大型设备吊装一体化在煤化工项目建设中的应用

孙树涛(中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司，北京 100011)

大型设备吊装一体化在煤化工项目建设中的应用

孙树涛(中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司，北京 100011)

大型设备吊装是煤化工项目建设的关键环节，它的成功与否直接关系到项目整体工程进展。采用大型设备吊装一体化管理，可以有效提高吊装资源利用率，较好地控制项目吊装成本，强化项目吊装安装质量和作业安全。

设备吊装;一体化管理;煤化工

现代煤化工项目规模大、装置多、大型设备多、承包商多、建设周期长，如果沿用老一套的谁安装、谁吊装的做法，势必造成大型吊装资源的浪费，同时也会带来分散吊装的安全、质量风险，不利于项目建设，为此，引入大型设备吊装一体化管理模式是必然的选择。

1 现代煤化工项目及吊装作业的特点

1.1 现 代煤化工项目特点

项目具有规模庞大、装置复杂，投入资源多、大型设备多，工期紧、各专业施工深度交叉等特点。

1.2 吊装作业特点

1.2.1 界面复杂

关联单位超过几十家，除了建设单位外，还包括各EPC承包商、监理单位、施工单位、运输单位、设备制造商和吊装公司。

1.2.2 吊装作业规模大

一体化吊装作业范围内需要吊装的大型设备多，分布在项目各装置内，吊装作业点多面广，工期跨度长，大型吊车需要频繁转场。

1.2.3 设备高、重、大、长

如包头煤制烯烃项目(以下简称包头项目)PE装置脱气仓吊装高度超过105米，吊装重量达到217吨，吊装需求高度128米。新疆煤基新材料项目(以下简称新疆项目)第二丙烯精馏塔，高度达到112米，直径超过7.6米，壁厚60毫米，重量总计1600吨，分为四段吊装，其中单段重量超过600吨。陕西甲醇下游加工项目(以下简称陕西项目)第二丙烯精馏塔，高度为74米，直径6.9米，整体吊装重量达800吨。

1.2.4 设备到货不确定因素多

大型设备，尤其是长周期设备，制造厂家通常远离项目所在地，部分设备还是国外进口，存在制造周期长，不可控因素多，不能按期到货等客观问题。

1.2.5 基础和地基处理工作量大

因为吊车和大型设备重量均较重，吊车的站位区域和行走区域均要达到较大的地基承载力，需要依据具体地质条件对场地进行基础和地基处理。对于特别重大的吊装作业，还要对处理地面进行承载力试验，以验证是否满足需求。

1.2.6 地面组焊、穿衣戴帽协调难度大

场地狭小、吊车使用时间限制以及施工单位资源配套阶段性不足，会给大型设备地面组焊和“穿衣戴帽”的协调管理带来很大难度。

2 大型设备吊装一体化的管理策划

凡事预则立，不预则废。科学充分的管理策划，有助于吊装安全、安装质量、吊装效率和费用方面的有效管控。

2.1 合理确定吊装范围

2.1.1 吨位界定

根据项目设备的重量、规格尺寸、安装位置等因素，综合考虑大型设备吊装需要的吊车吨位，然后以某一吨位为界限，凡是需要超过这一吨位的吊车所吊装设备都列入一体化吊装的清单。包头项目将必须使用400吨及以上吊车吊装的设备纳入一体化吊装范围，新疆项目和陕西项目则将吨位界定在了250吨。

2.1.2 吊 装形式

设备的吊装形式要综合考虑设备的制造、运输、吊装及成本等因素，确定设备是采用整体吊装还是分段吊装。在各项条件满足的前提下，应优先选择整体吊装。

2.2 优化吊装资源配置

吊装一体化的管理出发点就是在整个项目实施中，由吊装管理团队统一进行资源配置。在进行吊装机具选择时，依据待吊装设备条件、资源的市场价格和吊装机械性能，优化使用吊装资源，确定具体设备吊装机械的型号、吨位和数量。

2.3 确定吊装时间节点

吊装时间节点要综合考虑项目的总体工期、大型吊车的使用计划、单套装置的安装工期，同时要兼顾其它相关装置的工期，确定设备的吊装时间。

2.4 设置吊装投标控制价

根据招标时设备的制造计划制定大型吊车的使用计划，依据吊车的使用时间及各种吊车的进出场费用和台班市场价格，确定合理的吊装投标控制价。

3 大型设备吊装一体化的具体应用

大型设备吊装一体化的具体应用是对吊装资源的精细化管理，可以最大限度提高资源利用率，有效缩短工期，并保证吊装安全和吊装质量。

神华煤制油化工工程公司(以下简称工程公司)组织实施的大型煤化工项目，借鉴国内外成熟的大型设备吊装管理经验，实行了“四统一集”的一体化管理模式，取得了突出的成效。四统即“统一组织管理、统一方案编制、统一吊车租赁、统一吊车调遣”，一集即“吊装资源的集中使用”。

3.1 吊装作业的组织与协调

3.1.1 统一组织管理，梳理界面职责

一体化吊装作业界面复杂，接口单位多，业务沟通量大。为了有效管理，工程公司将矩阵管理模式下的施工管理部作为归口管理部门，负责协调各方面工作。通过严格的合同管理和顺畅的信息沟通机制，使得参建各方均能及时了解各方面信息，各负其责，做好吊装各项准备工作和起重设备调遣，为吊装作业创造条件。

要安全平稳地将超重、超大、超限的大型设备吊装至指定位置实现设备就位，就必须有翔实可行的吊装方案。作为指导性文件，吊装方案的编制是整个吊装过程的技术基础。方案应考虑每台设备的重量、吊车负荷率、吊耳的设计、吊装机械的站位、吊装预留空间、地基要求、高空作业时风速影响等因素，按照吊装作业工艺标准及作业规范选取性能合适的吊车。同时，方案还应包含主吊和抬尾吊车工况、吊装平面图、工艺卡、附图、计算书、进场转场路线、设备卸车、吊装过程描述及安全措施等翔实内容，确保技术可靠。

3.1.3 统一吊车租赁，保证机械性能

安全管理是项目建设的前提和灵魂，对于吊装作业来说尤其如此。目前吊车市场鱼龙混杂，如果不统一由专业公司租赁，各承包商因为租赁费用高或专业技术不强等原因，选用的吊车性能可能不满足设备使用要求，也可能吊车本身质量就有问题。一旦使用不合格或不适宜的吊车，设备的吊装过程就会存在重大风险。一体化吊装的对象往往都是项目中的关键和核心设备，大部分是长周期设备或进口设备，不仅价格昂贵，安装周期也长，处在整个项目的关键路径上。如果发生吊装事故，带来的工期延误、财产损失、费用索赔和信誉损失，对任何一家单位来说都是致命的。吊车的统一租赁，可以有效保证机械性能，最大限度将风险控制在可接受范围内。

3.1.4 统一吊车调遣，集中使用资源

对纳入一体化吊装范围内的设备，按照装置的建设进度、设备到货时间、大型吊车的转场、装置内吊装预留等情况编制吊车使用计划，统一吊车调遣，集中使用资源，可以有效掌控整体吊装进度，提高资源使用率。

3.2 吊装作业的技术管理

3.2.1 吊装方案的编制和优化

为了确保可行性，方案必须根据最新版图纸、规范和相关程序进行编制。在前期准备中，应搜集最新的设备制造资料，保证资料的及时性和准确性，在掌握第一手资料的基础上，统一编制项目的施工组织设计和方案，并组织召开项目专题会议，对方案中存在的进度制约、技术瓶颈等主要问题进行改进优化，使方案更具有针对性和可操作性。

3.2.2 吊装方案的审查和论证

顶层设计，统筹谋划，必须准确领会其内容要点。水利改革发展顶层设计，明确了以建立防洪抗旱减灾体系、水资源合理配置和高效利用体系、水资源保护和河湖健康保障体系、有利于水利科学发展的制度体系等四大体系为目标，以水利规划、法律法规、政策措施为支撑的总体框架。这个框架科学确定水利改革发展系统的长远目标、建设任务、投资规模，有计划、有步骤、分阶段、分层次推进，让水利改革发展这张宏伟蓝图付诸实践时更加科学、规范，更具有可操作性。

方案编制完成后，及时组织专业人员审查方案中的计算过程、计算方法、计算的理论依据及吊装过程的风险分析等，除了从技术角度审核方案外，还要着重从安全角度进行详细审核。风险超过一定规模的重要设备吊装方案，必须组织专家论证，并对专家的每一条建议和意见进行落实整改。论证主要内容包括审查计算理论依据是否充分合理、层次是否清晰明了、吊装方案采用的工艺是否成熟可靠、所选用的吊装机械是否可靠且配置合理、各项技术措施是否得当、平面布置和地基处理方式是否可行、细长比较大的设备吊装吊点布置是否合理等。

3.2.3 吊装方案的交底和落实

在每次吊装前，必须对所有人员进行详细的技术安全交底，确保所有参加吊装人员了解自己在吊装过程中的角色，清楚方案执行的关键环节，知道如何做好自己的本职工作，保证吊装的技术交底和安全措施落到实处。

3.3 吊装作业的安全管理

大型吊装的对象一般都是项目中的核心设备或关键设备，如丙烯精馏塔、甲醇合成塔等，价格昂贵且制造和运输的难度极大，如果发生吊装事故，对项目建设来说是灾难性的。执行大型设备吊装一体化管理，就是要通过落实现场安全管理，保证吊装作业的顺利进行。

3.3.1 大型设备吊装现场的安全管理

首先，要建立恰当的组织机构。通常来说可以成立由项目领导为组长的安全管理小组，并依据职责一致的原则，配备专职现场安全管理人员。

其次，要做好安全培训工作。对于进入吊装现场的所有作业人员，进行全员安全教育培训，不留死角，培训覆盖率达到100%，使所有参与吊装作业人员都认识到安全的重要性。

再次，要做好吊装前的检查工作。仔细检查机索具，对检查合格的机索具做好标识登记工作，避免机索具“带病运行”；同时，要认真落实各项安全防护措施，确保人员的安全。

最后，做好全天候的监督检测。每一次吊装作业，专职安全管理人员必须进行全天候的监督检查，保证现场吊装工作的安全进行。安全人员应积极深入现场，与技术人员密切配合，将现场检查出来的问题进行分析评估，针对其中薄弱环节和安全隐患，拿出必要的措施，消除薄弱环节和安全隐患，确保每次吊装作业的安全进行。

3.3.2 重视地基处理、主辅吊耳设置和选择抬尾吊车

吊装过程往往忽略吊车作业处地基处理、主辅吊耳和抬尾吊车这些因素，而这几点又对大型设备吊装的安全非常重要，在这方面国内外都有过血的教训，所以特别强调。

分析以往事故案例发现，造成大型吊车损坏事故的主要原因是吊装作业区域的地基处理方法不当。吊装公司应根据吊装作业区域的受力条件和地质勘查报告编写专项地基处理方案。地基处理完成后，实际测量地面荷载值，以此判断是否处理合格。吊装过程中必须保证受力面积和受力方式满足要求，包括使用吊车专用路基箱和按要求布置路基箱等。

吊耳是大型设备吊装的主要受力部位和吊点结构，是设备吊装作业中不可缺少的部件，还要满足随着设备角度变化带来的受力大小变化，所以要有很好的稳定性和承重能力，因此，吊耳也是重点关注对象。对设备制造商安装的吊耳，在吊装前应组织专人对吊耳的安装和焊接质量进行检查、检测，并进行应力校核，确认吊耳能够满足需求。此外，对吊耳的标高、方位、外观，还应结合现场条件和吊装方案仔细校核，确保其有利于现场施工。

抬尾吊车辅助主吊车完成设备角度从卧式状态到立式状态的转换，在吊装过程中起着抬送作用，其性能和主吊车一样重要，应遵从“吊装负荷不超过额定起重能力的75%～85%”的原则选择吊车型号，同时应对吊装负荷进行详细计算，确保抬尾吊车的负荷在整个吊装过程中处于安全范围内。吊装过程中，做到精心操作、仔细监控，实现主吊车和抬尾吊车的默契配合、动作平稳、过渡自然、竖直受力。

3.4 吊装计划及吊车选型的适时调整

如果设备到货未按计划进行，会对原定吊装作业产生重大影响。工程公司几大项目一体化吊装过程中，都出现了设备迟交和交货顺序调整的情况。就此，施工管理部及时提交工作汇报，针对存在的问题提出了相应对策。

在包头项目中，施工管理部根据设备实际到货情况，对设备吊装计划进行了及时调整。比如延迟600吨吊车进场时间，解决600吨吊车前期工作任务不饱满问题；比如为保证1000吨吊车按时退场，对原计划采用1000吨吊车的部分吊装设备，通过优化方案换用小型吊车吊装。

进口设备到货时间通常比原计划推迟几个月甚至半年以上，若不调整计划，则吊车很可能会出现闲置状况，导致费用的大幅增加。施工管理部通过组织参建各方反复磋商，优化吊装方案解决了这个难题，即将钢结构框架暂缓施工，降低吊装高度，降低了吨位需求，由此避免了资源的浪费。新疆项目和陕西项目都做过此类调整。

吊装设备的延迟到货还会对系统管廊的预留封闭带来影响。为了尽量减少对系统管廊的影响，施工管理部采取措施，或者将设备组焊场地布置在系统管廊外部，而吊车在系统管廊内部进行组装，通过方案调整提高吊车的作业能力，将设备吊高至超过系统管廊高度后再就位，或者直接将吊车布置在系统管廊外进行吊装，而管廊不再需要预留，可以提前达到封闭条件。

3.5 吊装作业的费用控制

为有效控制费用，施工管理部一方面是根据设备到货调整吊车进厂时间和吊装方案，在合同约定基础上最大程度节约费用；另一方面是在结算阶段，通过与其它部门的密切配合，向延误到货的设备制造商索赔，同时办理一体化吊装范围外吊装工作的负变更，从而冲减了因吊装周期延长造成的费用增加。

4 结语

在神华包头、新疆和陕西煤化工项目的大型设备吊装一体化管理中，凭借严密组织、有序管理、及时协调和过硬的技术支持，施工管理部克服了吊装设备到货滞后、大型吊车频繁转场、设备吊装与安装深度交叉、作业场地有限狭小等重重困难，顺利完成了项目大型设备吊装工作。

经过几个项目大型设备吊装一体化实践，大型设备整体吊装、地面模块化预制已经成为现实。实践证明，大型设备吊装一体化既能够实现“穿衣戴帽、塔起灯亮、管线贯通”的终极目标，极大地减少高空作业的危险性，也能够保证安装质量和实现成本控制。

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[2]胡洪浅.谈大型长货设备吊装方案编制与审查[J].科技视界，2015(19).

[3]高永鑫.大型石油化工设备在工程建设中的吊装施工探讨[J].中国化工贸易，2013(4).

[4]孙树涛.浅谈神华包头煤制烯烃项目大型设备吊装一体化管理[J].项目管理技术，2014(10).