海外炼化工程设计评审要点研究

沈江涛徐歆桐 中石化上海工程有限公司 上海200120

工程项目设计评审是对设计质量进行有效控制的重要手段。设计评审的目的是为了控制设计文件，包括设计中间文件和设计成品文件的质量，确定设计输出是否达到了设计输入要求，检验项目的设计成品是否达到项目合同、业主标准及项目指定设计标准的要求，找到设计中需要改进之处，从而保证项目的技术水平和设计质量，实现项目设计的优化。

设计评审一般包括两方面的内容，一是项目设计开展过程中，针对不同设计阶段在达到预定的设计进度节点时需要开展的设计评审;二是项目设计开展过程中，遇到技术性的问题，需要进行设计评审来解决问题。本文主要针对第一种情况进行论述。

海外炼化工程项目的质量策划中，一般均需包括对工程设计的评审要求。业主的招标文件(Instruction to Bidders，简称ITB)通常会规定承包商对设计评审的要求，承包商按照ITB文件编制的设计评审计划和规定一般需要得到项目业主的批准后才能实施。业主项目管理团队针对项目的质量审计，也会包含对承包商设计评审开展情况的检查。

因此，承包商在进行项目质量策划时，需要对项目设计评审的要点进行研究，明确设计评审的范围、内容，并对评审时间节点、参加人员等作出计划，必要时还需编制项目设计评审规定。(一般可采用承包商公司的标准文件)。

1 设计评审计划

虽然因项目类型的不同，设计评审的内容和要求也会有所不同，但一般境外炼化工程项目需完成如下设计评审:

(1)3D模型审查(3D Model Review)。

(2)HAZOP审查(HAZOP Review)。

(3)SIL评估(Safety Integrity Level Evaluation)。

(4)施工可行性审查(Constructability Review)。

(5)操作、维修可行性审查(Operation and Maintainability Review)。

(6)总图、设备布置图审查(Plot Plan Review)。

(7)危险区域划分图审查(Electrical Hazardous Area Classification Review)。

(8)各专业综合审查(Squad Check)。

此外，必要时还应进行设计优化评审(Value Engineering Review)、工厂准备就绪程序(Plant Readiness Program)评审等。

2 3D模型审查

3 D模型设计的范围与深度已经从最初仅限于主要设备、管道、结构的建模，发展到设备部件细节、管道支架、接线箱、操作柱、照明、机柜等各种细部信息的准确表达。

对于海外炼化工程项目而言，3D模型设计已经成为了一个最基本的要求，而境外业主对于3D模型设计的要求通常也更为苛刻，甚至可以说最终交付的模型几乎就是一个和现场实际情况完全一致的虚拟现场。

为了保证模型和相关专业设计文件的一致性，以及各相关设计的实际可行性，必须在项目的不同阶段进行模型审查。通常模型审查可以在完成建模工作量的30%、60%、90%三个不同阶段组织模型审查会，而且每个阶段审查的重点均有所不同。

2.1 各阶段模型审查重点

以某典型海外炼化工程项目为例介绍各阶段模型审查的重点。

2.1.1 30%模型审查的重点

(1)总图布置。

(2)设备布置。

(3)设备主管口方位。

(4)关键管道(管径不小于DN250的管道以及主要应力管道)的管路布置。

(5)地下设施布置。

(6)主要建构筑物结构。

(7)主要设备基础布置。

(8)主电缆桥架布置。

2.1.2 60%模型审查的重点

(1)确认30%模型审查意见关闭情况。

(2)管径不小于DN50的管路布置。

(3)建构筑物设计一致性。

(4)主要给排水、消防管路布置。

(5)所有的设备基础布置。

(6)检维修梯子平台设计。

(7)在线仪表布置。

(8)主要电气设备布置。

(9)二次桥架布置。

(10)暖通设备及风管布置。

(11)与主要机械设备、仪电设备供货商资料的一致性。

2.1.3 90%模型审查的重点

(1)确认60%模型审查意见关闭情况。

(2)管径小于DN50的管路布置。

(3)管道支架布置。

(4)所有给排水、消防管路布置。

(5)所有仪表设备布置。

(6)所有电气设备布置。

(7)所有分支桥架布置。

(8)与所有供货商资料的一致性。

2.2 模型审查需准备的材料及审查意见的关闭

2.2.1 3D模型审查所需准备的资料

(1)工艺管道及仪表流程图(PID)。

(2)管线一览表。

(3)设备一览表。

(4)设备平立面布置图。

(5)总图。

(6)框架结构图。

(7)建筑图。

(8)管道平面布置图。

(9)管道等级表。

(10)供货商资料。

(11)3D模型审查执行程序。

(12)其他相关专业的建模输入条件。

2.2.2 3D模型审查意见的记录与关闭

3 D模型设计软件都自带审查意见标注功能，每一项审查意见都须赋予唯一的编号，待审查结束后，所有的审查意见可导出为可编辑Excel文件。

对于每一项审查意见，相关专业都需要给出具体的处理意见。在完成所有必要的修改后，项目组须编制3D模型审查意见关闭报告并报业主审批。报告中须明确表达各项审查意见的处理意见和当前状态，同时还须对每一项关闭的条目附上修改前以及修改后的模型截图，以供业主确认关闭情况。

3 HAZOP审查

HAZOP全称为Hazards and Operability Analysis/Study，即危险及可操作性分析。

HAZOP分析是以系统工程为基础的一种可用于定性分析或定量评价的危险性评价方法，用于探明生产装置和工艺过程中的危险及其原因，寻求必要对策。通过分析生产运行过程中工艺状态参数的变动、操作控制中可能出现的偏差、以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，找出出现变动或偏差的原因，明确装置或系统内及生产过程中存在的危害因素及主要危险，并针对变动与偏差的后果提出应采取的措施。

HAZOP分析方法可按分析的准备、完成分析和编制分析结果报告三个步骤来完成。HAZOP审查会通常由第三方人员主持，连同一个多方面的、专业的、熟练的人员组成的小组共同召开，并按照规定的方法对偏离设计的工艺条件进行过程危险和可操作性研究。

3.1 HAZOP审查会参加人员要求

通常参加HAZOP审查会的人员为:主席、记录员、设计经理、安全经理、工艺工程师、仪表工程师、业主方对口专业工程师、专利商、大型包设备供货商等。其中，主席是最为关键、核心的角色，为了保证审查过程与结果的客观与公正，主席必须来自第三方。

3.2 HAZOP审查所需准备的资料

(1)HAZOP审查执行程序。

(2)工艺物料流程图(PFD)。

(3)工艺管道及仪表流程图(PID)。

(4)因果关系图。

(5)总图。

(6)设备工艺数据表。

(7)危险区域划分图。

(8)管线表。

(9)管道材料表。

(10)安全阀数据包。

(11)界区条件表。

3.3 HAZOP分析方法

在HAZOP审查会召开之前，主席会根据项目提供的资料先行研究工艺过程及控制要求，并在工艺系统中设置若干个节点，将整个系统划分成若干段。

在会议上，主席会按照节点顺序对每一段工艺系统进行分析。分析的过程须通过不同关键词及参数的组合来引导HAZOP审查团队讨论可能产生的后果，并对后果进行评估;同时确认当前设计中与此相关的所有已经考虑了的保护措施，并对不足之处提出合理的建议。

3.4 HAZOP审查意见的关闭

在HAZOP审查会结束后，主席和记录员会另行整理会议中讨论的内容，并最终出版一份审查报告，其中也包括整改建议汇总表。

承包商须基于该汇总表逐项确认处理意见，并针对每一项意见分别编制关闭记录表，然后正式提交业主逐项确认，直到所有条目都得到业主的审批确认。

4 SIL评估

SIL全称为Safety Integrity Level，即安全完整性等级。SIL是一组离散型参数，是机能安全的一部分，定义为由于安全机能所降低风险的相对水平，或是风险降低后，风险的相对水平。简单来说，安全完整性等级就是度量安全仪表系统(Safety Instrumented Function，简称SIF)所需要的性能。SIL设置有SIL1～4级，其中SIL4最高，SIL1最低。SIL等级越高，相应的安全防护系统可靠性也越高。

通过SIL安全完整性等级分析，综合考虑工艺、设备、仪表等各专业在装置安全保障中的作用基础上对装置的SIS系统的设置水平、可靠性进行定量评估，从而实现整个装置的安全运行。SIL分析贯穿于SIS系统的整个安全生命周期:从系统的设计、制造、安装运行、操作维护、验证直至退出使用。

4.1 SIL评估会参加人员要求

通常参加SIL评估会的人员结构与HAZOP设审查会的要求非常相似:包括主席、记录员、设计经理、安全经理、工艺工程师、仪表工程师、业主方对口专业工程师、专利商、大型包设备供货商等。其中，主席是最为关键、核心的角色，为了保证审查过程与结果的客观与公正，主席必须来自第三方。

4.2 SIL评估会所需准备的资料

(1)SIL评估执行程序。

(2)HAZOP审查报告。

(3)工艺管道及仪表流程图(PID)。

(4)工艺控制描述。

(5)工艺联锁说明。

(6)因果关系图。

4.3 SIL评估方法

在SIL评估会召开之前，主席会根据项目提供的资料先行研究整个控制系统的原理和要求，并将控制系统划分成若干个安全系统功能块。

在会议上，主席会以安全系统功能块为单位对控制系统进行分析评估。评估的过程是分析所评估的功能块所保护的工艺系统在可能面临的各种风险工况下，假设该功能块失效的情况下，是否还有其他的保护措施，并对各种风险的发生频率、造成的影响，以及这些保护措施的独立性进行定量分析，从而得出所评估功能块的SIL等级要求。如果同一功能块在不同风险工况下的SIL等级要求不同，取最高的等级要求。

4.4 SIL评估意见的执行

在SIL评估会结束后，主席和记录员会另行整理会议中讨论的内容，并最终出版一份审查报告，其中将明确各功能块的SIL等级要求。

承包商须基于该报告中所有要求等于或高于SIL2等级功能块进行SIL计算，并根据计算结果来调整相关控制系统及功能元件的配置，以达到所要求的SIL等级。

5 关键设计文件审查

对于项目中的关键性设计文件，在正式出版之前，可由项目组织召开专题审查会进行各专业会审，以最大程度地提高相关设计文件的正确性和可行性。

5.1 关键设计文件的定义范围

通常关键设计文件的定义范围为:总图、设备布置图、危险区域划分图、防火区域划分图。但各专业负责人也可根据实际情况将其他类别的设计文件提请组织关键设计文件审查会。

5.2 关键设计文件审查的执行过程

为了提高效率，节约时间，通常在审查会前提前将相关文件分发给各相关专业预审。当各专业预审意见返回后，主导专业须将收到的所有意见进行检查和筛选，并安排该关键设计文件的审查会。

关键设计文件审查会需要所有相关专业到会参加讨论，并由项目工程师来主持。所有经过主导专业筛选出来的问题都必须在审查会上进行有效充分的讨论，并在会上达成一致意见。

会议讨论的结果可以在Master Copy的图纸上表述修改方案，并通过会议纪要的形式来加以记录，在所有到会人员签署后须正式存档。

6 各专业综合审查

各专业综合审查是将相关设计文件或者供货商文件按照项目程序提交申请，并经项目文档控制发给各相关专业审查。供审查的文件只有一份有效的纸质拷贝，需要在各专业之间按顺序逐一流转确认，直到所有需要流转的专业都完成了确认工作后，再返回给主导专业。

各专业综合审查意在使相关文件得到更为全面的检查和确认，各专业可根据实际需要自行指定需要审查的文件范围以及需要流转的专业。

7 结语

综上所述，设计评审是保证项目技术水平和设计质量的重要手段，项目设计评审开展是否有效，将直接影响项目的成败，这点在海外炼化工程项目中尤其重要。中国承包商在承担海外炼化工程项目过程中，必须高度重视设计评审工作，确保项目设计质量始终处于受控状态。