石化项目仪表工程界面协调管理

赵光华 纪经伟

中海油惠州石化有限公司工程建设部 广东惠州 516086

当前，为适应大数据、智能化工厂发展的趋势，提升石化工程项目建设各个阶段相关专业界面的技术管理尤为重要。其中工业自动化仪表和控制系统技术正不断向智能化、一体化（集成化）发展，逐步实现多层级的技术和管理模式。而近年来，在许多大型石化工程项目建设过程中，发现了很多仪表工程实施界面的问题，主要由设计、设备、施工和现场条件等多方面原因造成。因此，必须采取一定的协调管理措施，使仪表工程界面问题得到有效解决。仪表工程实施阶段流程（界面）如图1 所示。

1 设计阶段

生产和技术部门与设计单位及主要工艺设备供应商充分沟通，根据生产工艺、技术、安全和相关设计规范及标准要求，配置相应的仪表自控设施，其数量及型号须满足生产操作要求，同时确定现场仪表设备和控制系统。对于成套设备或专利技术，所需仪表设施还要结合相应供货商的意见。

图1 仪表工程实施阶段流程（界面）示意图

根据全厂设计与单元设计图纸的界面划分，以及项目管理规划和仪表专业现场施工的特点进行界面协调管理；在设计阶段协调确定好各个单元之间和各个专业之间的设计界面，从而确定施工界面的工作范围。

2 采购阶段

根据设计图纸和请购文件的技术要求，开展主要工艺设备和仪表设备的采购程序；通过技术交流和市场调研，确定设备和主要材料招标采购的长名单，确保入围单位可提供满足项目技术要求的仪表设备和材料；招标确定高品质的供货商，选择具备一定实力和业绩的工程施工承包商。

根据仪表工程设计图纸主要材料（如电缆、桥架、保护管等）的总数量，可以提前预采购总量的60%～80%以满足施工开工需要。施工过程中，随着施工图纸（含变更）的逐步完成，各个单元分别及时申报材料需求计划，由采办部门汇总后逐步核对库存并适时调整采购计划，这样既能满足现场施工实际需要，又可避免材料浪费。

3 施工准备阶段

3.1 设计图纸审查

设计图纸说明应明确设备（制造厂）及现场仪表工程专业间的安装工作范围和内容。但有时设计人员的设计意图反映不够充分，或者设计图纸与现场不符（尤其涉及到改造更新项目），或者忽略了细节问题，或者各专业对设计文件的理解差异，施工中往往会出现脱节、遗漏的情况，在实施或调试过程中才发现问题，最终造成互相推诿扯皮现象，使整个工程进度受到影响。为此，需要在项目前期仔细审查图纸，加强沟通，并安排现场设计人员驻场，讨论确定专业实施方案，相关单位和人员（如设计、监理、施工、生产、技术、工程、质量、安全甚至采办部门等）要尽可能参与设计图纸审查，重大图纸会审也可邀请外部单位相关专家参加。

3.2 设备材料出库

组织设备（尤其成套设备）的联合检查验收，仪表专业要配合设备验收人员一同清点核查仪表盘、箱、显示仪表及控制仪表、辅件等的型号、规格、数量及其完好性与装箱单是否相符，与施工图是否一致，以及能否满足设计功能要求，然后分门别类交仓库保管，并做出检查入库和出库记录。

检查设备本体预留接口（法兰、阀门或管嘴等），如果不符合规定，可要求设备专业进行修改。仪表专业对到货仪表设备材料进行验收，主要是外观检查、型号规格、资料查验、附件备件清点归类，并按规范进行单体调校，然后把属于设备和管道专业安装的仪表件交付相应专业保管和安装。

到达现场或乙方仓库的仪表设备和材料，均要做好仓储保护和监督警示，防止领错、用错或损坏、丢失等。

4 施工阶段

安装专业之间的界面管理主要有以下两种情况：一是纵向工序交接，即有前后施工顺序的专业间施工面交付和接收，工序交接应组织由相关单位、相关专业参加的联合验收；二是横向专业配合，即需要两个或多个专业共同配合完成某项工作。现场重要或进口仪表（如超声波流量计和液位计、成套机组附件）及控制系统的机柜和操作台（DCS/ SIS/ FGS/ CCS 等）等，还需要供应商技术人员现场指导、配合安装及回路测试。

施工单位作业前，技术人员应做好技术交底，必要时邀请其他专业、设计或供应商技术人员参加；交由其他专业安装的仪表，在作业前要配合做好技术交底。

鉴于施工现场交叉作业较多，要适时注意做好成品保护工作，包括系统设备、现场仪表和电缆等的防尘、防雷、防雨、防火（如电焊）、防砸、防丢失等。

4.1 土建向仪表安装专业的工序交接

内容主要包括：盘柜、电缆桥架等的预埋件、孔洞、焊接件等；控制系统设备安装前，控制室、电子设备间等建筑物内外土建和给排水、空调通风、电气照明施工完毕后具备投用条件；外墙预留的电缆孔洞或室内外电缆沟满足仪表专业要求；室外地坪、道路的硬化或碎石铺设，为地面仪表安装创造条件；涉及到循环水等地下管道（井）里安装仪表的预留位置，做好排水及维护措施等。一旦移交后，建筑物内不得再进行土建和装饰装修作业，其他区域也不宜再行土建施工。

4.2 钢结构向仪表安装专业的工序交接

主要内容包括：核对钢结构专业制作安装供仪表专业使用的维修平台、预制件、安装孔等的位置、尺寸、标高是否与安装图相符，是否符合设计和规范要求，是否满足仪表桥架、仪表安装及日常使用维护空间等的实际需要。

4.3 与工艺设备专业界面划分

一般成套设备（撬装）现场的界面在其本体的配电箱和控制箱，现场仪表只需要提供主电缆并接线即可。成套设备所带仪表附件到货后，通常由设备厂家人员现场清点、安装和接线，有时需要施工单位配合出库及安装。例如，某项目现场发现循环水机泵成套温度测量仪表HART 协议与设计FF 总线不一致，经过现场协商后厂家更换了模块。现场安装还需要核对成套设备提供的管线接口和电缆（信号）接口与设计图纸是否一致。

一般设备本体上安装的仪表由建设单位采购提供，仪表设备到场后需要与设计图纸和设备核对数量和型号，以及仪表的安装位置、接口材料（法兰或阀门等）、工艺介质、防爆等级是否满足技术要求。

设备本体安装的液位计（如浮筒液位计、磁翻板液位计等）及其联通管、导波管通常由设备专业负责安装，其他类型的液位计（如雷达液位计、双法兰液位计）和法兰式温度计（压力计）等由仪表专业负责安装。接口的配对法兰和根部阀门由设备专业负责提供和安装。设备试压时，相应的仪表要随同试验，参与吹扫的设备其相应的仪表需要先拆除再恢复。

4.4 与管道专业界面划分

仪表气源总管和支干管及取源阀由管道专业安装。管道一般为镀锌管或不锈钢管，连接方式为螺纹连接或承插焊接；气源分配器由仪表专业安装，其位置由管道专业和仪表专业协商确定。

在线仪表如调节阀、电动阀、流量仪表的安装由管道专业负责，设备的出库验收调试由仪表专业负责，仪表专业配合确认安装位置和安装方式是否满足仪表设计和规范要求。例如，流量计测量技术要求的直管段长度通常为前10 倍（管径）后5 倍，消防雨淋阀需安装在垂直管段等。管线试压吹扫时需要拆卸并恢复的仪表由管道专业完成，需要拆卸和恢复的电缆接线工作由仪表专业配合。

仪表测量管线的取源部件或根部阀由管道专业安装，并随同管道试压。仪表测量管线的试压检验，可以随同管道完成，也可以单独完成试漏和试压工作。

现场仪表(或控制箱)、槽盒或桥架安装前，需要核查相关图纸或计算机三维图，避免出现打架返工的现象。

4.5 与电气专业界面划分

电气专业负责接地网的施工，在相应位置预留相对独立的仪表工作接地和仪表安全接地母排，并提供接地电阻测试记录。在仪表控制系统设备接地施工前，可组织施工和监理单位及接地网施工方联合检查验收，共同复核接地测试并记录，办理工序交接。

电气专业负责变电所至机柜间电源分配柜的电缆设计和施工，仪表专业确认系统电源柜具备受电条件后发出受电申请。

电气仪表联锁信号通过联络柜接线转接，联络柜由仪表专业设计、提供并安装在机柜间（或配电间）。电气变电所到联络柜的电缆由电气专业设计和实施，联络柜到仪表通信机柜或端子柜的连接由仪表专业设计和实施。

电动仪表（如电动阀）需要的380V 动力电源通常由电气设计和提供，220V 的电源根据设计要求由仪表专业或电气专业设计和提供。成套设备（如分析小屋）的控制箱的电源，通常由仪表设计专业提条件，电气设计提供图纸和实施。

管道的电伴热工作一般归于电气专业，但其温度远程显示监控可进入DCS 或SCAD 系统或其他单独的监控系统，具体施工界面以图纸为准。

4.6 与电信专业界面划分

石化项目电信工程专业通常包括火灾报警系统、CCTV 工业电视监视系统、广播对讲系统、泡沫灭火系统、电话网络系统和围网监控等。其中火灾报警系统通常由电气专业设计，现场可以由电气或仪表专业施工；可燃和有毒气体探测系统由仪表专业实施。

一般项目的仪表和电信工程可共用电缆槽盒，通信机柜也可能安装在一个机柜间内。但机柜所需电源由电信专业设计提需求，可以由电气专业提供，也可以由仪表系统电源分配柜提供，具体视专业设计之间的沟通情况确定。

4.7 DCS 系统工程与装置单元仪表的界面

现场控制室FAR 内以端子柜为界。端子柜内接线端子以外到装置单元的所有工作归单元承包商，端子柜内接线端子（含）以内归系统工程承包商；成套设备控制系统在现场安装的由装置承包商仪表专业负责，在控制室（FAR）的界面同DCS 系统。

5 调试验收阶段

普通仪表的单体调试由施工单位完成，重要仪表的单体调试通常由项目所在地政府部门认证的计量监督机构检验。计量和贸易交割仪表的检验由建设单位（或业主）负责并联系第三方专业计量检定机构，施工单位配合拆卸、恢复和装车卸车，并办理出厂、入厂手续等。有毒、有害及可燃气体检测仪表的检测，由供应商及施工单位配合第三方鉴定机构完成。

系统设备出厂前，由业主生产技术人员和系统设备厂家技术人员共同完成FAT；在系统设备厂家技术人员指导和配合下完成现场安装和接线，正常送电后，由业主生产技术人员和系统设备厂家技术人员共同完成SAT，系统工程承包商配合。主要工作包括逻辑组态、硬件冗余测试，电源模块测试，通信模块和I/ O 通道测试等。施工单位完成现场仪表的打点工作，即从主电缆（系统机柜）端子到现场仪表的信号传输、电缆（通电）及仪表位号核查等。

仪表工程专业配合动设备单机试车，监测设备相关数据（例如电机转速、振动、位移和轴温等）的变化情况，确保系统报警和联锁信号正常显示和联动；专用设备厂家完成设备内部测试后，仪表工程专业与专用设备厂家配合完成DCS/ SIS 系统与成套设备控制系统（如CCS、自动投料装置和罐表系统等）的联络通信。

仪表的一次联调（回路测试）由建设单位组织，由相应的施工单位和供货单位配合实施，监理监督，生产运行部门可以旁站熟悉，参与见证的各方共同签字确认，施工单位根据签字汇总表整理完成石化工程专用交工表格；仪表的二次联调（联锁调试及功能测试）由建设单位组织，生产运行部门主要参与，施工单位和设备供应商配合，完成消防系统（含FGS）的联动测试和报警功能，并配合消防检查验收等。

在联动试车（或投料试车）阶段，仪表及控制系统需要全部调试完成，作为生产装置的“神经系统”，随时感知各处参数变化并及时上传；由“神经中枢”（CCR）汇总和处理信息并发出指令，确保生产的顺利进行。在此期间，由生产工艺操作，所有相关单位和人员随时配合。

根据工程项目质量管理文件要求，分类整理仪表专业交工技术文件，结合工程规模的大小以及单位工程的划分方案，与其他专业资料一并装订移交。

6 结语

多年的大型石化工程项目现场管理经验实践，充分证明做好各个阶段仪表专业工程的界面技术和管理协调，能够及早地发现问题并解决问题。各专业、各生产和项目管理部门、各单位（设计、监理、供应商、建设和运营单位）之间的有效沟通，能够避免建设过程中的扯皮和返工现象，确保自控仪表工程的顺利进行，以及工程项目的顺利竣工验收和投用。涉及到生产装置的改造和扩建工程，尤其是生产和施工交叉作业时，工程技术和管理界面的划分还须充分考虑安全生产的需要。