浅谈工程公司EPC项目管道设计的误区及对策

向国军

（武汉金中石化工程有限公司，湖北武汉 430223）

浅谈工程公司EPC项目管道设计的误区及对策

向国军

（武汉金中石化工程有限公司，湖北武汉 430223）

本文根据笔者参与多个EPC项目的体会，总结了工程公司管道专业人员在设计阶段存在的几个误区，并对存在的问题进行了简单分析，提出自己的见解。对提高EPC项目设计质量具有现实指导意义。

工程公司；EPC项目；管道设计

工程公司是承担组织实施工程项目建设的专业性的高科技企业。工程公司以获取工程项目为生存和发展的基础，以完成合同项目为工作的成果和不断争取、扩大市场的手段。一切围绕有利于提高建设项目效益、圆满完成合同任务为主要目标［1］。随着新建化工项目的日益大型化和建设单位对于项目建设周期、项目投资及工程质量的追求，越来越多的工程公司承担起了从项目设计、采购、施工到试运行的交钥匙总承包工程（即EPC工程）。在由设计、采购、施工、开车试运行等阶段组成的项目全周期中，设计阶段对工程项目的技术水平、工程投资、工程质量和工程进度都有决定性的影响。影响项目投资最大的阶段是设计阶段，而在施工阶段，影响项目投资的可能性仅占5%～10%［2］。

因此，提高设计质量水平，对于EPC项目显得尤为重要。作为工程公司矩阵型项目管理的一部分，管道专业是工程公司专业部室重要的一部分，在设计阶段起着承上启下的关键作用。在参与多个总承包项目的实践中，笔者深刻体会到管道专业设计人员在设计阶段往往存在以下几个共同误区。

1 管道专业设计人员在设计阶段存在的误区

1．1 重接收条件而轻提出条件

在EPC项目管理结构中，管道专业人员除了理解吸收上游工艺专业的工艺流程，并将P＆ID转化为设备布置图、管道布置图等工程化的语言符号外，还需要完成向下游结构、建筑等专业提出设计条件的重要任务。管道设计人员在设计阶段往往都很重视输入工艺、设备、材料等上游专业条件，但向结构、设备等下游专业提出条件时，重视程度不够，提出的设计条件往往存在以下共性问题：

（1）向结构专业提出的管道荷载条件余量大。管道荷载条件是结构专业最重要的设计数据之一，荷载的大小直接决定着构建筑物的设计强度以及钢结构、钢筋混凝土等材料用量，进而直接影响到工程造价。不少项目现场出现“粗梁胖柱”等余量过大的设计现象，往往都是管道设计人员提出条件时附加的余量与结构设计时叠加放大系数导致的。

（2）向设备专业提出的管架预焊件条件时重视程度不够。不少施工现场出现了高塔的附塔管线在安装时，发现塔体上管架预焊件缺失，由于设备出厂已做过热处理，因此不能在现场对设备本体施焊。一旦类似问题到了施工阶段才发现，处理起来会非常困难。如某合成氨项目施工阶段发现低温甲醇洗工段甲醇洗涤塔管架预焊件缺失，导致附塔管线的承重支架无法安装，后来不得不采取在设备保温圈上焊接支撑来解决。

1．2 重设计过程而轻专业会签

“会签”是提出条件的专业对接收条件的专业的设计图纸进行确认，以确认其图纸是否满足要求、是否存在设计漏项、设计错误等。管道专业设计人员在设计阶段都能重视本专业的设计文件，但在图纸会签这一环节重视程度有所欠缺。因此在EPC项目现场管道安装阶段，经常会出现以下现象：

（1）现场设备管口方位与设备布置图不一致，有小角度的误差。出现此类问题的原因在于地脚螺栓的对称形式上的差异。设备布置时地脚螺栓一般按照“跨中均布”形式设计，而结构专业设计时如果按照“对中均布”来处理，在图纸会签时如果没及时发现此问题，问题必然会暴露在设备安装阶段。

（2）现场管墩或楼面开孔错位、钢结构框架斜撑挡住操作通道。此类问题出现频率较高，现场解决起来十分棘手。前者可能会有施工偏差等方面的原因，而后者则是管道设计人员没把好会签关。结构设计人员在设计钢结构框架斜撑时更多是考虑其稳定性和安全性，而设计斜撑所在的方位是否影响通行及操作检修，则是管道设计人员需要去把握的。

EPC项目施工阶段一般遵循土建施工→设备安装→管道安装的流程，因此到了设备和管道安装阶段，结构部分已经施工完成，设备也已安装就位，结构图纸上的问题，都需要积累到设备及管道安装阶段解决。意味着以上暴露出来的问题，都需要花相当大的代价来解决。

1．3 重工艺管线而轻公用工程管线

工艺管线，顾名思义就是为主工艺流程服务的管线，因其大多属于压力管道的设计范畴，设计人员往往非常重视。而公用工程管线，例如仪表空气、氮气、工厂空气、低压蒸汽、循环水等。由于工作温度及压力较低，材质为普通碳钢或镀锌钢管，因此在设计阶段，设计人员往往不够重视。如果遇到设计周期较短的情况，往往会将这部分管线预留到施工现场去解决。

其实这是认识的误区。在EPC项目施工后期，即大部分管线安装就位后，现场试车人员往往开始介入，为试压、吹扫、开车做准备。也即涉及公用工程的水、电、气等是需要最先投用的。如果设计阶段开了很多“天窗”，那么意味着施工时面临着无图纸，无材料的局面。对项目进度的影响是不言而喻的。

1．4 重总包设计范围而轻包设备范围

所谓“包设备”，或称为“成套设备”，指的是由供货商提供其供货范围内的设备、管道组成件及管道设计图纸。大型EPC项目，包设备占有不小的比例。例如压缩机，汽轮机，加热炉等。根据合同范围，供货商除了供应其范围内的设备及附件外，还需负责其范围内管道设计工作。在设计阶段，由于进度等方面原因，设计人员往往很少去关注供货商范围内的管道设计情况，或者只是约定好了相互的接口条件。一旦出现问题就会暴露在了施工现场。

如某国外EPC项目现场，氢回收装置运达现场时，发现所有管口顺序与设计图纸不一致，且厂家范围内的法兰，止回阀没有供货。开工加热炉厂家供货范围内的燃料气管线调节阀，特殊件遗漏，部分阀门连接面形式与法兰不匹配，而且供货商设计的管道正好挡住装置主要检修通道，现场必须重新设计后方可施工。

以上两个实例都有其共同点，分析原因不难发现，管道设计人员对“包设备”范围内的管道设计图纸重视程度不够。究其原因，与“包设备”供货商设计力量薄弱，设计质量难尽人意有关，尽管总包单位与“包设备”供货商合同界定范围清晰，但如果能尽早介入供货商的设计文件，以上现象则可以避免。

1．5 重管道设计而轻特殊件及仪表件

管道特殊件及仪表元件作为管线上重要的一部分，其外形尺寸、规格、连接形式往往在最终订货资料才能确定。根据不少EPC项目现场经验来看，由于管道特殊件和仪表件导致的设计变更占40%以上。典型问题如下：

（1）蒸汽疏水器安装方式改变，例如设计时要求水平安装，到货后的疏水器却要求垂直安装；安全阀进出口口径及接口形式到货后有变化，因此不得不修改进出口的管道布置，且重新采购材料。

（2）调节阀口径及接口形式到货与设计不一致。对于大型EPC项目，由于部分调节阀从国外采购，供货周期长，供货商图纸不及时。因此导致此类问题频频发生。

2 对EPC项目管道设计存在问题的对策

针对以上EPC项目管道设计常出现的误区，建议在项目设计阶段着重考虑以下几方面：

1）向结构专业提出的管道荷载条件余量应适度，并与结构设计人员共同确定好系数，避免设计余量过大；

2）对于生根于高塔、反应器等重要设备上的管道预焊件，应仔细提出预焊件的数量、形式、定位等，避免遗漏；

3）在会签土建图纸时，应该重点检查地脚螺栓方位、重要管墩管架定位及标高、楼面开孔定位及尺寸、框架梁柱尺寸及斜撑的形式等。在会签设备专业图纸时，重点关注设备上预焊件的数量及预焊件的形式，并与管道支架形式一一核对；

4）工艺管线与公用工程管线应统筹兼顾，同步设计和采购；

5）总包单位应对“包设备”供货商提供的设计图纸进行审核，一旦发现问题，应及时通知供货商完善图纸，尽量把问题消灭在图纸阶段；

6）管道专业图纸在入库前应对管道特殊件及仪表元件供货商图纸进行确认，确保按照终版图纸进行设计。否则，应在收到最终图纸后设计和采购相应的配对法兰及紧固件等材料。

3 结 语

在一个石油化工装置中，管道材料的费用约占整个工程投资的1／10，而设计工作量约占整个工程工作量的1／3［3］。由此可见，管道设计质量的好坏，事关工程的质量和进度。本文旨在抛砖引玉，以期同行可以借鉴相关经验，共同提高EPC项目的设计质量。

［1］何云．实施项目矩阵式管理，提高设计质量［J］．中国勘察设计，2003（4）：25－28．

［2］张秀东．工程总承包进程中矩阵型项目管理模式的实施［J］．石油化工设计，2004，21（1）1－4．

［3］岳进才著．压力管道技术［M］．中国石化出版社．2006．

A Brief Talk on Misunderstanding and Countermeasure of Piping Design for EPC Project

Xiang Guo-jun
（Jinzhong Petrochemical Engineering Co．Ltd．，Wuhan Hubei 430223，China）

The author summarizes several misunderstandings about piping designer of Engineering Corporation during design stage combining project experience，and also analyses the existing problems，and put forward his own view．It will have realistic guiding significance on improving design quality of EPC projects．

Engineering Corporation；EPC project；Piping design

TE65，F224．5

B

1003-6490（2015）05-0036-03

2015－10－06

向国军（1983－），男，湖北宜昌人，2006年毕业于东南大学化学工程与工艺专业，注册化工工程师，从事化工项目工艺和管道设计工作。