空分制氧項目施工管理和PDCA循環(huán)實踐探究

齊 婷，孟慶寶

（1.華潤三九（唐山）藥業(yè)有限公司;2.唐山唐鋼氣體有限公司,河北唐山 063000）

引言

為配合河鋼唐鋼退城搬遷需要，滿足河鋼樂亭鋼鐵有限公司建設(shè)規(guī)劃，唐鋼氣體有限公司一期建設(shè)、運(yùn)營、管理一套6 萬m3/h 制氧機(jī)組，本次工程建設(shè)采用先進(jìn)、成熟工藝技術(shù)和大型化的技術(shù)裝備，完美的自動化檢測控制系統(tǒng)，生產(chǎn)過程采用計算機(jī)進(jìn)行集中控制和調(diào)節(jié)，并采用智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)高度自動化。如何有效降低現(xiàn)場復(fù)工率，提高施工效率，達(dá)到設(shè)計計劃的產(chǎn)出貢獻(xiàn)，將是制氧項目施工管理的關(guān)鍵。

1 制氧關(guān)鍵設(shè)備的生產(chǎn)監(jiān)造

空分裝置中冷箱內(nèi)外設(shè)備較多，其設(shè)備制作質(zhì)量是裝置順利投產(chǎn)并且穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，現(xiàn)以6 萬m3/h空分項目為例，冷箱內(nèi)設(shè)備監(jiān)造包括上下塔、主冷換熱器、粗氬1 塔、粗氬2 塔、精氬塔、高純氧塔、貧氪氙洗滌塔、液氧蒸發(fā)器、過冷器等。設(shè)備制作過程包括換熱器通道真空釬焊質(zhì)量、填料填裝過程監(jiān)督、鋁材脫脂、無損探傷，以及氣壓和水壓試驗現(xiàn)場跟蹤和記錄。由于6 萬m3/h 空分效率的高低，主冷起著至關(guān)重要的作用，采用全浸式的主冷由12組換熱器組成，無論換熱器隔板還是鋁制通道封條，原材料要求廠家提供同一批次，真空釬焊一氣呵成。過冷器塔器雖小，其內(nèi)部通道復(fù)雜，進(jìn)而封頭較多，有一組通道釬焊出問題都會導(dǎo)致空分停車檢修處理，在建造過程中也應(yīng)十分重視。

2 施工資料和材料管理

施工資料：包括土建資料、設(shè)計院設(shè)計資料、廠家設(shè)備資料、施工確認(rèn)資料等。

備件材料及設(shè)備資料：包括空壓機(jī)、氧壓機(jī)、氮壓機(jī)、汽化泵、循環(huán)氬泵、中壓氬泵配件、管道、閥門、電氣儀表變送器等備件材料及設(shè)備資料的管理。

在基礎(chǔ)建設(shè)時可適當(dāng)提高機(jī)修間的施工安裝進(jìn)度，如果機(jī)修間以鋼結(jié)構(gòu)為主可提前訂購，機(jī)修間里面可分區(qū)域存放各種管道閥門、精密設(shè)備、備件、臨時材料，甲方建立現(xiàn)場施工材料和資料接收管理制度，明確各單位接收和保存責(zé)任，把握材料儲存使用的全過程，甲方對施工材料做定期檢查和不定期抽查，特別是在管道安裝期間的涉氧管道[1]。

3 甲方項目人員責(zé)任分工

甲方項目部在派駐甲方人員進(jìn)目標(biāo)區(qū)域責(zé)任分工前需對相關(guān)管理人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)，以提高現(xiàn)場管理能力和施工知識儲備，主要內(nèi)容有土建施工、管道設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)試等，以便有針對性地對各施工階段國家標(biāo)準(zhǔn)和施工過程質(zhì)量全面把控。每個施工階段需進(jìn)行不同的專門培訓(xùn)，做到有的放矢。在現(xiàn)場施工過程中，甲方管理人員參照現(xiàn)有國標(biāo)和業(yè)內(nèi)工序施工規(guī)范進(jìn)行驗收和督導(dǎo)，保證上下工序以合格質(zhì)量銜接[2]。

3.1 土建施工期間的分工與責(zé)任內(nèi)容

土建施工期間將主廠房壓縮機(jī)基礎(chǔ)、分子篩區(qū)域基礎(chǔ)、冷箱基礎(chǔ)、水泵房內(nèi)基礎(chǔ)、氮水預(yù)冷間內(nèi)部基礎(chǔ)、涼水架以及外網(wǎng)管道支架基礎(chǔ)按區(qū)域劃分，項目部派駐甲方管理人員進(jìn)行現(xiàn)場跟蹤施工進(jìn)度和質(zhì)量管理工作，主要內(nèi)容是：

確定基礎(chǔ)標(biāo)高，頂部鋼板預(yù)埋件、施工過程模板制作、鋼筋用料、水泥澆筑標(biāo)號，交叉作業(yè)時的現(xiàn)場溝通，及時向上級匯報自身區(qū)域的施工進(jìn)度和問題。同時主廠房內(nèi)部和外部地面硬化需及時確認(rèn)硬化面積，圖片留證，方便后期與施工方工作量結(jié)算。負(fù)責(zé)冷箱基礎(chǔ)的現(xiàn)場管理人員對其施工順序要嚴(yán)格把控，基礎(chǔ)標(biāo)高、支模綁筋、通風(fēng)管安放高度、珠光砂混凝土的配比及制作、主塔和粗氬二塔基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板、螺栓位置等需逐一確認(rèn)。因為其直接決定將來起來的冷箱工作質(zhì)量。

3.2 設(shè)備安裝期間的責(zé)任區(qū)域

設(shè)備安裝期間的安裝質(zhì)量直接影響到投產(chǎn)后后期的穩(wěn)定運(yùn)行，所以可將全場設(shè)備安裝劃分為多個區(qū)域，建立設(shè)備命名規(guī)則，包括泵、分子篩、壓縮機(jī)等，電氣儀表走線打號命名規(guī)則一致。甲方的技術(shù)管理人員按區(qū)域進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，包括分子篩空分區(qū)域、氮水預(yù)冷間與水泵房區(qū)域、外網(wǎng)管道與調(diào)壓站區(qū)域、主廠房設(shè)備與管道區(qū)域、氧氮?dú)鍍Σ燮c充車區(qū)域。

派駐甲方管理人員工作內(nèi)容主要是：確定管道焊接方式(全廠介質(zhì)管道氬弧焊打底，固定口氬氣保護(hù)焊接)、涉氧管道的脫脂、坡口打磨度數(shù)、防腐措施、閥門安裝方向和閥號確認(rèn)、現(xiàn)場安全閥安裝位置和開口方向等等，要求安裝公司嚴(yán)格按照施工設(shè)計要求施工，積極配合三方檢驗。

調(diào)壓站和分子篩區(qū)域的閥門方向需特別重視，為了將來生產(chǎn)緊急情況和漏氣考慮會有閥門安裝方向與設(shè)計圖不一致，此情況需與設(shè)計人員現(xiàn)場溝通走進(jìn)行現(xiàn)場圖紙變更手續(xù)。例如，6 萬m3/h 空分配套項目分子篩區(qū)域空氣進(jìn)出口和污氮進(jìn)出口采用歐賓羅斯三桿閥，其優(yōu)點(diǎn)就在于當(dāng)其開啟時，閥門系統(tǒng)對閥門兩側(cè)的最大壓差進(jìn)行了限制，當(dāng)高壓差氣流意外沖擊時分子篩床層可以得到有效保護(hù)，確?？辗旨兓瘏^(qū)域運(yùn)行安全。而在生產(chǎn)中當(dāng)空壓機(jī)緊急故障停止運(yùn)行時會出現(xiàn)氣流反頂情況出現(xiàn)，這時分子篩出口和污氮進(jìn)口處閥門將會漏氣嚴(yán)重，將此四個三桿閥安裝方向與介質(zhì)方向相反可解決此問題。

3.3 設(shè)備調(diào)試時期的人員分工

進(jìn)行設(shè)備調(diào)試和打壓試漏吹掃階段，首先建立全場儀表氣系統(tǒng)，項目部專業(yè)技術(shù)人員需提前準(zhǔn)備負(fù)責(zé)區(qū)域調(diào)試方案，進(jìn)行會審，由項目部發(fā)起，確認(rèn)后方可實施。

當(dāng)全廠管網(wǎng)形成，三大機(jī)就位，儲槽汽化系統(tǒng)建立，各區(qū)域DCS 控制系統(tǒng)形成，儀控、電氣、工藝可進(jìn)行一次線和二次線控制聯(lián)鎖調(diào)試，調(diào)試期間，需建立調(diào)試臺賬，將與后續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行有出入的邏輯改動留痕。動力介質(zhì)管網(wǎng)工藝組進(jìn)行打壓試漏，動力來源為儲槽汽化系統(tǒng)，三大機(jī)水冷卻器、油冷卻器等全廠水系統(tǒng)的沖洗、預(yù)膜，機(jī)組壓力、流量、溫度以及振動等關(guān)鍵參數(shù)記錄表需工藝人員提前準(zhǔn)備；三大機(jī)油路循環(huán)及油質(zhì)檢測等靜設(shè)備設(shè)備組跟進(jìn)；同時三大機(jī)和打壓汽化所需的汽化泵聯(lián)鎖調(diào)試、點(diǎn)位號確認(rèn)、變送器調(diào)整、閥門定位器校正、導(dǎo)壓管吹掃合格確認(rèn)，DCS室內(nèi)AI、AO、DI、DO 控制線消缺由儀控組負(fù)責(zé)。外網(wǎng)吹掃完畢后進(jìn)行空壓機(jī)試車，空分純化區(qū)域、冷箱區(qū)域以及產(chǎn)品氣到三大機(jī)入口吹掃等等。

3.4 調(diào)試階段PDCA循環(huán)的應(yīng)用

調(diào)試階段是一個多工種、多部門配合的過程，重在人員分配和調(diào)動，把握方向和時間節(jié)點(diǎn)，制定網(wǎng)絡(luò)時間圖，建立調(diào)試軍令狀制度，每天根據(jù)現(xiàn)場情況，會前下達(dá)調(diào)試目標(biāo)，準(zhǔn)確運(yùn)用PDCA 循環(huán)，見圖1。對調(diào)試結(jié)果進(jìn)行跟蹤。以氮?dú)夤芫W(wǎng)打壓吹掃小循環(huán)為例[3]。

圖1 現(xiàn)場調(diào)試三個PDCA循環(huán)

3.4.1 PDCA循環(huán)的第一階段（plan）

氮?dú)夤芫W(wǎng)由兩路煉鋼高壓、兩路鐵前低壓、一路冷軋高純氮?dú)夤芫W(wǎng)組成。氣源來源于氮?dú)馄到y(tǒng)，作為第一階段，需要對氮?dú)馔饩W(wǎng)管道、汽化系統(tǒng)管道和廠房壓縮機(jī)出口前管道進(jìn)行全面了解，由于汽化系統(tǒng)以后的五路管道相互可聯(lián)通，吹掃時工序較為復(fù)雜，制定可行性打壓吹掃計劃和具體實施方法。

3.4.2 PDCA循環(huán)的第二階段（do）

實施階段是整個循環(huán)的核心部分，實施過程中需要認(rèn)真執(zhí)行打壓吹掃計劃和具體實施措施，重點(diǎn)在以下幾個方面：

(1)在現(xiàn)場實施過程中，出現(xiàn)五路打壓吹掃的順序問題，通過技術(shù)人員的會審交流后科學(xué)地更改，提高do環(huán)節(jié)的工作效率。

(2)在每路管道打壓階段，嚴(yán)格執(zhí)行管道設(shè)計壓力，選擇合適的就地取壓點(diǎn)，圖片留存，方便報檢。

(3)吹掃過程中的吊車等重型機(jī)械的位置進(jìn)行確認(rèn)，既方便短節(jié)、閥門拆卸和安裝又能提高機(jī)械使用率，降低吹掃成本。

(4)打壓結(jié)束開始吹掃期間，需選擇安全合理的泄壓位置，保證吹掃壓力和吹掃時間。同時吹掃結(jié)束進(jìn)行打靶試驗時，選擇合理安全檢測點(diǎn)。

3.4.3 PDCA循環(huán)的第三階段（check）

針對do 階段的實施情況，通過吹掃方案和設(shè)計要求對管道吹掃的順序、耐壓試驗、泄漏試驗壓力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，將現(xiàn)場打壓吹掃工作按照方案進(jìn)行監(jiān)控。

(1)打壓吹掃過程按照管道試驗壓力、吹掃時間、氣體流速、打靶方式、吹掃路線嚴(yán)格記錄，及時匯總分析。

(2)現(xiàn)場五路打壓吹掃路線施工過程的合理性、重型設(shè)備使用位置交叉線的匯總、吹掃點(diǎn)和最終確定的打靶點(diǎn)位置。

(3)跟蹤階段發(fā)現(xiàn)人員安全違規(guī)問題、設(shè)備以及管道焊接等存在的問題集中現(xiàn)場處理，使do 階段順行。

3.4.4 PDCA循環(huán)的第四階段（action）

根據(jù)氮?dú)夤芫W(wǎng)吹掃過程的檢查結(jié)果，形成調(diào)試打壓吹掃初期的實施順序。在此順序的經(jīng)驗基礎(chǔ)之上，對前期的plan、do、check 階段發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)，氧氣調(diào)壓站管網(wǎng)和冷箱產(chǎn)品管道吹掃方案根據(jù)上一個PDCA 閉環(huán)管理經(jīng)驗進(jìn)行完善，這將提高下一階段的PDCA閉環(huán)的起點(diǎn)高度。

4 特殊期間的安全管控

新冠疫情期間復(fù)工復(fù)產(chǎn)現(xiàn)場管控，包括三方面內(nèi)容：

首先，復(fù)工復(fù)產(chǎn)前根據(jù)工程的規(guī)模及開工后人員返崗實際情況，配置相應(yīng)數(shù)量的體溫檢測儀、消毒液、酒精、一次性醫(yī)用口罩等防護(hù)用品，并建立防疫物資儲備使用臺賬，保障防疫物資充足到位。

設(shè)置疫情防控安全專員一名，由其落實日常防控、現(xiàn)場每天兩遍消毒、項目復(fù)工開工前的物資排查和復(fù)工準(zhǔn)備工作。對施工現(xiàn)場實行封閉式管理，建立用工實名制度，詳細(xì)備案工人流動信息。施工進(jìn)出通道設(shè)立人員體溫檢測點(diǎn)，對進(jìn)入現(xiàn)場的人員進(jìn)行體溫測量，并對人員和車輛登記造冊，如有發(fā)燒、咳嗽等疑似癥狀就地安排在現(xiàn)場隔離區(qū)。

將相關(guān)疫情防控知識納入每日進(jìn)場和班前會教育，在工地人員頻繁進(jìn)出位置張貼疫情防控宣傳海報，同時通過網(wǎng)絡(luò)會議方式組織會議，減少人員聚集。建立疫情防控每日報告制度，項目從復(fù)工之日起，每天向開發(fā)區(qū)政府主管部門報告當(dāng)天疫情防控情況。加強(qiáng)工地值班值守，嚴(yán)格執(zhí)行24 h 值班制度，及時了解掌握工地有關(guān)情況，出現(xiàn)疫情按要求及時處理和上報。

5 結(jié)語

在空分行業(yè)的高速發(fā)展背景下，空分裝置施工規(guī)范化、科學(xué)化、自動化將是必然趨勢。唐鋼氣體有限公司6 萬m3/h制氧機(jī)組以“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、清潔”作為設(shè)計目標(biāo)，將現(xiàn)場施工管理和PDCA 循環(huán)實踐相結(jié)合，基于PDCA 循環(huán)理論的邏輯性和實用性，在制氧項目現(xiàn)場產(chǎn)生了良好的耦合聯(lián)動效應(yīng)，有效降低工程投資和生產(chǎn)運(yùn)營成本，在接下來的2套4 萬m3/h制氧機(jī)組的快速籌建中也得到了良好的驗證。