甲醇煤化工項目中自動化儀表的施工管理

魏方合

(河南煤化集團鶴煤公司化工分公司，河南 鶴壁 458000)

石油化工項目建設(shè)過程中，其自動化儀表工程的施工過程周期長，從土建施工階段儀表隱蔽工程的施工、管道施工過程中儀表一次測點的定位、施工后期的各種儀表的安裝，到竣工前的聯(lián)調(diào)，貫穿了整個項目的施工階段，從初期到工程收尾，儀表專業(yè)要同工藝設(shè)備、工藝管道、土建、電氣、防腐、保溫及非標(biāo)件制作等各個專業(yè)進(jìn)行配合施工，而其自身具有繁瑣、復(fù)雜而又較強的專業(yè)性特點。因此，自動化儀表在施工過程中的質(zhì)量控制和過程管理非常重要。在此，以河南煤化集團鶴壁煤電股份有限公司的60萬t/a甲醇煤化工建設(shè)項目為背景，從自動化儀表施工前的技術(shù)準(zhǔn)備、物資準(zhǔn)備與管理，施工階段的安裝進(jìn)度、質(zhì)量控制管理、儀表系統(tǒng)調(diào)校(試驗)驗收管理制度，儀表試車和交工驗收的質(zhì)量評定，和工程文件的質(zhì)量控制管理幾個方面，介紹自動化儀表工程的施工管理。

1 施工前的技術(shù)準(zhǔn)備與物資準(zhǔn)備和管理①

施工前的準(zhǔn)備是儀表安裝的一個重要階段，它將直接影響到施工的進(jìn)展乃至儀表施工任務(wù)的完成?，F(xiàn)就資料準(zhǔn)備、技術(shù)準(zhǔn)備和物資準(zhǔn)備[1]期間的管理進(jìn)行詳述。

1.1 資料準(zhǔn)備

資料準(zhǔn)備是指安裝資料和技術(shù)文件的準(zhǔn)備。儀表安裝工程的資料和技術(shù)文件的主要提供方是設(shè)計單位根據(jù)業(yè)主的項目而提供的設(shè)計文件，以及根據(jù)儀表數(shù)據(jù)表和技術(shù)規(guī)格書由儀表設(shè)備廠家提供的儀表安裝手冊或說明書等。安裝資料包括施工圖、常用標(biāo)準(zhǔn)圖、自控安裝圖冊、GB 50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》、質(zhì)量驗評標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)的手冊及技術(shù)要領(lǐng)等。齊全的安裝資料準(zhǔn)備是施工順利進(jìn)行的前提和基礎(chǔ)，施工圖、施工規(guī)范、質(zhì)量驗評標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)手冊等都不可缺少。

1.2 技術(shù)準(zhǔn)備

技術(shù)準(zhǔn)備是在資料準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，具體包括：參與施工組織設(shè)計的編制，施工方案的編制，兩個會審，施工技術(shù)準(zhǔn)備的3個交底，劃分單位工程、培訓(xùn)和特殊工以及機具準(zhǔn)備。編制施工組織設(shè)計已經(jīng)成為施工準(zhǔn)備工作不可缺少的內(nèi)容，并已制度化；施工方案的編制要嚴(yán)謹(jǐn)、完整、明晰、新穎，好的施工方案既能方便施工人員施工并解決技術(shù)問題，又能保證施工質(zhì)量；兩個會審是指施工單位拿到施工圖后的設(shè)計圖紙自審，和由建設(shè)單位或監(jiān)理單位組織的設(shè)計圖紙會審，施工單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位及工程儀表技術(shù)管理人員等在圖紙會審時主要解決設(shè)計中存在的問題，特別要核對設(shè)備、材料的缺項和提供的圖紙、院標(biāo)、作業(yè)指導(dǎo)書是否齊全；施工技術(shù)準(zhǔn)備的3個交底分別是設(shè)計交底、施工技術(shù)交底和工號技術(shù)員向施工人員的施工交底；單位工程的劃分是工程建設(shè)中重要的控制和管理手段，單位工程的劃分有利于成本的計算，制定合理的預(yù)算，有利于進(jìn)度、工期和質(zhì)量的控制，使雙方更好地完成預(yù)定的目標(biāo)；培訓(xùn)和特殊工以及機具準(zhǔn)備是技術(shù)準(zhǔn)備的重要內(nèi)容，當(dāng)今工業(yè)自動化儀表飛速發(fā)展，新型自動化儀表不斷出現(xiàn)，因此這部分儀表的安裝培訓(xùn)、校驗所使用的特殊工和機具都是不可缺少的。

1.3 物資準(zhǔn)備

物資準(zhǔn)備是施工準(zhǔn)備的關(guān)鍵。物資準(zhǔn)備包括施工圖上提及的所有儀表設(shè)備和材料的準(zhǔn)備，包括一次儀表、二次儀表和儀表盤(柜)，材料表上所列的各種型鋼、管材、電纜、電線、補償導(dǎo)線、加工件、緊固件和墊片，也包括圖上未提及的消耗材料、手段用料、臨時材料和一些不可預(yù)計的材料與設(shè)備的準(zhǔn)備。

以上準(zhǔn)備工作相輔相成，是互相聯(lián)系的有機整體。首先要做好資料準(zhǔn)備，完善的安裝圖紙、資料和廠家的技術(shù)文件是前提，有了這些，技術(shù)準(zhǔn)備才能進(jìn)行；施工單位、建設(shè)方及監(jiān)理等相關(guān)管理人員要進(jìn)行詳細(xì)的圖紙自審和會審，設(shè)計文件是否符合自動化儀表施工規(guī)范，是否能滿足工藝技術(shù)參數(shù)要求，以及現(xiàn)場實際施工環(huán)境是否相匹配等；發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，要及時同設(shè)計方溝通，設(shè)計者需進(jìn)行相應(yīng)的變更，在此基礎(chǔ)上才能進(jìn)行物資的采購，如果此階段沒有很好地落實，在物資采購過程中就有可能出現(xiàn)問題，導(dǎo)致訂貨物資和設(shè)備不能滿足現(xiàn)場施工要求。還要通過規(guī)范的技術(shù)管理建立嚴(yán)格的驗收制度，所訂設(shè)備和材料是否符合設(shè)計文件，能否滿足現(xiàn)場工藝要求，是否與各專業(yè)接口相匹配，都要在驗收中進(jìn)行嚴(yán)格檢查，而且在后續(xù)工作中要按照國家標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的專業(yè)規(guī)范進(jìn)行單體試驗和系統(tǒng)試驗，并對主要材料進(jìn)行分析和檢驗。

2 施工階段安裝質(zhì)量控制管理

自動化儀表施工是整個工程的末期，要在土建工程基本結(jié)束，管道設(shè)備施工到70%以上才進(jìn)入施工高峰，而工程建設(shè)對儀表施工所給的工期又比較短，任務(wù)重，多專業(yè)交叉作業(yè)，很容易由于儀表部分而影響施工工期，因此儀表的安裝進(jìn)度和質(zhì)量過程控制就顯得尤為重要。自動化儀表施工階段的管理主要包括：進(jìn)度控制、質(zhì)量控制和成本控制。要做好這些管理工作，就必須嚴(yán)格按照自動化儀表主要施工工序(圖1)進(jìn)行控制和管理。自動化儀表主要施工工序包括“兩點、兩線和一實驗”[2]?！皟牲c”即中央控制室機柜安裝、DCS硬件安裝、系統(tǒng)組態(tài)和綜合控制系統(tǒng)測試；另一點為現(xiàn)場儀表的試驗和安裝，也包括現(xiàn)場控制箱或機柜的安裝。“兩線”是指儀表線路的施工和儀表管路的施工?！耙粚嶒灐笔侵赶到y(tǒng)投運前的整個儀表系統(tǒng)的試驗。

圖1 自動化儀表主要施工工序

2.1 施工進(jìn)度控制

自動化儀表的施工進(jìn)度控制中，首先要對自動化儀表的設(shè)備、管材及機柜等出庫進(jìn)行嚴(yán)格驗收。這是施工前準(zhǔn)備工作的一部分，將其作為施工進(jìn)度控制的基礎(chǔ)，原因是這部分是順利施工的關(guān)鍵，也是保障工程質(zhì)量的先決條件。結(jié)合現(xiàn)場管道和設(shè)備專業(yè)施工進(jìn)度，合理地安排相應(yīng)的儀表設(shè)備、材料和機柜的出庫驗收，是施工物資準(zhǔn)備動態(tài)管理的重要部分。在此階段，如果發(fā)現(xiàn)儀表設(shè)備與管材接口連接形式不符、技術(shù)規(guī)格不能滿足工藝要求以及電纜規(guī)格不能滿足自動化施工規(guī)范要求等，都還能在及時處理后滿足后期的施工進(jìn)度需要。

在早期施工階段，儀表取源部件的安裝一般隨著設(shè)備和管道的施工而進(jìn)行，由設(shè)備管道專業(yè)負(fù)責(zé)施工。部分儀表線路等工作要根據(jù)土建、設(shè)備、管道和電氣專業(yè)的施工進(jìn)度，適時安排施工，如預(yù)埋穿線管路，要與土建和設(shè)備專業(yè)密切配合；另一方面，受其他專業(yè)影響較小而對儀表調(diào)試工作影響又較大的儀表施工要合理安排，及時施工。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，將能夠集中施工的項目聚集在同一期中施工，施工過程要密切聯(lián)系其他專業(yè)合理調(diào)配，為保證施工進(jìn)度創(chuàng)造條件，力爭避免由于施工工序不合理而造成的返工作業(yè)。

另外，在自動化儀表過程施工管理過程中，如果由于公用工程的施工影響儀表重要施工工序的進(jìn)行，就要盡量協(xié)調(diào)催促其他專業(yè)盡快施工，如公用管廊架的施工可能影響儀表主橋架的施工及電纜的敷設(shè)等。

2.2 施工質(zhì)量控制

自動化儀表施工質(zhì)量控制是將來工藝生產(chǎn)運行的重要保證，如果施工過程中沒有嚴(yán)格按照各個工序施工規(guī)范進(jìn)行，將很難保證系統(tǒng)可靠而又長周期地運行，甚至影響正常開車。由于自動化儀表種類繁多，不同類型儀表相同施工工序要求有所不同，同類儀表在不同條件下的施工工序也有所區(qū)別。為此，對于一般的規(guī)范性要求此處不再贅述，著重介紹部分儀表設(shè)備或部件和材料的施工過程中質(zhì)量控制方面的經(jīng)驗。

在設(shè)計儀表取源部件時，一般由儀表專業(yè)提條件給設(shè)備管道專業(yè)，施工過程中，一般由設(shè)備管道專業(yè)施工與儀表專業(yè)配合。因此儀表專業(yè)技術(shù)與管理人員首先要仔細(xì)核對取源部件設(shè)計文件和到貨材料與實際是否相符，避免出現(xiàn)錯誤。在煤氣化裝置施工過程中，就發(fā)現(xiàn)溫度計直形連接頭居然設(shè)計成了壓力取源部件，導(dǎo)致現(xiàn)場溫度儀表到貨后無法安裝，這就是由于工藝專業(yè)和儀表專業(yè)沒有提前核對，而且施工單位管道技術(shù)員同儀表技術(shù)員缺乏溝通，施工人員在施工期間沒有核對規(guī)范，發(fā)現(xiàn)問題后沒有及時匯報導(dǎo)致。如果事先任何一個環(huán)節(jié)仔細(xì)核對儀表典型安裝圖和工藝設(shè)計文件，這一問題就可避免。一名優(yōu)秀的儀表工程師，無論是作為業(yè)主還是施工單位，都要仔細(xì)核對取源部件的安裝位置和安裝方式是否符合儀表設(shè)計與測量要求；取源部件的材質(zhì)是否滿足被測介質(zhì)和工藝參數(shù)的需要；取源部件的規(guī)格和尺寸是否與儀表設(shè)備相匹配。

儀表管路包括測量、氣源及伴熱等部分，在儀表使用過程中，儀表管路施工質(zhì)量對儀表正常運行和設(shè)備的安全有著重要作用。施工前，要對儀表管路結(jié)合不同材料和工藝介質(zhì)，進(jìn)行相應(yīng)的試驗，在安裝前進(jìn)行復(fù)查。特殊管件如需脫脂，要進(jìn)行嚴(yán)格的脫脂處理等。同時，施工單位、監(jiān)理和業(yè)主要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在滿足設(shè)計和施工規(guī)范的前提下，共同制定管路敷設(shè)方式，進(jìn)行優(yōu)化、統(tǒng)一方案并確定施工質(zhì)量最優(yōu)化。施工過程中，管子的彎制盡量采用彎管器冷彎，且要保證彎制后的質(zhì)量。部分管路在施工過程中如需用其他材料管路代替，原則是就高不就低，以保證生產(chǎn)安全，并辦理替代聯(lián)系單，由設(shè)計確認(rèn)認(rèn)可后方可更換。

儀表線路施工質(zhì)量控制主要包括橋架施工、電纜敷設(shè)、保護管安裝和校接線4個方面。橋架施工要仔細(xì)核對管廊橋架施工路線，避免與工藝管線沖突，重點審核管理熱力管線U形彎管段，同時要注意保持多層橋架敷設(shè)時之間的間距，穿線管路集中敷設(shè)部分盡量用橋架代替等。由于儀表是弱信號，與電氣專業(yè)橋架要保持適當(dāng)距離，避免強電產(chǎn)生的干擾。保護管敷設(shè)時，要注意管線對電纜的防護和密封處理；預(yù)埋管線要考慮實際標(biāo)高、預(yù)埋深度，并做好防腐和密封處理，還要做好隱蔽工程記錄。電纜敷設(shè)前要核對電纜規(guī)格是否與設(shè)計相符，長度、線徑、導(dǎo)通能力及絕緣性能等要進(jìn)行測試；對于DCS有分域處理的，要考慮DCS分域是否能滿足實際生產(chǎn)時的工藝要求，及時調(diào)整線路敷設(shè)和DCS組態(tài)，避免返工；電纜敷設(shè)時要按照先主電纜線后分支、先遠(yuǎn)后近的原則，根據(jù)電纜到貨長度，各電纜敷設(shè)長度和電纜盤分盤計劃，編制電纜敷設(shè)表，并用記號筆標(biāo)記，以最大程度地利用電纜，避免電纜頭過多，而且要建立詳細(xì)的電纜發(fā)放臺賬。

現(xiàn)場儀表設(shè)備安裝前，首先要進(jìn)行外觀檢查、核對儀表數(shù)據(jù)表并進(jìn)行儀表單體校驗，主要包括：儀表型號規(guī)格、材料及防爆等級等是否符合設(shè)計文件要求；儀表是否存在變形、損傷及零部件丟失等缺陷，連接尺寸和連接形式是否符合設(shè)計要求；銘牌標(biāo)志是否清晰，備件和附件是否齊全；產(chǎn)品技術(shù)文件和質(zhì)量證明書是否齊全；儀表單體調(diào)校要專門人員進(jìn)行鑒定，并且要有計量員證，還必須做好備案。校驗嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行。其次，建立儀表設(shè)備保管、發(fā)放和領(lǐng)取制度；安裝后及時檢查并填寫相應(yīng)的安裝質(zhì)量工序表，并交專職技術(shù)人員和質(zhì)量檢查人員確認(rèn)。再次，不同的儀表設(shè)備安裝位置要求不同，要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工，在現(xiàn)場實際不能滿足要求時，可以適當(dāng)對儀表安裝位置在滿足測量與控制要求的前提下酌情調(diào)整；在保證了現(xiàn)場儀表可靠運行的條件下，如果不便于維修，可以考慮增加儀表檢修平臺。

現(xiàn)場成套設(shè)備儀表安裝，主要是隨機系統(tǒng)安裝，一般儀表設(shè)備和現(xiàn)場控制箱(柜)由廠家成套供貨，在施工過程中，需編制專項施工方案，有效利用廠家專業(yè)技術(shù)服務(wù)人員完成安裝調(diào)試工作。此時，要建設(shè)方儀表技術(shù)人員全程跟蹤，同時做好交底接收工作，避免出現(xiàn)施工單位和業(yè)主“兩不問”的情況。

中央控制室通信和動力電纜敷設(shè)時，要用橋架敷設(shè)或電纜溝隔離，信號電纜盡可能用橋架敷設(shè)，這樣可避免干擾。在控制室機柜間，要敷設(shè)防靜電地板或采取其他防靜電措施。中央控制室儀表接地系統(tǒng)是非常重要的一環(huán)，接地系統(tǒng)是保證儀表系統(tǒng)可靠運行的最重要措施，要根據(jù)設(shè)計圖紙要求進(jìn)行施工，保護接地、系統(tǒng)接地、信號回路接地、屏蔽接地和防靜電接地要各自分成體系，最后要匯到總接地排。接地系統(tǒng)的接地阻值要符合DCS廠商提供的技術(shù)文件和設(shè)計文件要求，并做接地系統(tǒng)測試和記錄。

現(xiàn)場施工過程中不可忽視的另外一個重要環(huán)節(jié)是現(xiàn)場儀表設(shè)備的防護。儀表防護過程貫穿整個施工工序的各個階段，即搬運、儲存、二次運輸、吊裝、安裝、試壓、儀表單體調(diào)校及回路聯(lián)校等。設(shè)備防護的要點是做好日常防護工作，不同季節(jié)、不同施工階段和不同時段的防護重點不同。在施工過程中，僅依靠施工單位的管理和施工人員的主觀意識并不能保證，還需要建設(shè)單位的儀表專業(yè)人員不定期現(xiàn)場巡檢，并建立日巡檢制度才能有效保證儀表設(shè)備安全。

2.3 施工費用控制

自動化儀表施工費用控制要堅持以下原則：

a. 對設(shè)計圖紙和儀表安裝資料進(jìn)行設(shè)計，盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷和錯誤，避免在施工過程中才發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致整改措施成本過高，如中控室電纜溝的施工，應(yīng)在土建施工過程中進(jìn)行，但有時設(shè)計單位各專業(yè)協(xié)調(diào)不好，沒有考慮操作臺之間的布線，此時儀表專業(yè)要及時與土建專業(yè)溝通，提出方案，轉(zhuǎn)交、補充或變更設(shè)計。如果期間不進(jìn)行溝通，一旦土建專業(yè)控制室地面硬化完成，就會造成整改成本過高，造成不必要的浪費。

b. 施工過程中，技術(shù)管理人員要經(jīng)?，F(xiàn)場巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正，把問題消滅在施工準(zhǔn)備階段或前期，減少變更工作量。如果出現(xiàn)不可避免的變更，要及時通知相關(guān)專業(yè)，避免引起再次變更的出現(xiàn)。

c. 施工過程中，要對施工單位加強管理，不可否認(rèn)，有時有些施工單位為了多算工作量，在變更過程中，有多要量及多要人工等情況發(fā)生。為了避免這種情況，需仔細(xì)審核變更量，將整改變更量控制在合理范圍。

3 儀表系統(tǒng)調(diào)校(試驗)驗收管理

儀表系統(tǒng)試驗首先要做好單體調(diào)校試驗，尤其是壓力表、壓力和差壓變送器的壓力校驗、雙金屬溫度計的溫度檢測試驗、調(diào)節(jié)閥的氣動試驗及泄漏試驗等、開關(guān)閥的開關(guān)試驗，以及部分重要控制閥的動作試驗等。

其次，要做好集散控制系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)及透平壓縮機組綜合控制系統(tǒng)(如果有)等的工廠試驗和現(xiàn)場驗收。重點做好系統(tǒng)硬件和組態(tài)軟件是否滿足工藝操作和使用要求的驗收工作。到現(xiàn)場后，需要做通電前檢查、通電試驗、系統(tǒng)診斷和冗余試驗、畫面功能測試、系統(tǒng)啟動和裝載、打印機報表測試及DCS通道測試等各種功能試驗。

再次，要做好儀表回路試驗和系統(tǒng)試驗。這是裝置開車前最重要的檢查工序，在開車前，設(shè)計代表、監(jiān)理、施工單位和建設(shè)單位對儀表調(diào)試工作共同檢查和確認(rèn)。尤其是聯(lián)鎖試驗，要有工藝組織牽頭，電氣和儀表專業(yè)共同完成。并在系統(tǒng)試驗過程中按照工藝要求進(jìn)行各種聯(lián)動跳車及順控開車等試驗。報警上/下限的設(shè)定是否滿足工藝要求，動作時間是否合理、安全可靠等，都要同工藝共同確認(rèn)。所有的儀表系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后，最好按照國家化工交工表格核對聯(lián)校記錄，由施工單位、業(yè)主工藝和儀表專業(yè)三方簽字確認(rèn)。

4 交工驗收的質(zhì)量評定與工程文件的質(zhì)量控制管理

自動化儀表系統(tǒng)試驗結(jié)束后，進(jìn)入工藝聯(lián)動試車階段，大部分儀表投入運行狀態(tài)，進(jìn)一步完善儀表系統(tǒng)檢測、調(diào)節(jié)、報警、聯(lián)鎖及歷史趨勢記錄等功能。此時可以進(jìn)行自動化儀表工程的交工驗收準(zhǔn)備工作，施工單位要做好竣工資料的整理工作，建設(shè)單位和第三方質(zhì)量監(jiān)督部分可以組織對施工質(zhì)量的驗收工作，驗收過程中發(fā)現(xiàn)的問題要及時整改和完善。重點做好竣工資料的審查歸檔工作，完整真實系統(tǒng)的竣工資料是儀表工程的重要組成部分，依據(jù)GB 50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》，所提交的完整的竣工資料包括：工程竣工圖，設(shè)計修改文件和材料代用文件，隱蔽工程記錄，安裝和質(zhì)量檢查記錄，絕緣電阻測量記錄，接地電阻測量記錄，儀表管道脫脂和壓力試驗記錄，儀表設(shè)備和材料的產(chǎn)品質(zhì)量合格證明，儀表校準(zhǔn)和試驗記錄，回路試驗和系統(tǒng)試驗記錄，儀表設(shè)備交接清單。

5 結(jié)束語

自動化儀表施工管理的目的就是提高自控儀表專業(yè)工程施工的技術(shù)和管理水平，保質(zhì)保量地完成儀表施工任務(wù)和進(jìn)度，通過規(guī)范、嚴(yán)格的施工管理，可以減少由儀表專業(yè)造成的工期延誤，保證工藝開車時間和效率，同時還能夠提供完整的交工資料，便于儀表設(shè)備的管理，為將來的儀表檢修工作提供支持和方便。