转载推荐：某石化EPC项目静设备设计工作的几点经验

李俊儒1，庄培鸿2

（1.中石化宁波工程有限公司，上海 200030；2.陶氏化学（张家港）有限公司，江苏 张家港 215634）

摘  要：石化EPC项目需要设计发挥更大的主导作用，以利于实现项目的质量、进度、效益目标。静设备在石化项目中的投资和数量占比均较大，其设计工作也至关重要。以某项目为例，介绍了静设备专业在设计本职工作及配合采购、施工等方面的经验，主要包括：对业主技术规范的响应，大型塔器设计和供货分工，现场建造储罐设计、采购、施工的配合，对采购工作的协助，与制造厂的协作，协助解决安装过程中的问题等。

关键词：石化EPC项目  静设备  设计  采购  施工

        面对国内能源结构调整步伐加快、石化能源消费增长减速、化工产品市场稳步增长的新形势，T石化公司（文中简称“业主”）顺势启动了一批用于“做大、做强、做优化工”的转型升级项目。N工程公司（负责设计、采购）和集团内的兄弟单位J工程公司（负责施工）EPC联合总承包了其中的一套大型装置（文中简称“该项目”）。
      与传统的DBB（设计-招标-建造）项目模式相比，在EPC（设计-采购-施工）总承包项目中，设计工作贯穿于项目建设的全过程，设计是采购和施工的技术基础，并且三者交叉进行[1]。设计工作的好坏对于整个项目资源配置的合理性、建设质量的优劣、投资效益的稳定性都有着重要的影响[2]。
        静设备在该项目中投资占比较大，数量百余台，并且长周期设备、大型设备的到货时间对于项目的总体进度关系重大。做好静设备的设计、采购、安装工作是实现整个项目质量目标、进度目标、成本目标的重要保证之一。
文中介绍了N工程公司设计部门静设备专业（文中简称“静设备专业”）在该项目中的一些做法和经验，包括：对业主技术规范的响应，大型塔器设计和供货分工，现场建造储罐设计、采购、施工的配合，对采购工作的协助，与制造厂的协作，协助解决安装过程中的问题等。

1 对业主技术规范的响应
        在EPC项目中，业主对项目具体实施工作的参与程度不高，其主要进行全局性、原则性的控制，他们对设计、制造、施工等的要求，需由设计部门落实在“设计统一规定”中以指导具体的设计工作。该项目在详细设计工作进行了一段时间之后，业主向各装置院下发了其新修订的一系列设计、制造、施工技术要求文件，其中包括一份“设备设计技术要求”，静设备专业对此文件进行了研读、消化，并据此更新了“设计统一规定”。
但业主的“技术要求”中有一条规定未引起足够的重视，其要求：奥氏体不锈钢封头必须进行固溶热处理。设计团队当时认为此条规定属于“一刀切”，远高于现行封头标准[3]、不够经济合理，故在更新“设计统一规定”时未予以响应，设计文件中封头的制造仅要求按现行标准执行。设备到货后，业主对所有的奥氏体不锈钢封头都进行了硬度检测，并将原材料标准中的硬度指标作为合格标准，出现了个别“不合格”的情况，要求设计单位和供货商整改。
        从此事得到的教训是，设计人员应有严格的履约守约意识，需要偏差或偏离业主的相关规定时，须进行技术澄清并获得业主的批准。若认为业主规定有不合理的地方，应与业主进行沟通，了解其需求，协商确定合适的验收标准和恰当的技术要求。以避免无法通过业主验收而需要进行整改的情况，从而耽误项目进度。

智者明 发表于 2024-5-3 18:47
1 对业主技术规范的响应
        在EPC项目中，业主对项目具体实施工作的参与程度不高，其主要进行全局性 ...

2 大型塔器的分工
大型塔器的吊装是整个装置建设计划的关键路径之一[4]，它们能否按时到货、安装，对于大型吊车使用周期的合理安排、土建预留、装置总图竖向施工及后续安装施工等都有极大的影响[5]。而且，为了尽量减少二次高空作业的成本和风险，大型塔器通常要求整体模块化吊装，要在地面上“穿衣戴帽”，做到“塔起灯亮”。除塔器本体外，还涉及塔内件、附塔材料（梯子平台、保温防腐、附塔管线、灯具电线等）的设计、采购、施工。
从设计到吊装期间涉及的专业、部门和单位比较多，包括设计部门各主要专业、采购部门、业主、内件商、制造厂、运输单位、吊装单位等。需要各方在各环节上，按吊装时间节点倒排进度计划，紧密配合。
对静设备专业来说，大塔设计工作中的关键节点包括：提出基础条件，提交塔器、内件请购技术文件，出版塔器施工图，审查内件商返资、运输、吊装方案等，并协助项目部做好一些对接协调工作，其中有若干问题值得注意。
1） 内件由内件商设计、制造、指导安装，无法通过人孔装入的内件应在封塔前运至制造厂装入；
2） 内件固定件由内件商设计，制造厂供货，固定件的施工图应由设计审查后交付制造厂；
3） 附塔梯子平台由静设备专业设计，钢结构厂预制后运至现场组装，是大塔“穿衣戴帽”的重要内容之一，且塔吊装就位后的内件安装，也需要通过梯子平台进行；
4） 该项目地处沿海、距港口近，大塔交货采用海运、整体到货的方式，运输鞍座的设计应考虑车间至码头、滚装装船、海运、滚卸卸船、码头至现场的水路联运中的多种工况，确保运输安全顺利[6]。
此外，塔内件的安装效率对于项目的整体进度也至关重要，尤其是大型塔器，其内件数量众多，安装前应做好技术交底，内件验收，施工策划、组织等工作，以避免材料、机具过久地占用塔器周边场地而影响其他专业的施工[7]。

3 储罐设计、采购、施工交叉进行
该项目常压储罐采用“边设计、边采购、边施工”模式，设计分批提供图纸，材料分批采购，材料到货一批预制组焊一批。
静设备专业在收到一次条件后，先向采购部门和施工单位提供订货图，用于主要材料订货和零部件预制。受上游专业工作进度制约，订货图未包括管口方位和梯子平台，仪表口规格为“待定”。期间，静设备专业继续进行详细设计工作——绘制施工图，并及时将装配图、零部件图、制造技术要求文件等提供给施工单位。
管口方位及梯子平台、预焊件的设置等，在管道专业配管工作基本结束后确定，仪表口在自控专业收到供货商返资后确定，静设备专业在收到条件后出版相应图纸，并补充请购相应材料，施工单位收到完整的施工图后即可全面展开建造工作。
储罐建造前期工作由设计主导，采购、施工及时跟进，后期工作以保障施工为主，施工的需求都能得到设计、采购的及时响应，不仅缩短了工期，对质量也实现了较好的控制，体现了EPC项目模式下设计、采购、施工一体化运作的优势，但也有一些地方需要改进。
1）设计未充分发挥在EPC项目中应有的作用，仍按DBB模式的分工x i惯，未直接提供“管口材料明细表”、“梯子平台施工详图”，而是由现场施工技术人员“扒料”，这也是导致少量材料漏买、错买的间接原因之一。
2）材料过于多样。整个罐区梯子平台、保温支撑件、管道支架用垫板等板材、管材、型钢种类、规格较多，给采购和使用管理带来不便，故材料请购时，在经设计确认后，对它们进行了适当的合并或代用。
3）图纸版本控制有纰漏。施工单位在收到施工图后，未及时将订货图归集封存，出现了订货图和施工图共存、混用、误用的情况，所幸被及时发现、纠正。建议以后订货图在图面显著位置用大号加粗字体注明“本图仅用于材料订货和罐顶（壁、底）板预制”。

4 设计对采购工作的协助
在EPC项目中，除了完成设计本职工作外，设计部门还需按进度计划向采购部门提交请购技术文件，并参与后续的评标、与厂商的技术谈判、审查供货商返资等[8]。其中，请购技术文件的编制和供货商技术文件的审查以设计部门为主。
请购技术文件是设备或材料询价订货、供货商报价、订立合同的重要依据，主要内容包括：必要的说明、卖方资质要求、适用标准规范，卖方的供货和工作范围，现场自然条件、制造、检验与验收、交货方式等技术要求，卖方提交的资料要求，性能保证等，并将图样或设备条件、技术条件或设计统一规定、分包商清单等作为附件[9]。
从实践效果来看，该项目的请购技术文件是较为完善的。但是，正文中的“适用标准规范”有同类的国标、石化标准、化工标准，作为附件的有图样、业主的采购技术规范、设计部门的通用设备技术条件等，存在着“简单堆砌”技术要求的问题。这么做虽然能充分地保证买方的利益，但弊端也明显。例如，它们之间规定不一致的地方，设计人员未能充分识别，未在图样或请购技术文件正文中给予统一，导致后期需要多次澄清。建议以国标、业主的采购技术规范、总体院统一规定为基础，按设备类型编制项目请购专用技术条件。
EPC总承包商在项目执行过程中具有较大的自主权和灵活性[1]，该项目有少量“特殊设备”的设计工作也交由供货商完成，如非金属设备、自立式钢烟囱等。工程公司对某些“特殊设备”的设计工作并不熟悉，将其设计、制造一并交给细分行业里的专业厂家不失为一种明智的做法。
对供货商返资的审查主要依“审查主要项清单”进行。审查的目的在于检查设计文件的完整性、是否满足法规和强制标准、技术协议的要求等。“审查主要项清单”参照HG/T20701.6-2000《容器、换热器专业制造厂图纸审查要点》编制，其中列出了具体的审查项目和要求，以提高审查工作的标准化程度，保证审查质量。

5 设计与制造厂的协作
选择合适的供应商、对制造过程进行监督和做好出厂检验，是保证静设备供货质量的基本措施[10]。所以，静设备专业应当在请购技术文件中对投标商的资质和业绩作适当要求，给出买方的检验、试验计划，并与供货商进行良好的协作。
设计是制造的基础，制造是设计的实现过程。制造前，制造厂应对设计文件进行消化，掌握设计要求，尽早发现其中可能存在的问题，必要时设计单位应进行技术交底，共同做好设计与制造的衔接。对于制造过程中出现的问题和困难，制造厂应及时、诚实地告知买方，在确保安全和质量的前提下，设计可以合理合规地协助解决。
该项目设备在制造过程中出现的问题可分为两类。一类是人为失误，例如工人漏看或误读图纸，导致误开孔，此时可寻求设计院修改配管，或申请将误开的孔改为备用口并由设计另选位置开孔。第二类是受客观条件所限导致的困难，例如：a）某种材料因用量少采购困难而申请代用，多见于管材；b）因排版排不开，管口、附件与筒体纵环焊缝干涉，可申请调整管口、附件位置；c）无损检测方法变更，如：管口直径小，用现有装备磁化困难，需由MT改为PT；因设备尺寸过大进不了探伤室或环保原因，需由RT改为可记录超声等。

6 设计对安装工作的协助
安装是工程形成实体的过程，属于项目的后期阶段，设计、采购和基础施工等前期工作中遗留的一些问题也会在此阶段暴露。静设备安装中常出现设备管口、附件等与基础干涉，设备支座或基础尺寸偏差，漏件等问题。
1）干涉，例如：耳座下方管口伸出长度过长，吊装时与结构框架的梁干涉，设备无法就位；塔器裙座内环支撑杆（运输、吊装过程中加固之用）与基础凸台干涉，塔器无法就位，等。从整改难易程度上考虑，首选对设备上发生干涉的零部件进行切割。
2）支座或基础的尺寸偏差，例如：设备支座的地脚螺栓圆直径与土建基础的对不上，这是因为基础施工或设备制造出现了较大误差，偏差不大时可以在支座底板上扩孔，偏差较大则比较棘手，甚至需要重做基础；此外，耳座标高错误、支腿高度过短或过长的情况也偶有发生，此类问题可以通过修改配管、垫高耳座，加长或截断支腿等办法解决。
3）漏件，例如，梯子平台的个别预焊件被遗漏，如今工程公司梯子平台出图风格较为简略，仅用装配图带标准图，没有零件图或料表，制造厂扒料扒漏的情况时有发生；保温支撑件的型式或数量不对，无法满足保温施工的需要，这是因为设计人员对保温施工工艺不了解导致。对于已经热处理而不能施焊的设备，需要调整原设计方案，而不能直接补焊。
这些问题产生的原因部分是由于设计疏忽所致，如设计考虑不周，图纸不够详细，专业间沟通不够，对供货商、分包商返资审核不细等，也有设备、基础的监造、验收等工作不到位的原因。从经济和效率角度，通常首选对设备管口、附件进行割、补、改、增、扩等办法，就这要求静设备专业打破“本位主义”以解决问题为先，为保证设备的安装效率和质量发挥积极作用。

7 结语
EPC项目要求设计在做好设计本职工作的同时，还要从项目整体的角度考虑，在采购、施工的具体环节上做好与相关专业、相关单位的协调、衔接，并在必要时对设计方案进行调整。
对于静设备专业来说，首先，应从业主的需求出发，做好设计本职工作及与相关专业的配合，确保设计成品的规范性、安全性、经济性和可施工性；第二，设计在工作内容上需延伸至采购、施工（现场建造的储罐），进度上也与它们有着深度交叉，设计作为“龙头”应为采购质量管理和保障施工进度提供充分的技术支持；第三，设计是制造的基础，制造也全面检验着设计的可施工性，因此设计与制造厂的良好协作对保证制造质量和供货周期具有积极的意义；第四，积极协助解决设备安装过程中出现的问题，保证安装的效率和质量，也是静设备专业的职责所在。
参考文献：
[1] 贺彩丽.某石化EPC项目中设计管理若干问题的分析[D].广州：华南理工大学，2015.

[2] 李宠一.石化某EPC项目设计阶段的质量控制与改进[D].北京：北京理工大学，2016.

[3] GB/T 25198-2023 压力容器封头[S].

[4] 刘桐.海外化工EPC项目进度计划的编制[J].中国石油和化工标准与质量，2022，42（12）：82-84.

[5] 苏胜利.浅谈大型乙烯装置大塔整体吊装的统筹管理[J].石油化工设备技术，2022，43（4）：51-55.

[6] 陈坤. 丙烯塔运输鞍座设计与分析[J]. 工程技术研究，2021,6(01):96-97.

[7] 王小彪. 提高超大型塔内件安装效率的措施[J]. 化工管理，2023（06）：109-111.

[8] 李洪涛，田涛，孔德仁，等.阿美工程采办阶段设计支持[J].中国物流与采购，2018（15）：68-69.

[9] HG/T 20701.11-2000 设备材料请购单和技术规格书的格式与编制说明[S].

[10] 宋立锋. EPC工程项目设备采购检验管理[J]. 项目管理技术，2021，19（7）：93-96.

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