苯乙烯工程施工组织设计.docx
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苯乙烯工程施工组织设计
2.0公司健康、安全与环境目标…………………………………………………………..56
第一章工程概况及施工特点
第一节编制依据
1.0中国石油独山子石化千万吨炼油及百万吨乙烯项目——32万吨年苯乙烯装置(安装)工程施工招标文件(招标编号:
D200501—221—PCM—IB—GCSG—0088);
2.0国家现行法规和行业有关施工验收规范;
3.0中国石油独山子石化公司提供的管理文件:
◆设备、材料采购范围划分及管理办法(D200501-PMT-PRO-PR-0010);
◆千万吨炼油百万吨乙烯改扩建工程施工单位临时设施配套建设标准〔(2005)165号〕;
◆场内临时设施设置管理规定;
◆关于1000万吨炼油120万吨乙烯改扩建工程施工单位临时设施配套建设协调会纪要〔(2005)109号〕;
◆独山子石化1000万吨/年炼油及120万吨/年乙烯工程HSE方针目标、管理承诺;
◆其它HSE管理文件。
4.0我公司质量保证手册和管理制度;
5.0我公司近几年同类工程施工工艺及经验。
第二节工程简介
1.0工程概况
1.1中国石油独山子石化千万吨炼油及百万吨乙烯项目——32万吨年苯乙烯装置位于新区化工部分北侧的台地。
装置北邻丁二烯装置,西为芳烃抽提装置,南侧是聚丙烯和聚苯乙烯装置,东侧是工厂的预留发展用地。
即厂5、7、6、10路围成的区域的东南角,装置分东西两大部分,东边为苯乙烯中间罐区、西边为苯乙烯装置区),分别占地200×160m、130×160m。
1.2装置组成:
苯乙烯装置包括乙苯单元、苯乙烯单元、中间罐区、公用工程分配系统及变配电室、仪表机柜间及尾气增压等。
◆乙苯单元包括:
烷基化、烷基转移反应、乙苯精馏等;
◆苯乙烯单元包括:
乙苯脱氢,凝液回收及尾气处理、苯乙烯精馏、阻聚剂配制等单元。
1.3本装置的设计规模为32万吨/年。
苯乙烯装置的原料为乙烯、苯,主产品为苯乙烯,同时副产苯、甲苯、脱氢尾气、苯乙烯焦油、贫油等。
1.4本装置采用引进的美国Stone&Webster公司技术,乙苯单元为ExxonMobil的EBMax液相烷基化制技术,苯乙烯单元为TOTAL/BAGER的绝热脱氢技术,引进范围包括工艺包和基础设计。
1.5装置工艺流程复杂,介质多为易燃易爆、临氢、有毒性,严密性和自控水平要求高。
装置采用技术先进、可靠的分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)、可燃/有毒气体检测系统(FGDS)、仪表设备管理系统AMS(AssetManagementSystem)等,对装置的过程变量进行优质可靠的监控,对装置人员和设备进行有效保护,对整个装置的实现高效控制、联锁保护和科学管理。
2.0安装范围
本工程主要包括以下安装内容:
◆地下管网:
室外生活/生产污水,室外初期雨水;室外生活给水/循环水/消防、土方、井子等;
◆钢结构、工艺设备、工艺及公用管道、电气、电信、自控仪表、消防、防腐、防火、保温、化验分析等安装工程。
3.0自然条件
3.1本工程的地理位置
新疆克拉玛依市独山子区地处天山北麓山前地带,是在奎屯河与巴音沟两个洪积扇交汇的地区,地面高程702m~722m。
3.2气象条件
新疆克拉玛依市独山子区地处新疆北疆西部中心、亚欧大陆腹地,远离海洋,属于典型的北温带干旱大陆性气候,夏季炎热,冬季严寒,降水量少蒸发量大,空气干燥,年温差大,光照充足,无霜期长。
主要气象参数如下:
3.2.1气温:
年平均气温7.5℃
年极端最高气温41.2℃
年极端最低气温-37.3℃
最热月(七月)平均气温26.0℃
最冷月(一月)平均气温-16.4℃
最热月平均最高气温33.5℃
最冷月平均最低气温-24.7℃
连续最热三天平均气温33.9℃
连续最冷五天平均气温-32.9℃
3.2.2降水:
最大日平均降雨量41.5mm
年平均降雨量198.8mm
年最大年降雨量292.0mm
年最小年降雨量108.7mm
3.2.3蒸发量:
年平均水面蒸发量1269.2mm
月最大水面蒸发量1700.8mm
月最小水面蒸发量935.5mm
3.2.4湿度:
年平均相对湿度58%
最小相对湿度0%
最大相对湿度98%
3.2.5气压:
基本气压0.66kN/m2
多年平均气压946kPa
3.2.6风况:
全年主导风向W风,频率11%
全年次主导风向SW风,频率8%
夏季主导风向SW风,频率10%
冬季主导风向W风,频率11%
静风频率18%
年平均风速2.7m/s
瞬间最大风速38.4m/s
夏季室外风速3.5m/s
冬季室外风速1.6m/s
3.2.7雪:
多年平均降雪初日为10月下旬,终日为4月上旬
年平均降雪量36.3mm
年最大降雪量48.3mm
年最小降雪量14.4mm
平均积雪厚度210mm
最大积雪厚度400mm
雪载荷0.55kN/m2
最大冻土深度(50年一遇)1570mm
3.2.8地震:
地震基本烈度8度
设计基本地震加速度0.2g
3.2.9雷暴:
年平均雷暴日数21天
4.0工期要求
开工日期:
接到中标通知书之日;竣工日期:
2008年5月31日中交。
5.0质量要求
◆工程质量合格;
◆不错用一件器材设备,不使用一种不合格的工程用原材料、构配件和设备;
◆不错用一张设计图纸,不违反、不错用每一项标准、规程、规范;
◆单位工程质量一次合格率100%;
◆必须有健全的施工质量保证体系;
◆按施工需要配备性能好、速度快、质量稳定的先进的施工机具及自检设备。
6.0HSE要求
◆严格执行独山子石化《HSE管理标准》、《现场HSE绩效考核管理规定》和HSE合同;
◆整个工程人身伤亡事故为零;
◆设备事故为零;
◆时间损失为零;
◆不污染环境。
第三节主要实物工程量
1.0工艺设备
1.1静置设备
设备类型
国内订货设备
国外引进设备
合计
备注
单位
数量
单位
数量
单位
数量
塔器
台
12
台
台
12
其中:
分段(分片)交货3台
换热器
台
36
台
7
台
43
反应器
台
3
台
2
台
5
容器
台
28
台
台
28
储罐
台
8
台
台
8
现场制作安装
过滤器
台
12
台
台
12
其它
台
12
台
12
总计
台
99
台
21
台
120
1.2机械设备
序号
名称
单位
数量
备注
1
压缩机
台
2
2
泵
台
98
3
真空设备
台
5
4
桥式起重设备16t
台
2
2.0钢结构
序号
名称
单位
数量
备注
1
平台制作与安装(钢格板)
t
48
螺栓连接
192
焊接连接
2
梯子扶手栏杆制作与安装
t
220
3
管廊管架制作与安装
t
1192
螺栓连接
4768
焊接连接
3.0工艺管道
序号
名称
单位
数量
备注
1
不锈钢管道
m
2129
2
合金钢管道
t
15.88
3
碳素钢管道
t
1331
4
不锈钢阀门
个
380
5
合金钢阀门
个
44
6
碳钢阀门
个
7420
7
减温器
个
5
8
喷嘴
个
13
9
阻火器
个
9
10
安全阀
个
110
其中54个为引进材料
11
弹簧支吊架
个
100
12
管道阻尼器
台
10
4.0地下管网
序号
名称
单位
数量
备注
1
HDPE双壁波纹管
m
260
2
碳钢管(DN50~DN1200)
t
804.6
3
金属伸缩器
个
16
4
雨淋阀组
个
8
5
水泵结合器
组
2
6
双偏心蝶阀
个
135
7
不锈钢波纹管
个
58
8
泡沫比例混合器
组
1
9
消防炮
个
15
其中电动消防炮9个
10
消防炮塔
个
4
11
消火栓/箱
组
28
12
喷淋消防冷却器
组
8
13
泡沫发生器
套
13
14
Y型过滤器
个
2
15
井类
座
135
5.0电气
序号
名称
单位
数量
备注
1
变压器
台
4
2
高压柜
台
23
3
低压开关柜
台
50
4
其它盘/柜/箱
台
24
5
按钮/操作柱
台
165
6
桥架
T
220
7
电缆
km
138
8
灯具
套
1250
9
接地极
根
60
10
接地线
km
12
6.0仪表
序号
名称
单位
数量
备注
1
DCS系统
套
1
2
ESD系统
套
1
3
FGDS系统
套
1
4
控制调节阀
台
168
5
电磁阀
台
88
6
流量仪表
台
234
7
孔板及限流孔板
台
67
8
温度变送器
台
360
9
差压/压力变送器
台
108
10
远传液位计
台
85
11
分析小屋
套
2
12
各类分析仪表
台
14
13
压力表
个
229
14
电动指示仪
台
42
15
热电偶/阻
台
229
16
双金属温度计
台
67
17
可燃气体检测系统
套
120
18
仪表保护保温箱
个
155
19
仪表电缆
km
176
20
接线箱
个
275
21
仪表桥架
t
210
22
仪表管
km
12
23
仪表用小阀门
个
900
7.0电信
序号
名称
单位
数量
备注
1
防爆话站
套
22
2
台式/室内话站
套
4
3
扬声器
套
8
4
变压器及电源柜
套
1
5
通讯电缆
km
25
6
室内摄像机
套
4
7
光端机
套
1
8
光缆
km
10
9
视频电缆和控制电缆
km
40
8.0防腐、保温、防火
序号
名称
数量
备注
1
钢结构防腐
57600m2
估算值
2
钢结构防火
149520m2
估算值
3
储罐外防腐
6660m2
估算值,其它设备外防腐未知。
4
碳钢管线外防腐
40350m2
估算值,不锈钢管线外防腐情况未知。
5
给排水部分埋地管线
(特加强级)
10414m2
6
设备绝热(保温/保冷)
1290m3
复合硅酸盐、硅酸铝、陶瓷纤维、泡沫玻璃(铝皮15200m2)
7
管线绝热(保温/保冷)
1720m3
复合硅酸盐、硅酸铝、陶瓷纤维、泡沫玻璃(铝皮31050m2)
第四节工程特点
1.0本装置工艺流程较复杂,生产中涉及的物料乙烯、苯、甲苯、乙苯、苯乙烯为易燃、易爆物品;芳烃物料有中等毒性;其中苯对人体毒害的性质最为严重。
2.0装置部分操作在高温、高真空等特殊条件下进行,为此,要求对过程变量进行高精度的控制。
如设备的设计压力在-0.1Mpa~5.07MPa之间,设计温度在-19.9℃(环境温度)~850℃之间。
3.0本装置中关键设备第一脱氢反应器(21-R-2101A)、第二脱氢反应器
(21-R-2101B)为径向固定床反应器,其本体设计温度649℃,操作压力为真空。
蒸气过热炉也是苯乙烯单元的关键设备(为立式方箱炉,不包含在本标段内。
)。
4.0本装置长335米,宽160米,占地面积52800平方米。
设备布置按照生产流程顺序布置,并同时兼顾同类设备适当集中布置。
装置布置中设置了:
◆ 5个钢构架;
◆ 9条钢结构管廊;
◆ 6个建筑物(4个为钢结构彩板厂房);
管廊R1和R4上部布置设备,管廊下布置泵;装置内东西和南北方向设有消防道路,各区域内设有检修道路和检修区域;装置中间罐区设置围堰,有污染的设备区域设置围堤;尾气压缩机、尾气增压机布置在半露天厂房内;变配电和仪表机柜、凝液过滤和阻聚剂系统、CST系统、消防灭火设备等布置在室内。
5.0由于装置设计规模大,相应的设备、管道比较大。
◆ 尺寸最大的塔低压乙苯回收塔(21-C-2702):
直径Φ4900/Φ4600,筒体切线之间长度约71300mm,重量319t;
◆ 高压乙苯回收塔(21-C-2781):
筒体切线之间长度约69500mm,重量270t;
◆ 苯乙烯塔(21-C-2803):
直径Φ5100/Φ3800,重量120t;
◆ 第二脱氢反应器(21-R-2101B):
底部裙座基础环直径达5780mm;
◆ 中间产品储罐直径Φ7000-18000,全部采用现场组焊;
◆ 工艺管道最大口径达84”、阀门48”,地下循环水管最大1200mm。
6.0装置自控水平要求高,采用技术先进、可靠的分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)、可燃/有毒气体检测系统(FGDS)、仪表设备管理系统AMS(AssetManagementSystem)等,对装置的过程变量进行优质可靠的监控,对装置人员和设备进行有效保护,对整个装置的实现高效控制、联锁保护和科学管理。
第五节本工程执行的规范、标准
本工程执行的施工验收规范、标准如下:
◆ 《钢制压力容器》GB150-98
◆ 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88
◆ 《钢焊缝手工超深波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-89
◆ 《空冷式换热器》GB/T15386-94
◆ 《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002
◆ 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-91
◆ 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50166-92
◆ 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50168-92
◆ 《电气安装工程旋转电机施工及验收规范》GB50170-92
◆ 《电气安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》GB50171-92
◆ 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
◆ 《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
◆ 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
◆ 《电气安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》GB50257-96
◆ 《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97
◆ 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98
◆ 《起重设备安装工程施工及验收规范》GB50278-98
◆ 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002
◆ 《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》GBJ147-90
◆ 《电气安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》GBJ148-90
◆ 《电器装置安装工程母线装置施工及验收规范》GBJ149-90
◆ 《电气装置安装工程低压电气装置施工及验收规范》GBJ233-90
◆ 《石油化工设备和管道隔热技术规范》SH3010-2000
◆ 《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》SH3022-1999
◆ 《石油化工设备管道表面色和标志》SH3043-2003
◆ 《石油化工钢制通用阀门选用、检查及验收》SH3064-2003
◆ 《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2002
◆ 《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-2001
◆ 《石油化工仪表施工技术规程》SH3521-1999
◆ 《石油化工换热设备施工及验收规范》SH3532-95
◆ 《石油化工给水排水管道工程施工及验收规范》SH3533-2003
◆ 《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准》SY/T0447-96
◆ 《石油建设工程质量检验评定标准自动化仪表安装》SY4031-93
◆ 《工业设备、管道防腐蚀施工及验收规范》HGJ229-91
◆ 《工程建设安装工程起重施工规范》HG20201-2000
◆ 《化工机器安装工程施工及验收通用规范》HG20203-2000
◆ 《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000
◆ 《钢制塔式容器》JB4710-92
◆ 《压力容器无损检测》JB4730-94
◆ 《承压设备无损检测》JB/T4730.1-4730.6-2005
◆ 《压力容器安全技术监察规程》质技监局发[1999]154号
◆ 《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》质检锅[2002]
◆ 《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》国质检【2003】249号
第二章本工程施工关键环节、对策及方案编制计划
第一节施工关键环节
1.0超限设备的安装
本标段共有低压乙苯回收塔、高压乙苯回收塔、苯乙烯塔、脱氢反应器等多台大型设备,最重319t、最高约80m,反应器安装在构架上,这些因此大型设备现场吊装就位成为本工程最关键的施工工序。
2.0钢结构工程量较大,管廊、构架、钢结构彩板厂房钢结构总量约为6840t,部份采用高强螺栓连接、部分采用焊接连接,螺栓连接精度要求相当严格、焊接工程量大。
3.0工艺管道施工
3.1工艺管道预制安装工作量大、阀门及管件多,材质有碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢等,管道组对、焊接、无损探伤、热处理工作量大,要求高。
3.2工艺管道最大口径达84”、阀门48”,地下循环水管最大1200mm,管道组对、安装要求高,尤其是低压乙苯回收塔、高压乙苯回收塔、苯乙烯塔与容器(换热器)之间的连接大管的组对安装要求高。
4.0装置布置紧凑,立体布置的设备多,工作空间受限,立体交叉作业多。
5.0装置自控水平要求高,采用技术先进、可靠的分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)、可燃/有毒气体检测系统(FGDS)、仪表设备管理系统AMS(AssetManagementSystem)等,测量、控制点多,施工、调试要求高。
6.0本工程要求2008年05月31日中交,施工周期跨两个冬季,而独山子下雪期较长(平均降雪初日为10月下旬,终日为4月上旬),造成有效施工期较短,需加大预制深度,合理安排施工,减轻冬季施工压力,保证施工安全和质量。
第二节对策及措施
1.0超限设备的安装
需进场大型的起重设备以保证吊装能力,拟进场400t、250t、100t履完成超限设备的吊装和安装位置较高、构架内的设备、管道、结构的吊装。
设备安装按区块进行,先就位大设备、较重设备,后就位小设备、较轻设备;先集中就位找正,后内件统一安装。
框架内设备安装尽可能与钢结构安装交叉进行。
综合考虑设备的吊装顺序,避免部分设备就位后影响其它设备安装,后吊装设备在进厂后先找到现场合适的位置进行摆放,吊装时根据吊装顺序逐一二次倒运至吊装位置进行吊装。
1.1主要超限设备吊装
序号
位号
名称
外形尺寸(mm)
重量(t)
数量
安装方式
1
C-2702
低压乙苯回收塔
Φ4900/4600x80100
388.5
1
分四段吊装
2
C-2781
高压乙苯回收塔
Φ3700x74800
284.5
1
分三段吊装
3
C-2803
苯乙烯塔
Φ3800/5100x31100
120
1
整体
4
R-1201
烷基化反应器
φ1800x24500
103
1
整体
5
R-2101A
第一反应器
φ4000x24600
115
1
整体
6
R-2101B
第二反应器
φ4100x24900
190
1
整体
7
E-2815
苯乙烯冷凝器/集液罐
(卧式容器)
85
1
整体
1.2立式储罐安装
采用电动葫芦提升法进行施工。
即利用沿储罐周边每4m左右在顶端均匀设置悬挂有电动葫芦(10吨)的小扒杆来提升已组装好的罐顶和罐壁的组合体。
按通常倒装法的施工程序,由上而下逐圈组对,逐圈提升直至组装完最后一圈壁板。
同时在待提升的壁板上设置强度足够的胀圈,以防止壁板在提升过程中的变形。
该施工方法所采用施工机具简单、快捷,保证质量,易于制作,设置和拆除容易。
2.0钢结构制作安装
施工中要科学组织、合理安排人力和吊装设备,避免与大型设备吊装等其他专业施工发生冲突,同时要优化施工技术措施,主要采取如下的施工方法:
2.1对主要的运输设备、大型吊装机具进出通道上方的桁架钢结构预留缺口,大型设备吊装完成后再进行安装。
2.2管架、构架钢结构采取工厂模块化预制,现场积木式安装的方式,加快施工进度,提高劳动效率,尽早为其他专业安装创造工作面。
2.3根据我公司吊装设备的吊装能力,结合现场平面布置情况,在吊装满足要求的前提下,加大预制深度,合理安排预制吊装顺序。
2.4对图样上要求采用螺栓连接的零部件,螺孔采用摇臂钻或磁力钻进行加工。
相互连接的零部件,在预组装时配钻,保证螺栓孔间距符合要求。
2.5管架、构架钢结构采用CO2半自动焊进行焊接,提高焊接效率和质量。
3.0工艺管道施工
拟采用PDSOFT计算机辅助工厂设计系统——三维管道设计与管理系统(施工版)软件,建立移动式管道预制生产线及自动焊接中心站,设置管道预制生产流水线,配备先进的机械切割和坡口加工、组对、焊接(12台氩弧焊机打底、6台管道自动焊机填充盖面)、输送设备,实现流水机械化作业,提高预制的质量和工效,尽量加大工艺管道的预制深度,同时实现工艺管道预制技术、质量、材料、检测和进度等管理的电脑化。
4.0焊接
4.1焊接方法:
为保证管内清洁度,确保焊接质量,所有管道焊接原则上采取氩弧焊打底,手工电弧焊填充、盖面;不锈钢管道焊接时,当DN<80mm时,全部用氩弧焊焊接,当DN≥80mm时,采用氩弧焊打底,手工电弧焊填充、盖面;钢结构焊接采用手工电弧焊和半自动CO2气体保护焊;现场组焊塔立缝采用全自动CO2气体保护焊,其它焊缝采用手工电弧焊;为了提高工作效率,保证焊接质量,在预制车间对于φ108~φ630mm的钢管,采用移动式坡口工作站加工坡口,移动式焊接工作站进行焊接。
4.2坡口加工采用半自动切割机进行加工,保证坡口角度和钝边,利于焊接,同时提高工效。
4.3铬钼耐热钢焊口施