模块化建设在化工工程中的运用分析

武广召

(山东瑞皇化工有限公司,山东 德州 251500)

0 引言

随着社会多领域全面发展，当前在新时期化工工程建设发展中要注重对高处施工作业风险进行管控。全面提升安装施工质量，控制施工工期。要注重基于传统施工组织顺序，做好钢结构预制、安装施工、设备安装、工艺配管、水压试验、防腐保温等，最大程度控制工程隐患。模块化施工操作要注重做好工程进度、安全、质量、成本等方面综合管控。在模块化施工中要注重转变施工作业顺序，对关键施工路径进行调控。均衡工程进度控制，调节项目建设压力，全面提升施工效率、资源应用效率，控制多项安全隐患、质量问题。在我国整体设计水平快速发展、各项工艺技术日益成熟基础上，诸多产品供应链逐步完善，对模块化施工发展能提供较大动力。

1 模块化施工的发展

模块化建设就是在工程设计阶段对项目建设以及相关装置展开有效策划、评估、分析，之后展开可管理的模块化分解和设计，这样能有效调控现场安装任务量。在采购阶段要注重基于设计功能模块展开集中订货、运输、供货等。在施工过程中基于深度预制加工确立模块，将其运输到施工现场，再运用吊装方式展开模块拼装。模块化施工实践，起初是诸多专利商针对自身知识产权的保护，在技术壁垒中逐步构建成套的组合模块，用于规范现场施工作业活动。其模块化施工规模以及施工数量受到专利商实际供应范围影响，也会受到运输吊装条件限制，仅限于核心部分的设施模块化。现阶段，诸多国外工业装置选址主要是偏离于人口密集区域，处于城镇地区。此区域加工制造业发展难以适应项目建设发展需求。诸多区域处于恶劣自然环境中，施工工期要求较多，施工作业复杂性与环境恶劣情况突出，要注重全面转变此类工程建设模式。所以，要注重积极整合组合模块建设经验，注重在制造厂中运用各类特殊材料以及特殊技术工艺，这样能全面提升模块化施工成效。在国内石油化工安装领域中运用模块化施工还处于发展阶段，此阶段是在存有特殊需求基础上实现局部、少量的设施模块化施工。比如催化裂化装置余热锅炉、乙烯装置裂解炉对流段、大型塔器整体制作等。加上现场二次组装产生的模块化施工，比如管道工厂预制、框架分段吊装等。在社会发展新时期，要注重做好模块化施工，在工业化工程安装过程中注重展开深度模块化施工[1]。

2 模块化建设的优势

在模块化建设中，能有效缩短项目建设工期，实现土建施工以及工艺模块施工同步展开。在预制工厂内展开模块化建造，但是会受到天气要素以及场地环境影响。模块化建设还能有效降低现场工作量，提升装置焊接、组装施工成效，调试活动均是在制造厂内展开，现场主要是负责模块搭接以及各类装置系统安装调试。在诸多偏远的化工工程建设区域，此地区人力资源不足，展开模块化施工有助于控制现场施工量，节约较多人力资源[2]。在模块化施工中有助于对高空作业进行控制，便于调节施工风险。充分整合应用模块化制造厂具备的人力资源与物力资源优势，这样能有效解除现场施工作业条件限制。在模块制造厂内部展开焊接、吹扫、试压、调试等操作，有助于提升现场施工质量，对现场变更进行控制。

3 模块化建设的技术要点

装置模块化技术运用中包含多项技术内容，涉及到装置模块化设计技术。主要包含三维配管设计、工艺设计、管道应力分析设计、装置模块拆分方案设计、装置布置设计、模块吊点设计等。此外，还包含装置模块化建造技术，要重点运用施工组织管理技术、成型焊接技术等[3]。

大型设备模块化施工，要在制造厂内完成压制、焊接、检验、焊后热处理、水压试验、防腐操作等。之后做好地面梯子、平台、电线照明、防腐管控、保温操作等。注重整体吊装，实现模块化施工管控。这样有助于调节设备分段、分片焊接现场的焊接质量。有助于提升热处理成效。在装置模块化安装中，要发挥运输技术应用作用，主要包含公路、水运、铁路等。在模块化装置常用的运输方式中，主要有铁路运输、公路运输与海上运输。其中公路运输中要运用专用的液压平板运输车进行操作，但是可运输模块尺寸偏小、耗时较短、产生费用较高。海上运输是应用大规格平板运输船来实现，要注重对海上环境恶劣条件进行判定。选取针对性预防控制措施调节运输阶段会产生的损坏问题，海上运输费用偏低、运输消耗时间较长，可运输尺寸较大[4]。

4 模块化施工的约束条件

在工业工程装置中展开模块化施工的基础就是适应设计条件要求，在模块化施工中，要注重保持较高的独立度、集中度，对周边设施有效拆分。促使建造的模块化设施、结构更具有较大的稳定性，能适应模块吊装施工要求。模块化施工思路要在详细设计拟定之前提出，模块划分要在详细设计阶段形成产生。在模块化施工中要注重展开制造厂形成模块、现场预制模块供货方式。针对模块化采购，要注重提供技术规格书、合同约束。后者是工厂化预制，要注重提前做好各类管道、设备、材料采购，为模块化施工奠定基础条件。当现场缺乏大型车辆、大规模吊装设备，模块化施工难以实现。所以要为个别模块租用大规格运输吊装器械，但是会导致施工成本扩大。在模块化施工中要注重形成建设规模，注重和各类大规模吊装设备规范化搭配运用，突出各类运输吊装机械整体应用价值，突出经济性特征。在模块化施工中可实现性主要是取决于设计条件，但是要最大程度满足现场安装条件，突出可行性特征。比如在模块运输吊装中运用的支撑、吊耳设计、模块本体局部强度核对、加固措施要规范化设定[5]。

5 模块化建设在化工工程中的运用探究

某外资公司液化天然气项目建设中，项目首期建设工程中包含两套LNG装置，实际产量为890万吨/年。此项目实际投资超出450亿美元，是较大规模项目。此项目建设中OSBL部分在中国设计制造，之后再海运到澳大利亚附近港口厂内展开组装。此类模块采取海运，能船运的模块尺寸偏大，对设计方面没有什么较大限制，要将部分装置设计在框架之内便于与模块框架实施同步运输，这样不需要展开额外的钢梁柱进行模块分割，空间相对充足，有助于设计安装操作进行。此项目OSBL模块较多，项目建设中运用相对廉价的人力资源参与到加工制造中，之后将模块运输到国外场地进行对接组装。模块化建设促使各区域化工厂生产运用能被有效调动，有助于控制化工工程生产建造成本。

在外资公司的某水氢氧化锂项目中，此项目建设投资在美国。主要是LBT承接的EPC模块化建设项目。在该项目建设中主要是在LBT加工厂展开模块化制造，之后海运到美国。在美国陆运时期，对模块尺寸要求较高，所以要参照规定尺寸要求进行模块分割。与传统化工项目对比，此模块化项目框架模块分界位置运用双柱双梁，详细设施布置如图所示。项目中有较多设备受到模块尺寸限制，不能装在模块中，之能进行散运。将诸多设备结构框架散运，运输到建造现场之后进行组装操作。此类设备仅仅是分布在2个至3个模块之间，当设备不能在模块位置进行拆卸，各类设备仅仅只能运用散运[6]。

与传统项目对比，在此模块项目中导致项目设计量增大。在模块分界位置断开管道便于运输，运输到现场之后展开对接，具体连接方式主要是参照管材以及管材介质、温度合理选取，技术人员能运用焊接、法兰连接等。在该项目建设中管道选取法兰连接，有助于现场安装操作。但是针对蒸汽管道，受到高温要素影响要选取焊接。在设计中要注重将法兰管道放置在模块的边缘，促使关键法兰廉洁作为模块分界。这样能有效控制多余的焊点、法兰，节约成本。为了控制现场施工量，要对散运的管材钢梁运用螺栓对接。在结构模块框架运输中，在柱子底端周边要及时搭建临时横梁连接的柱子，要补充多个现场组装施工方案[7]。将柱子运输到现场之后要及时将柱间底端临时梁有效拆除，再将柱子与施工现场施工完成的柱腿连接好。在第二类施工方案中，要注重将框架运输到项目现场，之后将柱子之间的临时连接梁埋设到地下环境中。这两类方案实施中各有优劣势，首个方案能临时拆卸柱间连接梁，整体拆卸施工量较大。第二类方案就是将整体埋设在地下环境中，施工中需要大范围挖坑，人工消耗量偏大。通过综合分析对比，能选取第一类方案。

6 结语

综合上述，近年来在物流业发展促进中，模块化建设发展应用范围在逐步扩大。目前有诸多公司会将诸多成熟的工艺作为整体展开设计、制造。之后运输到项目现场进行安装对接，为了能提升模块化项目建设实施成效，管理部门要针对性展开统筹协调管控，注重同步规划、综合设计、采购管控、施工实践，遵循模块化建设发展理念。在今后化工工程施工建设中模块化建设属于重要发展趋势，当前深入研究与运用模块化设计建造、安装技术，具有重要实践价值。