高压聚乙烯项目仪表技术管理方法

杨依臣

(神华新疆化工有限公司)

高压聚乙烯项目仪表技术管理方法

杨依臣

(神华新疆化工有限公司)

分析煤制烯烃项目高压聚乙烯装置在项目基础设计、详细设计、现场施工和开车调试时出现的仪表技术管理问题，并根据实际情况制定了针对性的解决措施。

仪表技术管理 高压聚乙烯装置

高压聚乙烯装置(LDPE装置)是典型的大型化工装置，由于其工艺和设备的特殊性，导致现场所使用的仪表和阀门特殊种类比较多，并且都有较高的控制要求。如果在设计、采购、施工和调试的任何一个阶段出现问题，都会影响整个LDPE装置的试车和开车，甚至给整个项目带来难以估量的损失。

LDPE装置的工艺主要包括压缩单元、引发剂制备、注入单元、聚合反应单元、高低压循环气系统、热水系统、挤压机及风送系统等工段，工艺过程操作压力较高(最高操作压力可达310MPa)，反应温度也较高(最高操作温度可达320℃)。装置的主要介质是乙烯、醋酸乙烯及过氧化物等易燃易爆品，在高压聚合反应器的剧烈反应下，如果操作不当极易产生乙烯分解爆炸，因此要求DCS系统、SIS系统关键的现场仪表具有较高的可靠性和较快的响应速度。装置的控制系统主要由DCS系统、SIS系统和超高压阀门脉冲阀控制器组成：DCS系统用于整个装置的过程控制和监视，SIS系统(由反应器停车逻辑控制系统(RSD)和安全可编程逻辑控制系统(PSD)组成)用于装置的紧急联锁停车，超高压阀门脉冲阀控制器用于反应器出口脉冲阀的控制。

笔者全程参与了神华新疆煤制烯烃项目LDPE装置的工艺包选定、长周期设备谈判、基础设计、详细设计、仪表选型、仪表设备材料采购、现场施工及开车调试等工作，在此对项目实施过程中常见的仪表技术管理问题进行分析并提出相应的处理措施。

1 项目实施过程中仪表出现的问题

1.1 设计问题

在基础设计阶段，对仪表询价文件分类的考虑不够全面，对高压特殊仪表、热式质量流量计、过氧化物混合站质量流量计、高温型音叉开关、微小流量开关阀、快速排放阀及夹套三通球阀等特殊仪表未进行分包采购，导致仪表技术谈判时有些品牌只能满足部分仪表选型，仪表采购招标不能满足三家，造成仪表采购进度滞后。

对总包仪表人员的配备数量和技术水平没有严格把关，造成在详细设计阶段仪表人员力量不足，影响仪表设计进度。如，从LDPE装置基础设计到现场施工期间，总包只有一名仪表设计人员负责整个装置仪表的设计工作。

基础设计时因仪表工程统一规定没有完成终版下发，造成长周期设备成套包单元仪表的技术要求、供货范围不够清晰统一，在成套厂家中标结束后再增加技术要求就变得较为被动、困难。

有些成套厂家未按技术协议要求与相关规范进行图纸设计，仪表设计人员未对厂家返回的设计图纸及时审核并发现问题，造成现场施工时成套设计文件不够齐全，接口尺寸、界面划分和供货范围出现争议，导致现场再次进行协调并增补仪表设备材料等情况发生。

1.2 采购问题

未给仪表长周期设备厂家制定图纸提交滞后的考核规定，造成厂家图纸提供较为滞后，给后续设计、施工造成较大的被动。

技术协议中要求的试车备件和两年备件不合理，对待备品备件不够客观严谨，导致在安装调试、机组试车和装置开车过程中出现了无备件可用的情况。

在成套包设备技术协议谈判时主要以设备专业为主，加上技术协议签订过于匆忙，导致对仪表专业技术要求、界面划分和供货范围未进行详细规定，仅涵盖了部分仪表型号的技术要求，给后期执行带来困难。

仪表采购招标不规范，部分厂商投标文件与技术协议要求不一致，给后期的合同执行带来困难，导致产品质量下降。

仪表设备到货验货不及时、不严格，存放保管较为混乱。尤其是一二次压缩机成套包仪表设备材料，没有全部开箱验货，安装时开箱才发现仪表设备材料数量不够，甚至无货，造成施工安装时部分仪表设备无法安装。

1.3 施工问题

施工前的准备工作不充分。虽然设计人员进行了技术交底，且多次组织总包、施工单位及监理等进行施工图纸审查和各种材料统计核算，但各方未严格执行会议要求，未统计出施工材料缺口数量，尤其是一些安装材料、仪表电缆等，导致在施工领取材料时才发现数量不够，然后再申请增补材料，造成该项施工缓慢。

总包配备的仪表施工技术管理人员只有一人，且技术经验水平欠缺，工作交接不清，造成仪表施工材料管理混乱，仪表设备材料丢失情况严重。

监理技术管理人员监管工作不到位，对现场仪表施工质量把控不严，导致现场施工有很多低标准情况，甚至明显未按规范施工，待发现后再进行返工处理，导致严重的材料浪费并影响整体的施工进度。

交叉作业严重。当工艺配管还未完全结束、仪表还不具备施工条件时，为了加快项目进度便进行仪表安装施工，待其他专业完成施工后，发现有的仪表被新敷设的管道包围，无法开盖接线，导致需要重新更改仪表安装位置。

1.4 调试问题

部分高压阀门等现场仪表的调试还未完全结束，部分单元工艺进行气密等工作不允许仪表动作，造成部分程序专利商无法进行测试，推迟了装置进料时间。

成套PLC系统调试不彻底，各家PLC集成标准不同，提供资料也不齐全，给现场调试带来困难。尤其是冰机冷冻单元，前后进行了4次现场服务，都未完成PLC与DCS的通信工作。

高压热偶回路调试标准不能满足专利商的要求，现场仅对高压热偶和快速温度变送器进行了校验，导致装置的DCS系统显示误差较大，专利商到达现场之后又对144支热偶回路进行了重新校验。

DCS系统和SIS系统调试跟踪配合不到位，相关的仪表维护人员对程序和接线不够熟悉，造成装置开车时仪表维护人员不能迅速查找并排除仪表故障。

2 仪表技术管理方案

2.1 设计方面

基础设计阶段需要做好仪表设备的分包工作，并针对每个仪表设备分包限定品牌，一方面是便于后期的技术谈判与采购执行，另一方面是在满足装置长周期稳定运行的前提下可以降低项目投资成本。PN4000超高压阀门(36台)、PN3600超高压阀门(12台)、PN500高压阀门(46台)、高压热偶及热偶变送器(144套)、高压压力变送器(45台)和化学密封高压压力变送器(14台)需要严格按照专利商要求进行分包采购。由于过氧化物混合站仪表是集成到保冷箱内的，受空间限制，最好将这18台质量流量计分成一个包；热式质量流量计FT-12300较为特殊，需要单独分包采购；LS-06002、LS-06023、LS-06024和LS-10065这4台音叉的最高设计温度达到了295℃，只有VEGA能满足，可考虑将这4台音叉分成一个包进行独家谈判。

在详细设计阶段，仅配置一名设计人员势必导致人员力量不足，可在EPC合同签订时对设计院提出要求，对设计人员技术水平和配置人员的数量进行审核，从而保证设计技术人员的稳定和后续项目的可持续开展。

对成套包仪表提出详细技术要求时，首先要了解成套包内的仪表种类，将成套包内的仪表尽可能与装置区统一，便于以后仪表维护与备件采购，然后再提出详细的技术要求、供货范围、施工范围、文件清单及提交时间等要求，为后期的采购顺利进行和保证产品质量奠定基础。

LDPE装置成套包单元较多，各成套厂家的设计标准各不相同，提交的设计文件也各有差异，因此应专门配置一名设计人员负责各成套包仪表设计文件审核工作，及时发现问题并要求厂家更改，以免设备到达现场后才发现问题。

2.2 采购方面

技术协议作为商务合同的一部分，应该要求设计文件的返回时间，并在商务合同中制定考核内容。当设计人员索要设计文件而没有结果时，可以通过发商务函的形式来要求尽快返回设计文件。设计人员应及时对返回的设计文件进行审核，尽早发现存在的设计问题，并要求厂家修改，避免出现厂家设计文件返回不及时，出现错误无人发现的情况。

要求厂家提供推荐备件清单，向同类装置了解仪表使用与备件情况，并结合自身经验，针对不同的仪表采购包制定科学的备品备件采购清单，对于易损易耗材料的试车和两年备品备件做到合理储备。同时，要考虑到仪表安装调试时的意外损坏情况。

在成套包设备技术谈判时，需将仪表专业单独分组讨论，对仪表技术要求、供货范围、施工范围及文件清单等进行详细规定，形成单独的会议纪要，作为技术协议的附件。最后再与设备、工艺专业对接，查找遗漏项或技术要求不到位的地方，并补充到会议纪要中。

在签订EPC合同时，应提出仪表采购招标要求，参与招标文件的技术部分审核，并规定业主参加开标的人数，对不符合技术协议要求的投标文件直接做废标处理。现场到货验收时应严格按照技术协议进行，以保证仪表质量，为后续仪表的稳定运行奠定基础。

仪表到货后要及时组织开箱验货，并严格按照技术协议核对，对于与技术协议不符或与装箱单不符的项目，及时反馈给厂家并核对补发，同时要求施工单位仔细核对施工图纸与所到仪表设备数量是否一致。

2.3 施工方面

首先，要求设计人员对施工单位进行技术交底，并要求施工单位对施工图纸进行审查，严格做好仪表工程施工前的准备工作，这样既可以提前发现总包采购的接线箱、格兰头、仪表电缆、管材及桥架等数量是否满足现场的实际需求，也可以发现设计图纸与现场施工是否存在不合理现象。发现问题之后及时联系设计人员核实确认并修正解决，这样不仅可以节约投资，还可以加快项目工程进度。

EPC合同中应要求对总包仪表施工技术管理人员的技术水平、配备数量等进行审核，对于技术水平达不到要求的人员绝不允许到现场进行施工管理。在施工过程中要保护好仪表设备材料，尤其是一些特殊仪表和外商配套的重要材料，要单独存放并严加保管，尽量不要提前交给施工人员，避免出现仪表设备材料丢失或损坏的情况。

监理人员负责监理现场施工质量、安全等工作，加大仪表的监管力度。项目执行过程中，为了保质保量地完成工作，在每一项仪表施工开展之前，需针对性地开一个专题会，将统一规定要求和安装注意事项传达给监理、总包与施工单位相关人员。对于批量施工，先建立装置内样板工程，待检查合格后，再进行其余的批量施工，针对关键部位、特殊部位及隐蔽工程等仪表施工设置停检点。施工的同时应加大检查力度，发现问题及时整改，以免大面积出现问题时难以协调。同时，加强与监理、总包、施工单位仪表专工的沟通，及时提出便于仪表稳定运行与维护的安装方式。

施工单位招标文件中应要求配置一名电仪副经理来负责管理电气、仪表方面的施工工作，协调处理电仪、仪表、管道及设备等接口方面的相关工作。仪表安装前要仔细审查仪表安装图纸，并与其他专业对接仪表安装位置是否挡道等事项，避免返工情况发生。

2.4 调试方面

首先，要求专利商提前提供现场程序测试范围与测试方法，在专利商到达现场之前，完成相应的现场施工并按要求完成相应的仪表回路测试和单元测试，避免专利商到达现场后不具备程序测试条件的情况发生。

给成套厂家发现场服务邀请函时，需注明现场服务人员必须有仪表专业人员。开车前的仪表调试工作任务繁重，施工界面多；仪表调试进入关键阶段后，针对人员紧张、工作面广、工作量大的情况，需要提前部署，紧盯现场，厂家在时配合厂家调试，厂家离开后分析现场遗留问题，并落实解决方案。

高压管道测温采用专用的高压惰性热电偶，快速温度变送器采用MUTEC的MTP300i。与以前高压项目不同的是，快速温度变送器安装在控制室机柜内，这样仅完成高压热电偶与快速温度变送器的单独调校是不行的，还需要在现场接线箱用信号发生器给出毫伏信号，然后在DCS系统上观察温度显示，如有误差则快速调整温度变送器零点旋钮，去掉现场到机柜间补偿导线所产生的误差。

DCS系统的技术要求与一般装置是类似的。SIS系统中，RSD主要实现紧急程序1(EP1)、紧急程序2(EP2)、服务程序3A(SP-3A)和服务程序3B(SP-3B)，PSD主要实现其他与安全相关的停车程序和联锁逻辑。其中，最关键的高压分离器、高压反应器和二次压缩机的紧急停车程序(在RSD实现)对控制系统安全等级和响应时间要求较高，需安排专人全程跟踪配合DCS系统、SIS系统的调试工作，对于调试期间进行的程序修改应做好记录，掌握程序启停步骤与逻辑关系。开车时仪表维护人员要能够快速响应仪表出现的问题，迅速查找、排除仪表故障。

3 结束语

高压聚乙烯装置的特殊性决定了它对可靠性和安全性有着更多的要求。笔者对神华新疆煤制烯烃项目高压聚乙烯装置在项目实施方面遇到的问题与相应的解决措施进行了介绍。在项目实施过程中，各专业付出了很多努力，保证了高压聚乙烯装置的顺利开车。上述项目经验的介绍，希望能为从事仪表技术管理工作的同行提供一定的参考和借鉴。

InstrumentManagementMethodforHighPressurePolyethyleneProject

YANG Yi-chen
(ShenhuaXinjiangChemicalCo.,Ltd.)

The matters concerning the instrument management in coal to olefins project’s basic and detail design, site construction and debugging operation for a high-pressure polyethylene device were analyzed and solutions to them were presented according to the practical situation.

instrument management, high-pressure polyethylene device

TH86

A

1000-3932(2017)04-0331-04

2016-09-22，

2017-03-29)

杨依臣(1983-)，工程师，从事聚烯烃装置的仪表技术管理工作，43488349@qq.com。