【海川模块化安装大讨论】利用三维模型设计的磨溪天然气净化厂模块安装

2013年10月30日，国内首个模块化天然气处理厂——中国石油西南油气田公司磨溪区块龙王庙组气藏试采净化厂投产，生产出合格产品气和优质硫黄。该工程采用“模块化建厂、橇装化建站”理念设计建造，其中内部集输一体化橇装装置为中国石油工程设计公司西南分公司专利专有技术产品。工程整体采用橇装化、模块化、标准化设计，分为脱水、脱硫、硫黄回收三个主体装置。

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12月1日，西南油气田生产数据显示：自2013年年底磨溪8井投产以来，3年间，磨溪龙王庙组气藏累计产气近90亿立方米。

安岳气田磨溪区块龙王庙组气藏，是迄今为止我国发现的最大单体海相整装气藏。在这里，西南油气田会同参建单位，首开国内大型天然气净化厂模块化组橇先河，为这个气藏“3年建成年产100亿立方米天然气产能”立下了功劳。

“优快建产”秘诀何在？

相距40公里的两个主战场

10月15日，遂宁市磨溪镇丁家坪村，磨溪净化二厂，四五层楼高的第七列净化装置橇块内，焊花飞溅，焊工、管工、电工在不同工区劳作。地面通道上，吊车、挖掘机、工程车，往来穿梭。安全监督、质检人员严阵以待，盯紧各个风险作业点。

记者穿戴好劳保，小心行走在工地。装置区前有些泥泞，与此前在橇装厂的体验不太一样。

7月9日，一个阴雨天，遂宁船山区，记者驱车来到与建设工地相距40公里的川庆钻探油建公司橇装生产厂采访。这个厂因磨溪净化二厂而建，利用西南油气田物资公司遂宁仓库的物流港料场改建而成。

厂房内宽敞明亮，按工作流程划分不同工区。焊完一段特殊钢的刘昌盛，摘下护目镜，告诉记者：“过去户外作业，晴天一身汗，雨天一身泥。如今工厂化预制，机具摆放有序，工作环境更好，工作效率更高。”

今年3月，由西南油气田统一招标、规模采购的各类设备到货后，橇装厂的工人按照图纸在厂房内进行模块的预制组装。7月中旬，这些橇装设备经吹扫试压、验收合格后，按车辆运输能力拆卸，陆续运输到磨溪净化二厂工地。工人再像搭积木一样，对照复装手册，在现场快速安装。

“两个主战场并肩作战。”橇装厂副厂长马正富介绍，磨溪净化二厂二期工程有222个大型橇装模块、24座大型塔类设备。整个工程建设期间，橇装厂内，组橇工作紧张有序进行；建设工地上，土建施工、高风险的塔类设备吊装作业、橇块复装工作次第展开。与传统的“现场下料、配管安装”相比，优化了工序，保障了安全，工期缩短30%至50%。

在自动化焊接车间，机器轻鸣，焊花飞溅，10台自动悬臂焊接机“一字”摆开，红色机械手对着管道焊口精准施焊。马正富介绍，工厂对完成焊接预制的管道，采取分批次集中热处理，避免了现场单一焊口热处理可能存在的缺陷、隐患，焊口一次合格率提高了3.5%，“工厂化预制，打的是工期提前仗，质量更有保障，可谓鱼与熊掌兼得。”

2012年9月，磨溪8井大发现，揭开龙王庙组气藏的神秘面纱。

1个月后，为尽快开发龙王庙组气藏，满足社会对清洁能源的需求，在磨溪净化厂内新建年产10亿立方米试采净化装置的思路萌芽：拆除老厂硫黄成型和锅炉车间，在其原址新建产能更大的净化装置，新老厂共用公共设施，达到快速上产目的。

厂中建厂，意味着在大型化工厂内一边生产一边施工，安全风险如何规避？场地狭窄，净化装置如何摆放？工期紧，怎样科学提速？工厂化预制、模块化组橇思路，从井站延伸到厂区，首开国内大型净化厂橇装化施工先河。

土地有限，“以高度换空间”。以往在地面铺开的净化装置，如今“住”进了三四层楼高的钢结构平台。工厂化预制，则是“以空间换时间”，两个主战场同时作战，质量、工期、安全都有了保障。

工程建设中，模块设计、工厂预制、现场施工，均采用了国际一流的三维建模技术。建立模块化工厂3D模型，有利于设计人员同平台协同作战；工厂化预制时，通过三维模型二次设计，设置预制件及管道拆分、组合方式，优先有序排产，自动配料，实现了可视化、数字化管理。

西南油气田组建专门的项目管理团队，推行“一站式办公”，将设计、采购、施工、监理、检测等参战单位力量拧成一股绳，将目标锁定争创“国家优质工程金奖”。



2014年年底开工的磨溪净化二厂二期工程，紧邻正在生产的日产1200万立方米净化装置，新建3套日产600万立方米的新装置。安全压力大、施工场地狭窄，模块化组橇再次护航“厂中建厂”。

10月20日，磨溪龙王庙组气藏年产气60亿立方米产能工程正式投运。截至目前，这个气藏已成功投运9套“脱硫、脱水、硫黄回收一体化集成装置”、近30套一体化单井集气装置。按照“整体部署，分步实施”思路，西南油气田大力推行勘探开发一体化，创造了中国石油大型整装气藏上产新纪录：10个月建成年产10亿立方米试采工程，15个月建成年产40亿立方米工程，13个月建成年产60亿立方米工程。

截至目前，龙王庙组气藏年产10亿立方米试采工程、年产40亿立方米工程，已分别安稳长满优运行两年和一年。模块化建厂模式的质量、效果经受住了生产的检验。

相关阅读：什么是模块化组橇模式？

在集团公司大力推行标准化建设背景下，西南油气田在净化厂、井站建设过程中，采用标准化设计+工厂化预制+模块化组橇的产能建设新模式，即将大型油气厂站的各生产单元，划分为满足运输尺寸的多个模块。在预制厂内完成模块的制作和预装，验收合格后，再拆装、运输至工地，最后将各模块按“搭积木”的方式，重新组装、连接。

橇装，固定在同一底盘上的一组装备，可用撬杠移动而得名。模块化橇装，需用起重机或吊车搬移。

亲历者说：模块化建厂应注意什么？

（磨溪龙王庙组气藏年产60亿立方米建设项目部副总工程师宁永乔）

模块化建厂模式在安岳气田磨溪龙王庙组气藏优质高效、快建快投中发挥重大作用，创造了国内大型天然气净化厂模块化组橇新模式，具有现实借鉴和推广意义。

模块化建厂模式的优势主要体现在五大方面：装置由平面展布改为空间叠加，节约了用地；组橇和现场土建施工同步进行，缩短了工期；工厂化预制大量使用自动化设备，提高了施工质量；现场交叉作业减少，降低了安全风险；预制厂不因炎热、下雨影响工期，员工工作条件得到改善。

然而，模块化建厂模式也存在一些问题和不足：

模块化建厂需要具备一定的前提条件。磨溪净化二厂二期工程，单套硫黄回收装置的生产规模为每日900万立方米，设备、管线规格较大，橇装钢结构极限尺寸超出运输能力，无法实现模块化成橇，只能进行深度工厂化预制。从目前组橇经验看，建议对于单套处理量超过600万立方米的天然气净化装置，工厂化预制橇块后，运输到现场直接安装。

模块化建厂的优势之一是能够实现土建、工艺安装的同步推进。如果在土建工程完工后才开始工厂化预制，节约工期的优势体现不明显。因此，储备部分工艺材料，提前开展工厂化预制，才能最大限度体现模块化建设的优势。

从工程投资控制上，由于需要大型模块橇的运输，或就近新建预制工厂，以及大量橇底座钢结构的应用，工程投资较常规建厂优势不明显。但是，由工程质量提高、施工安全风险降低、建设工期减少所带来的整个工程建设效益，远远超过工程投资的适量增加。

从模块化设计角度，由于运输条件及模块空间限制，设备与工艺安装比较紧凑，部分设备在后续的维修与更换过程中，可能会带来施工难度。这需要选用、采购质量可靠的设备、阀门，减少维修频率。从建设上看采购成本会高一些，但从项目全生命周期来看，成本会降低，生产也更安全。

采气站场一体化橇功能相对简单，设备总重量较轻，工厂化预制、运输、现场吊装均比较容易，特别适合产能建设的快建快投，节约成本、土地的优势突出。

3月4日，龙王庙组气藏磨溪第二净化厂高度112.5米、总重约203吨的第一座尾气烟囱塔架吊装成功。

龙王庙组气藏磨溪第二净化厂设计有2座同型尾气烟囱塔架，此次吊装的为第一座尾气烟囱塔架，作业采用2台500吨履带吊车为主吊，一台260吨履带吊车溜尾的整体吊装方法实施吊装作业。

此次吊装作业的成功，意味着龙王庙组气藏磨溪第二净化厂建设工程进入新阶段。

沙漠里的游鱼 发表于 2018-11-5 00:33
3月4日，龙王庙组气藏磨溪第二净化厂高度112.5米、总重约203吨的第一座尾气烟囱塔架吊装成功。

龙王庙组 ...

有兴趣的可以看看这个

学习了 感谢分享

NW软件做这个是很不错的

从头读到最后，可以说是我与西南的一帮兄弟在国外做的就是撬装天然气处理厂，国内这个气田 ，是他们的巅峰之作，不过后续他们模块化的项目变少了。

RedLee_ZZHI 发表于 2018-11-05 08:47
从头读到最后，可以说是我与西南的一帮兄弟在国外做的就是撬装天

毕竟净化厂就那么几个

好像新疆也有

RedLee_ZZHI 发表于 2018-11-05 08:47
从头读到最后，可以说是我与西南的一帮兄弟在国外做的就是撬装天

无边工厂这个概念

关不上的窗_KEIQ 发表于 2018-11-05 08:01
学习了 感谢分享

有兴趣可以搜索这个系列的其他帖子讨论

青涩年华 发表于 2018-11-5 08:04
NW软件做这个是很不错的

NW是什么软件？一般三维设计采用PDS或PDMS。

RedLee_ZZHI 发表于 2018-11-05 08:47
从头读到最后，可以说是我与西南的一帮兄弟在国外做的就是撬装天

我也是最近了解到的这个项目

没有想到几年前在内地都有这样的案例

也是说模块化不是非要沿江沿海

智者明 发表于 2018-11-5 09:46
NW是什么软件？一般三维设计采用PDS或PDMS。

NavisWorks

沙漠里的游鱼 发表于 2018-11-5 09:57
我也是最近了解到的这个项目

没有想到几年前在内地都有这样的案例

是的 ，首先是基础设计的时候定好调，把设备布置按照模块化来布置，然后就是采购环节，最终就是做好加工设计，车间预制好，现场再安装，整个环节和传统方式大不同，比如先预制再涂装。

青涩年华 发表于 2018-11-5 10:07
NavisWorks

NAVISWORKS 只是看图软件，可以稍微编辑和测量 ，不是PDMS 这种建模工具，但功能仍然很强大。

RedLee_ZZHI 发表于 2018-11-5 10:51
NAVISWORKS 只是看图软件，可以稍微编辑和测量 ，不是PDMS 这种建模工具，但功能仍然很强大。

恩，PDMS,PDS是很强大的

青涩年华 发表于 2018-11-5 10:07
NavisWorks

在化工设计上好像应用不多见。