石化项目仪表专业模块化施工应用研究与探索

马晓柯

(中石化第四建设有限公司，天津 300270)

我国石油化工行业经过几十年的发展，已进入一个比较成熟的阶段，传统石化产品产能充裕、产量稳定，企业无法再向规模要效益，而要转为向管理要效益。而新型化工产品发展迅猛，更新换代速度很快，装置规模大型化、工艺多元化，对施工企业提出更高要求，建设周期要求越来越短，安全质量要求越来越高，促使施工企业在进度管理、安全管理、质量管理等方面寻求突破。

模块化设计最初应用在机械制造、电器制造、仪器仪表制造等领域，作为一种标准化的设计开发模式，用以提高设计效率，降低开发周期，节约成本，因其优势显著而逐渐扩展应用到计算机、船舶、兵器制造等领域。随着我国石化产业的发展，传统施工方式逐渐显现出自身局限性，因此高效、便利的模块化施工技术受到越来越多的关注与探索。

1 模块化施工优势

模块化施工作为一种先进的施工理念，其本质是施工管理的优化，将集中在施工现场的大量作业任务分散到不同场地、不同阶段，多专业平行施工，做到增效、降损，将简单、重复的工作集中化，将高风险、高难度的工作轻量化。

通过前期加工预制、工厂组装及后期现场整体安装，可减少现场作业量和相应的资源投入，避免大量交叉作业带来的安全管理、质量管理隐患，同时也能有效缩短现场施工周期，缓解施工高峰期的到来和压力。模块化施工可有效提高施工效率，缩短施工周期，提高施工质量，控制施工成本。

预制工厂与施工现场相比，环境相对单一，危险源更少，工作环境也比较好，对于作业人员的人身安全和职业健康都有更好的保证。同时，模块化施工可将大量作业在地面完成，减少高空作业和高空落物的风险，也避免了交叉作业带来的风险，使安全管理工作更加容易开展。

引入模块化施工的先进施工理念将会大大提高劳动生产率，改善作业人员工作环境，减少安全事故和降低工程成本，提高工程质量，而且在应用中收到较好效果，也是建筑施工工业化发展的需要。

2 模块化施工应用情况

我国的模块化施工技术还处在探索发展阶段，没有一个统一的标准，模块化程度和模式也各有不同，目前在施工中常见的应用主要有以下方式。

1)在管道单管图的基础上开展二次设计，划分焊口，在预制工厂内进行管段预制工作，再将预制好的管段运至施工现场，整体进行组对安装。

2)管廊、过路桁架等钢结构先在地面拼装，将单根构件组装成片或框架，整体吊运安装一次到位。

3)塔器设备安装前，在卧式状态下完成防腐保温、劳动保护、附塔管线及照明灯具的安装，做到“穿衣戴帽，塔起灯亮”。

4)装置中某些相对独立的部分可单独进行模块化设计，整体撬装供货，出厂前已完成组装，运到现场后只需简单固定安装即可。

随着近年来吊装、运输能力不断提高，模块化施工的集成度也越来越高，逐步由简单变复杂，由单一专业向多专业转变。如在我司承建的马来西亚RAPID项目中，常压单元的2台加热炉就采取了模块化设计，这也是国内首套采用全炉整体模块化制造和运输方式交货的千吨级加热炉。加热炉在制造厂的预制组装仅用6.5个月，运抵施工现场后，一周内完成了2台加热炉的安装工作，相比传统的人员入驻、材料现场安装的方式，人工成本和时间成本得到很好的控制，施工进度也得以保证，得到业主与总包单位的高度肯定。

3 仪表模块化施工现状与探索

仪表安装工程面对全厂装置，工作范围广，工作内容繁杂，往往需要投入大量人力物力。同时，由于仪表安装作业处于建设工程后期，工期受前期上游专业影响，往往进度压力很大。因此，优质高效的管理仪表施工过程、合理选择施工方法、分配人员机具，是仪表安装工程的关键。

常规仪表施工过程中，模块化理念主要体现在变送器立柱、接线箱支架、保温箱底座、电缆槽板支架等部件的集中预制，将短时间高负荷的施工任务分散化，有利于提高施工效率。

施工样板化也是仪表模块化施工的一种体现，通过建立统一的安装标准，可有效提高施工质量。导压管的布线安装，电缆压接、走线、捆扎等，这些样板的建立不仅有利于工程质量的提高，也有利于日后的使用和维护。

相较其他专业，仪表施工的模块化进程并不顺利，这固然是受仪表施工特点的制约，但实际中技术人员应该予以重视，深化和探索模块化的方法，形成一套仪表专业的模块化作业模式。

1)仪表电缆桥架的安装工作是比较容易实现模块化，现有的设计深度也能保证其实现。在框架结构的地面拼装完成后，仪表桥架就可进行定位安装，与钢结构共同组成一个模块，整体转运吊装。

2)对于一些体积较大、高度较高、检测点较多的塔器设备的仪表安装作业，模块化理念更具有优势。当塔器上检测点位比较多，使用单芯电缆直接连入控制室工程量较大，可采用接线箱转多芯电缆的方式，将一个塔器设备作为一个模块。在“穿衣戴帽”作业完成后，变送器和接线箱就可开始定位安装，敷设电缆桥架或穿线管，并进行电缆的敷设接线工作。设备吊装就位后，只需将预敷设的多芯电缆接入接线箱，整个模块内的仪表回路即可打通。

3)仪表测量引线的安装是施工中一项工程量比较大的工作，对于此项工作的施工优化更显意义重大。国内常见Piping管测量引线，由于在安装时需要动火施焊，工作效率比较低。使用模块化预制、集成概念，技术人员在接到测量引线图后，根据具体测量引线方案划分节点，将接头、短节、无缝钢管、法兰盖、截止阀等部件分割为多个模块，在现场安装工作开始前就进行预制，从而使现场安装工作量减少，有效提高安装效率。

4 结语

模块化施工是石化工程建设的发展趋势，在国内外诸多项目中得到验证和实施。面对日益激烈的市场竞争，其在质量、安全、进度、成本等方面的优势显著，得到越来越多工程公司的重视。钢结构整体吊装、管道预制、塔器“穿衣戴帽”等都是模块化施工方式，取得了很好的效果。

仪表安装工程有其自身特点，作业范围广，施工点位分散，受上游专业制约大，这些都对仪表专业的模块化施工有所影响。同时，仪表设计人员的设计思路和理念，也对仪表施工过程有很大的影响，模块化施工离不开模块化设计理念的支持，二者相辅相成。如何更好地进行仪表模块化设计施工，仍待继续探索与深化。

参考文献:

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