石油装置模块化施工的研究

冯慧洁 袁小照 韩旭 郭丽 宋磊(海洋石油工程股份有限公司特种设备公司，天津 300452)

石油装置模块化施工的研究

冯慧洁 袁小照 韩旭 郭丽 宋磊(海洋石油工程股份有限公司特种设备公司，天津 300452)

随着科学技术的不断进步，我国工业装置逐渐往大型化、密集化发展，近几年来越来越多的大型设备以及大型超高钢结构框架被广泛应用于石油化工装置中。石油化工工程建设模式由原来的集散型向小型设备整体安装，中型设备分段组焊，大型设备分片组焊的方向发展。

海洋石油;模块化施工

近年来我国经济飞速发展，海洋石油化工的装置规模不断扩大，这给现场安装带来巨大的难度，一次次挑战着传统的设备安装模式。传统的设备安装会将所有的安装工作都按照顺序排列开来，只有完成前者才能继续下一步的工作，这就使得后期的工程安装承担着巨大的压力，很容易导致后期工作效率低，资源消耗大，施工安全和质量存在隐患等问题，为最大程度的降低高空作业的风险，保证安装质量，缩短施工安装工期，增大投资回报率等管理要求，模块化施工模式应运而生，在一定程度上克服了传统施工方式存在的问题。

1 海上石油化工模块化发展及介绍

模块化施工是指通过深度的预制与组装，把大量散件集成为功能模块，在工程现场经过简单的吊装组对，完成施工工作，大大降低了高空作业的时间，进而减少了高空作业的危险系数，保证了安装质量，缩短了安装工期，完成了项目整体的经济效益的最大化。大型的海上石油设备在制造厂压制，焊接，检验，焊后热处理，水压试验后，整体运至到现场，之后在现场进行管道安装，平台搭建，防腐保温和电气照明工作，再整体吊装就位，进而实现大型设备的模块化安装。这样一方面能减少设备分段和分片现场组对焊接存在的质量不稳定的问题，另一方面，传统现场组焊很难实现整体设备的热处理，水压测试等工作，为整体设备的使用留下了安全隐患。一些大型设备从传统的现场组焊到现在的整体到货，整体吊装就位，设备本身就形成了功能模块化，保证了设备的焊接质量，降低了现场组对出现的不利因素。

模块化施工的应用体现出了该安装模式在整体工程的进度、安全、质量、成本等各个方面巨大的综合效益，符合当前海洋石油发展现状。从广义上来讲，模块化施工是把工程过程中各工序细分后专业化协调作业，目的是为了缩减工程施工现场的工作内容，降低重复性工作,是典型的集约化施工形式。随着海上石油装备制造运输水平不断提高，海洋石油操作平台上的施工广泛应用到了模块化技术。尽管这些应用还处于初级发展阶段，但在一定程度上对大型设备的安装以及吊装就位起到了很好的促进作用。新形势下，我国的石油化工的建设必然会向着模块化施工发展，在未来的大规模安装领域也有很大的发展前景。

2 设备模块化施工的约束条件以及与传统模式相比的优越性

2.1 模块化施工的约束条件

(1)设计条件的约束。大型设备装置实现模块化施工的的条件之一就是设计条件的准许。想要实现设备安装的模块化，这个设备就必须具备足够的集中度和相对的独立性，可以作为一个独立的设备与周围相连的设备分离开来，形成功能模块的设备，在结构上必须具有足够的稳定性并满足整体的运输吊装要求。模块化施工应该在设备的设计之初就应该提出来，在设计中将这部分思想体现出来。

(2)采购条件的制约。模块化施工的模式包括两种，一种是制作厂家的设备模块，另一种是现场预制这两种采购模式。模块化采购需要有相应的技术规格书和合同约束，现场预制模块属于工厂化预制，须要提前组织管道，设备，防腐保温，以及钢结构的到货，为现场预制工作做准备。

(3)运输或者是吊装条件的限制。如果在项目的施工现场不存在大型的运输车辆以及大型的吊装设备，模块化施工是难以顺利开展的。如果专门为个别的大型模块设备租赁大型的运输及吊装工具，会大大的增加施工的投资成本。所以模块化施工也应与大型设备运输及吊装相结合，将大型机具综合运用，控制整体的投资成本。

由此可知：模块化施工的可实施性抉择于设计条件，如果设计条件满足，同时必须满足现场的施工条件才能进行。

2.2 与传统模式相比的优越性

(1)在施工安全性方面比较。因为大型设备的模块化组装是在地面完成的，很大的程度上改善了施工的作业条件，缩减了高空作业的时间，减少了安全事故发生的概率，减轻了现场安全管理的工作负荷。

(2)在施工进度方面相比。由于模块化施工，大多数的工作量在制作厂内已经完成了，到现场只剩下组对以及其他附属管道的连接工作，特别是减少了高空作业量，从整体工期上来看，模块化施工大大缩短了工程安装施工周期。

(3)在施工质量方面的比较。由于模块化施工，大部分的工作是在地面进行的，设备的组对，焊接，水压试验以及热处理工作质量很容易能够保障，方便检查控制，在提高安装精度的同时，还减轻了企业对质量管控的投入。

(4)吊装机械费用的比较。因为模块化施工，在组装及质量管控阶段，机械费用投资少，大型设备的吊装就位的时间较短，大大缩短了吊装工具的租赁时间，虽然大型吊装设备的费用较高，但综合考虑分析，模块化设备的运输吊装费用依旧较传统模式低。

(5)在人工消耗方面的相比。模块化施工出于其高空作业的时间缩短，人员的劳动效率提升，不仅缩短了整体工期，人工消耗也随之减少。

3 结语

在海洋石油工程的大型设备模块化施工时，必须满足施工的各个条件方能进行。模块化施工是时代进步的趋势和发展方向，他比传统的施工模式存在很多优点，优化了当前海上施工的安装模式，给企业带来了巨大的经济效益，在未来大型设备施工安装中，必然会得到广泛应用。

[1]杨柏林.《模块化施工技术在石油化工装置建造中的应用》，《工程技术：引文版》2016（8）：00156-00156.

[2]高云强，王金安.《国际石油化工建设项目模块化施工应用研究》，《项目管理技术》，2016，14（10）：110-113.

[3]黄卫明《石油化工装置模块化施工》，《化工设备与管道》，201350（1）：33-37.