(jìn)來,是一個(gè)很棘手的施工問題。吊車進(jìn)不來,叉車載重量又不夠,若吊車站位放置在裝置外面的通道上,吊車的計(jì)算載荷將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)備本身的荷載。現(xiàn)場(chǎng)估算,需要40t左右的吊車??紤]到裝置施工期間需要新增一臺(tái)臥式容器,所需起重機(jī)額定荷載大于40t,施工期間,可以借用。所以,三方最終確定了設(shè)計(jì)及吊裝方案。

        1.10 業(yè)主參與問題

        對(duì)于一般技改項(xiàng)目,都需要提前和業(yè)主溝通,業(yè)主方會(huì)提出一些意見。此外,初版設(shè)計(jì)圖紙?jiān)跇I(yè)主方審查,甚至多次審查以后,業(yè)主一般也會(huì)現(xiàn)場(chǎng)提出一些意見。這也是技改項(xiàng)目與新建裝置在設(shè)計(jì)過程中較大的區(qū)別之一。

        1.11 規(guī)范更新問題

        隨著項(xiàng)目的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)范更新也越來越頻繁,因此裝置新建時(shí)實(shí)行的是一版規(guī)范,等到技術(shù)改造時(shí)就有可能是另一版新規(guī)范,這就給設(shè)計(jì)、施工方帶來一定的隱患。設(shè)計(jì)、施工過程中不能完全按照原項(xiàng)目的統(tǒng)一規(guī)定去執(zhí)行,必須將新規(guī)范中的新增條款加進(jìn)去,進(jìn)而增加不少工作量。例如,市場(chǎng)監(jiān)管總局關(guān)于特種設(shè)備行政許可有關(guān)事項(xiàng)的公告(國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局公告2019年第3號(hào))中,壓力管道取消了GC3,即除了GC1之外,其余都是GC2。對(duì)原有GC3管道的焊縫檢驗(yàn)等級(jí)提高了要求,設(shè)計(jì)、施工單位在技改項(xiàng)目中應(yīng)給予重視。

        2 應(yīng)對(duì)措施建議

        2.1 設(shè)計(jì)方

        (1)及時(shí)準(zhǔn)確地了解業(yè)主的意圖,多多溝通。

        (2)應(yīng)準(zhǔn)確地了解現(xiàn)場(chǎng)情況,對(duì)于新增設(shè)備、復(fù)雜管線等項(xiàng)目,應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接的形式,充分了解現(xiàn)場(chǎng)吊裝、配管可行性等,避免后期出現(xiàn)施工困難、碰撞等問題。

        (3)涉及到需要其他專業(yè)、相關(guān)校審人參與的項(xiàng)目,應(yīng)盡早使其參與進(jìn)來,多多溝通,避免返工等問題的出現(xiàn)。

        (4)對(duì)于需要應(yīng)力計(jì)算的管道,應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì),管道、管機(jī)專業(yè)應(yīng)在相互溝通的基礎(chǔ)上同步進(jìn)行,減少設(shè)計(jì)時(shí)間。

        (5)關(guān)注規(guī)范更新,及時(shí)廢止舊規(guī)范條款。

        (6)應(yīng)在堅(jiān)持設(shè)計(jì)規(guī)范、原則的基礎(chǔ)上,盡量靈活出圖,留有彈性余量,將現(xiàn)場(chǎng)后期施工過程的微調(diào)考慮在內(nèi)。

        2.2 施工方

        (1)對(duì)于試壓比較困難的管道,應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)方溝通,共同商討最合適的方案。

        (2)對(duì)于相對(duì)比較復(fù)雜的項(xiàng)目應(yīng)盡早入場(chǎng),熟悉現(xiàn)場(chǎng)情況,審查圖紙問題;對(duì)材料缺失,關(guān)鍵管道或設(shè)備施工等問題應(yīng)及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)方,使其能及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)材料,制定新的施工方案等,避免耽誤施工進(jìn)度。

        2.3 業(yè)主方

        (1)歸檔的竣工圖和歷次技改的圖紙都應(yīng)及時(shí)、完整、準(zhǔn)確,確保現(xiàn)場(chǎng)情況與圖紙一一對(duì)應(yīng)。

        (2)全過程參與技改項(xiàng)目的立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工及竣工驗(yàn)收工作。

        (3)對(duì)技改的施工圖紙應(yīng)及時(shí)審查,并反饋意見給設(shè)計(jì)院,及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)。

        (4)及時(shí)跟進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)度,及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)疑難問題[2]。

        (5)采辦程序盡量精簡(jiǎn),保證項(xiàng)目工期。

        (6)避免材料代用[3]。

        3 結(jié)語

        通過上面的介紹,不難發(fā)現(xiàn)小型技改項(xiàng)目與新建項(xiàng)目相比,其內(nèi)容錯(cuò)綜復(fù)雜,問題也種類繁多,涉及到的三方單位(設(shè)計(jì)方、施工方及業(yè)主方)存在著圖紙不全,設(shè)計(jì)繁瑣及施工難度等一系列問題。建議三方單位結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,加強(qiáng)溝通,及時(shí)交換意見,互通有無,在滿足項(xiàng)目進(jìn)度的前提下,務(wù)必確保安全第一、質(zhì)量為本。

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