EPC模式化工项目仪表设计与安装.pdf

第37卷第5期2023年9月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.37No.5Sep.2023EPC 模式化工项目仪表设计与安装梁安坤1袁蒋昌利1袁余剑2（1.广东惠州液化天然气有限公司，广东 惠州 516000；2.深圳融科科技有限公司，广东 深圳 518000）摘要院 EPC 是指设计、施工、采购总承包的项目管理模式，总承包方受业主委托，按照合同约定对工程项目实行全过程建设，并对其所承包项目的质量、安全、费用和进度负责。本文主要从业主角度总结仪表专业在初步设计阶段需要注意的几点事项，从设计、采购及施工各个方面考虑，确保后期EPC 模式中仪表工程高质量、高标准完成。关键词院EPC；仪表初设；提高质量doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2023.05.038中图分类号院 TQ056.1文献标志码院 A文章编号院1008-1267(2023)05-0128-03收稿日期：2022-12-06作者简介院梁安坤（1986-），男，工程师，主要研究流体自动化控制。EPC 模式能有效克服和弥补业主在项目管理知识和经验上的不足袁减轻业主在项目管理方面的压力遥 可将项目实施中的主要风险转移给EPC 总承包商袁发挥 EPC 总承包商项目管理专业知识和经验的优势遥 但是该模式下业主对项目的掌控能力较弱袁如果遇到强硬的总承包商袁甚至出现业主被架空的情况遥 在总承包商追求利润的本质下袁若业主不加控制还容易造成项目质量水平低下袁直接威胁到项目本质安全和后期运行遥初步设计是由业主在 EPC 招标前聘请有资质的设计院对项目进行的全厂性规划设计袁初步设计的目的是在提高工程质量尧控制工程投资的同时为建设进度提供框架和条件袁 为后期 EPC 模式定好标准袁 是 EPC 模式下保证项目质量的一种重要方法遥 在仪表初步设计中需要注意以下几点遥1数字化交付随着国内数字化技术不断提高袁特别是近几年云计算尧物联网尧大数据尧人工智能等高新技术应用日益成熟袁工厂的信息化尧数字化已然成为大趋势袁正确建设其后期功效巨大遥中华人民共和国住房建和城乡建设部于2018 年 9 月颁发的 GB/T 51296要2018叶石油化工工程数字化交付标准曳更是规范了石油化工企业数字化工厂的建设遥 项目初设阶段就要对是否需要数字化交付予以明确遥目前阶段袁国内的 EPC总承包商基本还是把数字化交付当作一种产品袁往往分包给第三方来做袁业主明确要求才给提供遥如茂名某炼化企业在前期没有要求袁 后期要求上数字化交付袁额外增加费用 3000 余万元遥数字化交付从项目初设阶段提出袁随着项目过程同步建设起来才最完善尧最优化尧最成功遥 在项目基建期袁 数字化交付就可实现很多功能遥 如竣工资料由平台挂接对应的标准化模板袁 将验收表单固化到平台中袁 实现表单标准化尧 流程可视化尧进度可视化尧采集实时化等功能遥目前袁基建期的数字化交付落地难尧功能华而不实遥 主要原因有以下几个方面袁首先袁基建信息需要上传到平台才能实现数字化袁 工作量大袁需专人尧多人承担袁增加了人力成本袁而起的作用尧省的成本往往因为各单位不会使用袁运用不熟练而无法体现遥 其次袁 EPC 总承包商的传统运营方式已经比较成熟袁基建期的数字化替代传统第 37 卷第 5 期工作有很大阻力遥 最后袁施工单位中的人员素质尧硬件条件尧工作强度等很难满足数字化交付对大量数据尧参数的需求遥 以上原因造成了基建期数字化耗时耗力却只成了一个高级展板袁 其功能性尧经济性无法发挥袁投入巨大但得不偿失遥运营期的数字化必须功能全面且越强大越好遥 项目运营后袁一个完善的尧功能强大的数字孪生体在后期生产尧设备检维修尧安全环保尧仿真培训等方面将发挥巨大作用遥综上袁项目应在初设阶段做好数字化交付要求袁 从性价比角度考虑可直接放弃基建期数字化袁将有限经费投入到更有价值的运营期数字化交付遥2设备状态在线监测系统在线监测系统主要是对生产关键设备袁利用计算机的海量存储空间不丢点地记录设备运行各种参数渊如振动尧位移尧转速尧相位尧温度尧压力尧流量等冤袁使设备始终处于监控尧可控状态遥 设备一旦出现故障前兆或异常袁 系统将及时报警袁并采集故障信息袁以便人员了解故障现象和分析故障原因遥 系统自动生成数据库尧历史数据库及报警库袁可实现故障报警尧故障追忆和故障诊断的智能化遥需要强调的是袁一般大型设备会自带监测系统袁往往是由 PLC 做的一个简单模块袁不具备预警及智能分析的功能遥 初设时就需要要求设置独立的在线监测系统袁否则 EPC 总承包商往往会以设备自带为由不单独设置遥 独立的在线监测系统和机组设备自带的监测系统可以兼容袁 并不冲突袁通过通讯线连接两个系统袁现场设备信号先传输到自带监测系统袁 再传输到 DCS/SIS 控制系统袁独立的监测系统从 DCS/SIS 系统采集信息遥普通传动机组只要有各种参数渊振动尧位移尧温度尧压力等冤探头就可设置设备状态在线监测系统遥 需注意的是终端探头和在线监测系统信号的通用性袁如本特利的在线监测系统最好用本特利的振动探头袁这是详设阶段的内容袁本文就不展开论述了遥有了这套系统就可根据现场要求袁对各种参数进行实时监测袁 不遗漏任何瞬间故障数据袁稳态监测尧启停机监测尧连续存储袁获得各种动设备运行指标袁如启停率尧故障率尧合格率遥 通过数据比对和趋势智能化分析袁可全面掌握设备健康情况袁降低设备故障率和生产成本袁保证生产运营安全稳定遥3DCS/SIS 控制系统共用阀门在一些逻辑设计中袁 会出现 DCS/SIS 控制系统共用一个阀门的情况袁DCS 控制时袁SIS 不解除联锁袁 此时 SIS 联锁的电磁阀带电励磁控制阀气路导通袁不影响 DCS 控制袁而如果 SIS 联锁触发电磁阀断电袁切断控制阀气路袁此时 DCS 就不能控制阀门袁失去功能遥GB/T 50770要2013 叶石油化工安全仪表系统设计规范曳规定袁在安全完整性等级为 SIL1 的情况下袁测量仪表与控制阀均可与 DCS 共用袁逻辑控制器宜与 DCS 分开遥但 DCS 和 SIS 共用阀门可能存在 SIS 误动作把阀联锁袁 导致 DCS 无法控制袁对现场生产造成影响遥DCS 和 SIS 共用一个阀门大致同共用一个传感器的情况一样袁而 SIS 系统又有明确要求为野独立冶的系统袁这种共用是否违背 SIS 独立的原则也有待商榷遥综合考虑袁不建议 DCS 和 SIS 共用阀门袁二者应当相互独立袁 包括传感器尧 控制器和最终元件袁 不允许共用遥 这一点在项目初设阶段就要在设计理念尧 设计说明中明确袁确保后期详设的时候不存在 DCS 和 SIS 共用阀门的情况遥4电缆保护管-挠性软管仪表电缆穿线挠性软管通常被冠名为野防爆梁安坤等：EPC模式化工项目仪表设计与安装129天津化工2023 年 9 月挠性管冶袁其没有任何防爆功能袁仅是保护管袁起到保护电缆的作用遥 挠性管只是保护仪表电缆不被外力物理伤害袁真正起防爆功能的是电缆与仪表连接所用的防爆格兰头遥SH/T 3521要2013叶石油化工仪表工程施工技术规程曳第 8.4.7 条规定袁保护管与就地仪表盘尧仪表箱尧接线箱尧穿线盒等部件连接时袁应有密封措施袁并将管固定牢固遥 保护管管口应低于仪表设备进线口约 250 mm 袁 与检测元件或就地仪表之间宜采用挠性管连接袁 当不采用挠性管连接时袁管末端应加工成喇叭口或带护线帽遥 保护管从上而下敷设时袁在最低点应加排水三通遥 也就是说袁用不用挠性管都可以袁如果不用挠性管袁需保护电缆不被镀锌管口划伤袁在管末端加护线帽或做成喇叭口遥挠性管的主要作用是保护电缆袁但在实际安装和使用过程中存在不少缺点遥 1冤施工难度大遥一般挠性管在施工时袁很难检查与仪表设备连接的格兰头和电缆之间是否密封遥 特别是铠装电缆袁 其本身在格兰头进线的时候就很难安装袁再加上挠性管袁安装合格率实际不足 60%遥 增加挠性管虽可以保护电缆袁但更重要的格兰密封功能却失效了袁可谓因小失大袁后果严重遥 2冤电缆无法留余量遥 如果不用穿挠性管袁电缆往往在进仪表前会盘圈 12 周留余量袁 这样在后期仪表移位尧损坏更换不同样式设备时就有足够余量的电缆袁而加了挠性管的安装方式是没办法留电缆余量的遥 3冤挠性管变成野进水管冶遥 金属穿线管从上面敷设渊比如管廊尧钢结构冤到仪表设备后转弯下来袁 雨水进入金属穿线管后很容易顺着金属管尧挠性管进入格兰头密封不好的仪表内部袁造成仪表损坏尧回路故障等袁这也是上文中规范让加排水三通的原因遥综合考虑工程质量和成本袁最好的方案是主电缆用非铠装电缆袁走桥架/槽盒袁末端穿金属保护管尧挠性管全配进接线箱遥 接线箱出来的电缆用铠装电缆袁穿金属保护管袁断配到仪表设备终端袁不使用挠性管遥5阀门执行机构配备防火罩阀门加装防火罩在国内出现的时间较短袁且国内相关规范标准都是参考国外标准袁有些内容并不完善袁常常引起争议遥 在编写防火罩技术要求时袁由于设计人员对防火罩产品不了解袁采购方也不熟悉袁技术要求经常出现漏洞袁导致设计和选型采购存在安全隐患遥 阀门执行机构防火罩属于被动防火袁防火罩的本质是在一定的火焰大小尧一定时间之内袁要确保被保护的执行机构不失效遥在初设阶段提出阀门执行机构配备防火罩的要求时袁EPC 详设阶段从现场空间等方面就要考虑防火罩的设计了遥 防火罩是根据阀门和执行机构尺寸量身定制的产品袁 在设计时需要根据温升区间 渊即失效温度-温升起始温度冤计算所需的防火材料厚度尧材质等参数遥 而且防火罩和执行机构之间一般会通过支架保留一定空间袁不能影响阀门和执行机构的正常动作尧维护等遥 所以阀门加装防火罩的要求需在初设阶段提出袁 后期补加会因现场空间问题而导致成本高尧效果差遥总之袁 石油化工尧 电力冶金等项目的建设袁技术是主导袁设计理念是技术的灵魂遥 初步设计是将业主的意志注入到灵魂中袁 进而在详设中有所体现遥 以上几点是项目建设中仪表专业需要注意的几点内容袁 在初步设计阶段予以明确规范是提高项目标准和质量尧 提高运营稳定性的重要保证遥130