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淺談大型乙烯交鑰匙總承包(LSTK)項目設(shè)計管理
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介紹大型乙烯項目交鑰匙總承包項目各設(shè)計階段主要工作內(nèi)容,設(shè)計體系組織結(jié)構(gòu),關(guān)鍵審查點,設(shè)計與采購、施工、材料管理的關(guān)系,設(shè)計的質(zhì)量保證和控制程序。
乙烯裝置交鑰匙總承包管理模式設(shè)計管理
乙烯的生產(chǎn)狀況是衡量一個國家石化工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。近年來,我國乙烯工業(yè)發(fā)展迅猛,已經(jīng)建成和正在建設(shè)的大型乙烯項目有:中國石油5套,分別是新疆獨山子100萬t/a乙烯、四川彭州80萬t/a乙烯、大慶120萬t/a改擴建乙烯工程和撫順80萬t/a乙烯、蘭州70萬t/a乙烯改造工程;中國石化4套,分別是天津100萬t/a乙烯、福建80萬t/a乙烯、鎮(zhèn)海煉化100萬t/a乙烯和武漢80萬t/a乙烯;以及中海油南海殼牌95萬t/a乙烯等。參與工程建設(shè)的工程公司積累了豐富的工程經(jīng)驗并培養(yǎng)了大批技術(shù)和管理人才。筆者曾經(jīng)參與新疆獨山子100萬t/a乙烯的設(shè)計工作并正在參與四川彭州80萬t/a乙烯的項目管理工作,希望這篇文章能為以后的乙烯總承包管理模式的設(shè)計管理提供一些參考。
交鑰匙總承包管理模式(LSTK—LumpSumTurnKey)是指總承包商負責(zé)工程項目的設(shè)計、采購、施工安裝和試運行服務(wù)的全過程,向業(yè)主交付具備使用條件的工程。成功應(yīng)用這種模式能達到縮短工期、降低投資、優(yōu)化資源配置、充分發(fā)揮大承包商所具有的較強技術(shù)力量、管理能力和經(jīng)驗豐富的優(yōu)勢,可以為確保工程質(zhì)量和進度提供有利的保障。
設(shè)計工作在整個項目起著龍頭的作用,直接影響項目的質(zhì)量、HSE、進度和成本。精心制定設(shè)計策略、組織項目設(shè)計、實施設(shè)計方案將是保證項目整體順利實施的關(guān)鍵。
2.1 設(shè)計階段劃分
2.1.1 第一階段:設(shè)計準備階段
設(shè)計準備階段主要完成設(shè)計策劃工作,是設(shè)計過程最為關(guān)鍵的階段。此過程主要完成設(shè)計基礎(chǔ)資料包括設(shè)計標準、設(shè)計原則、設(shè)計計劃、設(shè)計組織機構(gòu)等的制定工作。交鑰匙總承包項目在設(shè)計準備階段,總承包商設(shè)計組的主要人員要參與審查工作,對關(guān)鍵的工藝系統(tǒng)計算進行驗證;檢查工廠設(shè)計是否符合中國國家、行業(yè)的規(guī)范和標準;對專利商的設(shè)計提出優(yōu)化建議;討論確定國內(nèi)標準材料代用原則和方案。在此期間與專利商相關(guān)人員就工藝方案、工廠設(shè)計、工程規(guī)定等方面問題要進行充分溝通,全面理解專利商的工藝設(shè)計包內(nèi)容以保證將工藝包設(shè)計順利傳遞到基礎(chǔ)設(shè)計和詳細設(shè)計。
2.1.2 第二階段:完成項目的初步設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計
基礎(chǔ)設(shè)計是對工藝包的深化和具體化,主要工作是按照設(shè)計準備階段的計劃結(jié)合建設(shè)單位及總體設(shè)計院提供的資料,完成項目基礎(chǔ)設(shè)計文件,包括設(shè)計說明,工程規(guī)定,各專業(yè)發(fā)布的初步設(shè)計圖紙表格,安全、環(huán)保、職業(yè)衛(wèi)生、節(jié)能、概算的相關(guān)內(nèi)容。此階段重點進行優(yōu)化設(shè)計,比選設(shè)計重大方案(如圖1所示),制定項目執(zhí)行計劃,同時為配合項目的采購工作,在基礎(chǔ)設(shè)計逐步深入的同時,完成關(guān)鍵設(shè)備及長周期設(shè)備的技術(shù)文件,陸續(xù)完成海外采購長周期轉(zhuǎn)動機械及設(shè)備數(shù)據(jù)表和請購文件。
2.1.3 第三階段:詳細設(shè)計階段
詳細設(shè)計階段主要是按照現(xiàn)場地質(zhì)、水文特點,結(jié)合項目執(zhí)行計劃,考慮施工工序、大件設(shè)備吊裝方案(如圖2所示)等,陸續(xù)完成樁位圖、地管干線施工圖、靜電接地圖、主要設(shè)備和建筑物的基礎(chǔ)圖、裝置主管廊鋼結(jié)構(gòu)施工圖、爐體總裝圖大部分設(shè)備制造圖、設(shè)備梯子平臺圖、所有建筑物的上部結(jié)構(gòu)圖、鋼結(jié)構(gòu)施工圖、部分需要提前發(fā)布的管道軸側(cè)圖,建筑物的設(shè)計圖紙,結(jié)構(gòu)支架、地墩土建圖紙、儀表電氣專業(yè)施工圖。
2.1.4 第四階段:現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)階段
在此階段之前,設(shè)計現(xiàn)場服務(wù)工作已根據(jù)施工現(xiàn)場的需要逐步進駐現(xiàn)場。詳細設(shè)計工作完成之后,設(shè)計工作將全面轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場,提供技術(shù)服務(wù)并負責(zé)完成項目的竣工圖紙文件和竣工模型。在施工開始前,組織施工圖設(shè)計交底,與施工分包商充分溝通,使其理解設(shè)計意圖和設(shè)計要求,以保證施工質(zhì)量。在施工結(jié)束后,現(xiàn)場設(shè)計組負責(zé)完成裝置的竣工圖和竣工模型。
2.2 設(shè)計體系組織結(jié)構(gòu)
建議選用有大型乙烯經(jīng)驗的設(shè)計、校核、審核及模型操作人員作為項目的骨干人員,以保證項目設(shè)計的順利實施。設(shè)計管理人員組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.3 設(shè)計工作主要審查點
為了實現(xiàn)項目的所有設(shè)計目標,確保項目的設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計本質(zhì)安全,需為項目策劃如下的設(shè)計評審會議,實施全過程的控制。
2.3.1 工藝包審查會
總承包商管理部門與業(yè)主組成審查小組,對專利商提供的工藝包設(shè)計進行審查。目的是討論和確定重大的設(shè)計原則,審查工藝包設(shè)計的合理性,檢查工藝包設(shè)計是否符合中國的規(guī)范、規(guī)定,優(yōu)化設(shè)計方案和布置,同時通過工藝包審查,實現(xiàn)設(shè)計先期介入,以保證工藝包設(shè)計的順利交接。
2.3.2 HAZOP評審(HAZOP,危險與可操作性分析,即HazardandOperabilityAnalysis)
初版的P&ID文件(P&ID,管道及儀表流程圖,Piping&InstrumentDiagram)發(fā)布之后即召開HAZOP評審,HAZOP評審由專利商組織聘請安全專家實施,業(yè)主和總承包商組成技術(shù)專家組參加,審查會發(fā)布HAZOP報告。專利商負責(zé)修改工藝包的設(shè)計關(guān)閉需要工藝設(shè)計整改的問題。工藝專業(yè)人員負責(zé)細化在基礎(chǔ)設(shè)計和詳細設(shè)計中需要整改的措施。專利商跟蹤并確認,必要時為總承包商提供技術(shù)支持,保證設(shè)計的安全。
2.3.3 初步設(shè)計內(nèi)部審查會
在項目初步設(shè)計初版完成后,總承包商設(shè)計部門內(nèi)部將召開初步設(shè)計內(nèi)部審查會,由總承包商設(shè)計部門內(nèi)部專家委員會成員組成審查組,對裝置的初步設(shè)計進行全面審查并形成初步設(shè)計內(nèi)部審查報告??偝邪虒凑諏彶橐庖妼Τ醪皆O(shè)計進行修改。
2.3.4 初步設(shè)計審查會
在初步設(shè)計正式發(fā)布后,由業(yè)主組織專家,對總承包商提交的初步設(shè)計進行審查,形成對初步設(shè)計的批復(fù)意見??偝邪虒ε鷱?fù)意見進行回復(fù),并在詳細設(shè)計中加以體現(xiàn)和實施。
2.3.5 PDS三維模型審查會(PDS,管道專業(yè)為建立模型用的軟件,全稱為PipingDesignSystem)
總承包商項目組在設(shè)計期間還應(yīng)組織三次專門的PDS三維模型審查會,PDS三維模型審查會由總承包商組織,業(yè)主項目組主管設(shè)計、安全、施工和試車的負責(zé)人參加,專利商有關(guān)人員也將參加。
(1)第一次評審會(工藝包設(shè)計模型評審)
在擴大的工藝包模型設(shè)計完成后舉行。由專利商組織,業(yè)主專業(yè)人員和總承包商專業(yè)人員組成審查組,對初步的裝置模型進行審查。會后將發(fā)布模型評審報告,由專利商負責(zé)完成整改。
(2)第二次評審會(60%模型評審)
在60%的工藝大口徑管線模型建立后舉行,評審會主要檢查設(shè)計布置的合理性,重要管道設(shè)計的正確性,操作通道、安全通道,設(shè)備、設(shè)施的安裝和拆卸及確認是否滿足工藝、操作要求和安全要求??偝邪探M織會議,設(shè)計經(jīng)理主持,各專業(yè)負責(zé)人參加。業(yè)主項目組主管設(shè)計、安全、施工和試車的負責(zé)人參加,根據(jù)需要業(yè)主可邀請專利商有關(guān)人員和技術(shù)專家參加。會后將發(fā)布60%模型評審報告,總承包商負責(zé)在后續(xù)工作中完成整改。
(3)第三次評審會(90%模型評審)
在90%模型電子模型建立完成時舉行。主要檢查上次評審會的意見是否已經(jīng)得到整改,對次要工藝管線進行審查,確認三維模型是否達到發(fā)布施工圖的要求??偝邪探M織會議,設(shè)計經(jīng)理主持,各專業(yè)負責(zé)人參加。業(yè)主項目組主管設(shè)計、安全、施工和試車的負責(zé)人參加。會后將發(fā)布90%模型評審報告,總承包商負責(zé)在施工圖發(fā)布前完成整改。
2.3.6 專利商審查部分關(guān)鍵詳細設(shè)計圖紙文件
在初步/基礎(chǔ)設(shè)計、詳細設(shè)計階段,應(yīng)同專利商繼續(xù)保持良好的溝通,保證設(shè)計順利完成。由于專利商負責(zé)乙烯工廠的工藝性能保證,專利商將審查并批準部分詳細設(shè)計文件,以保證專利性能的實現(xiàn)。具體文件將在下一步實施中落實。
2.4 設(shè)計與施工、采購、材料管理部門的關(guān)系
2.4.1 設(shè)計與施工的關(guān)系
施工圖紙文件最好分區(qū)塊分版次發(fā)布。由于設(shè)計與施工交叉作業(yè),在設(shè)計階段,將乙烯裝置劃分為若干個區(qū)塊,根據(jù)施工計劃,施工圖紙文件將分區(qū)塊分版次發(fā)布,以滿足施工進度的要求。施工工作工序為先地下后地上,先發(fā)布樁位圖、地管干線施工圖,隨后發(fā)布裝置大型設(shè)備基礎(chǔ)圖、管廊的基礎(chǔ)施工圖,變配電站和機柜間的基礎(chǔ)施工圖;發(fā)布管廊基礎(chǔ)施工圖之后,發(fā)布管廊的上部結(jié)構(gòu)施工圖紙,以使裝置管廊具備安裝的條件。
2.4.2 設(shè)計與采購的關(guān)系
為滿足整個項目的工期要求,設(shè)計必須與采購平行作業(yè)。乙烯項目超限設(shè)備多,設(shè)備制造難度大,制造周期長,潛在供貨商少,生產(chǎn)負荷大,因而為保證項目進度,長周期設(shè)備必須在基礎(chǔ)設(shè)計階段和詳細設(shè)計早期完成技術(shù)文件,并協(xié)助采購組完成設(shè)備的訂貨工作。
2.4.3 設(shè)計與材料控制的關(guān)系
在基礎(chǔ)設(shè)計階段,設(shè)計各專業(yè)要與材控人員充分接觸,確定材料控制的編碼,材料控制需要的各種信息等。在整個設(shè)計過程中,按照計劃時間向材料控制部門提供必需的文件和信息并及時更新。
2.5 設(shè)計文件質(zhì)量保證和控制措施
總承包商設(shè)計管理部門應(yīng)具有完整的質(zhì)量保證體系,設(shè)計人員應(yīng)遵循設(shè)計管理部門質(zhì)量體系的規(guī)定和要求開展設(shè)計工作,尤其應(yīng)重視設(shè)計的過程控制,以確保項目的高質(zhì)量設(shè)計。各專業(yè)應(yīng)按設(shè)計管理部門質(zhì)量控制程序文件規(guī)定執(zhí)行,按本專業(yè)質(zhì)量控制計劃對不同版次設(shè)計交付文件進行驗證。設(shè)計驗證完成后,填寫校審報告。過程控制措施程序如下。
2.5.1 設(shè)計輸入
總承包商項目設(shè)計經(jīng)理將組織相關(guān)人員編制項目工作范圍和要求以明確項目組和各專業(yè)的工作范圍、任務(wù)和要求,組織相關(guān)人員對項目設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行確認,并將編制項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件,確保項目設(shè)計輸入的正確性、完整性和適用性。各專業(yè)間的設(shè)計條件將以設(shè)計條件通知單的形式進行專業(yè)間的聯(lián)系。設(shè)計條件通知單必須經(jīng)過設(shè)計經(jīng)理簽發(fā)方能生效。設(shè)計條件以硬拷貝的形式進行發(fā)放。總承包商項目設(shè)計經(jīng)理還應(yīng)組織相關(guān)人員編制項目采用的標準規(guī)范,對各項目中采用的標準規(guī)范進行確認和規(guī)定。
2.5.2 設(shè)計輸出
設(shè)計輸出文件將包括用于采購、制造、施工和開車的設(shè)計圖紙、數(shù)據(jù)表、工程規(guī)定、詢價技術(shù)文件、程序文件以及手冊或說明等文件。設(shè)計輸出文件在發(fā)布前將按照要求進行評閱,評閱合格后才能正式發(fā)布。
2.5.3 設(shè)計評審
總承包商項目設(shè)計經(jīng)理負責(zé)準備和申請召開本項目的總承包商內(nèi)部設(shè)計評審工作,各專業(yè)負責(zé)人負責(zé)準備和申請召開本項目的部室級設(shè)計評審工作。設(shè)計評審工作將在方案設(shè)計階段或設(shè)計工作開始初期進行。
2.5.4 設(shè)計驗證
總承包商各專業(yè)設(shè)計文件將按照相關(guān)程序文件進行校審并簽署,各專業(yè)負責(zé)人負責(zé)監(jiān)督、管理本專業(yè)設(shè)計文件的校審工作。
以上是大型乙烯交鑰匙總承包項目設(shè)計管理工作的一些基本內(nèi)容。伴隨著我國乙烯工業(yè)的不斷發(fā)展,設(shè)計管理在整個交鑰匙總承包管理程序的作用會越來越重要,通過不斷總結(jié)、創(chuàng)新、優(yōu)化管理模式,相信我們的乙烯工程建設(shè)水平一定會邁上一個新的臺階。
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2010-05-10)