淺談大型乙烯交鑰匙總承包（LSTK）項目設(shè)計管理

■解民中國寰球工程公司北京100028

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。

1 交鑰匙總承包管理模式定義

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 設(shè)計管理介紹

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。

3 結(jié)語

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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