论天然气输送压气站进口大型压缩机组大修理工程技术与管理创新.docx
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论天然气输送压气站进口大型压缩机组大修理工程技术与管理创新
论天然气输送压气站进口大型压缩机组大修理工程技术与管理创新（图）
中国管道网 2004年11月30日 来源：
管道局中原输气公司
作者：
蔡德宇汪生月刘军付冠军
摘要：
长输天然气管道增压气站全部采用进口大型压缩机组。
机组结构复杂、机械装配精度高、自动化程度高，在长期、大负荷运转或达到出厂规定的运转时间必须进行大修，国外通行做法是厂商或成撬商将一台新机组暂时安装到压气站，将旧机组拉回车间修理，大修后再替换新机组，而很少有在线修理的。
本文论述了国内首次大型压缩机组完整性大修工程的管理与技术创新，从施工组织、安全、质量、进度、技术等几方面有全新的实践，对进口大型机组的维护维修以至大修有很好的借鉴与指导作用。
主题词：
天然气输送压气站压缩机组大修理技术管理创新
前言：
陕京输气管道投产于1999年，随着下游用户的迅速增加尤其是京津地区用气量猛增，气田集输站的供气压力已经不能满足输气总量的要求，1999年11月榆林压气站四台美国库伯公司（COOPER）生产的16SGT/MH64型中速分体式天然气发动机/往复式压缩机组投入生产运行。
机组年运行时间达5000小时，在生产运行高峰期主要是集中在每年冬季11月份到第二年3月末，这期间机组24小时连续运转，进口压力保持在3.9MPa，出口压力达到6.3MPa（设计出口压力6.4MP），转速850RPM以上（机组转速范围600-900RPM），负荷长期在98%以上。
截止2004年7月，榆林站A、B、C三台机组分别运行了21600小时、22100小时、21100小时，分别进行了一二三级保养20次、21次、20次，抢修分别是2次、1次、6次。
为确保陕京输气管道冬季安全运行，机组大修势在必行。
一、管理篇
1、推行项目管理制
落实“以人为本”的管理细节。
实行项目管理模式，组建了本工程的项目部，明确规定：
项目部对工程施工全过程的进度、质量、安全及成本等负全责。
项目部经理要以工程项目管理为核心，以优质、高效、安全、文明为主轴，注重加强动态的科学管理，特别是细节管理，优化生产要素，精心组织，精心施工，大力推广先进的施工技术，在创优质工程的同时，力争提前完成施工任务。
项目部经理对工程项目行使计划、组织、协调、控制、监督、指挥职能，全权处理项目事务。
项目部工程技术管理人员通过岗位目标责任制和行为准则来约束，共同实现优质、安全、高效、低耗地完成大修的目标。
推行项目管理模式，以处理人和人、人和物、人和事的关系、行为为目的，编制《施工组织设计》，其中建成满足完成大修理工程需要的“一总责、两经理、四总监、五组长”组织机构及责任系统组织（见图1）。
在编制《施工组织设计》中，根据大修工程不可逆性，为使人力资源的配置能够按实际需要进行动态的优化组合，得以实现连续、均衡地施工，并有利于大修中内外各方间的协调和对各道工序的有效控制，特别是有利于对合同的管理，强化履约责任，防止细节漏失，制定了大修理项目施工组织实施的基本程序（见图2），根据大修理项目组织设计的基本程序进行项目组织机构的设置及责任分担系统的划分。
图1：
项目组织机构和责任分担系统
图2：
项目组织实施基本程序
2、优化人力资源配置
优中选优，合理调配现有技术、管理、操作人员，充分考虑专业配置、技术特长以及年龄、经验，综合素质组建大修项目部，再开展具体工作。
超前培训：
聘请北美著名的天然气压缩机组成撬商——美国汉诺华（HANOVER）公司专办压缩机组维修培训班，共有30人取得了汉诺华公司在中国大陆首次颁发的压缩机组维修操作培训证书。
目标培训：
根据大修理施工项目寿命周期的需要，所有参加大修工程的员工学习《陕京管道榆林压气站压缩机组大修投标书》，《榆林压气站A、B、C三台机组大修理施工组织设计》，在开工前由专业工程师对技术骨干进行技术交底型的二级培训。
工序培训：
现场施工中，由带班班组长对操作人员进行每道工序前的三级培训。
通过三级培训来全方位、全过程确保压缩机组大修中和大修后的效率、效益及效果。
3、明确岗位职责。
建立必要的规章制度，明确了岗位层次，班组的职责及权利。
建立管理信息系统（见图3），并通过对岗位和层次及班组内人员的规范化活动和要素细节信息无障碍流通来实现机组大修理成功的最终目标。
图3：
管理信息系统
4、制定激励措施
大修圆满竣工并顺利运转度过冬季用气高峰期，奖励全体参战员工三万元，为提高伙食水平现场补贴5000元。
二、质量篇
影响压缩机组大修质量的因素很多，如施工工艺、材料、零配（构）部件、技术措施、工器具、机械、人员素质、检测手段等。
大修是在无备机的条件下施工，大修后的机组要立即投入到运行中，因此质量控制重中之重。
1、提高全员的质量意识。
质量自律意识是第一个重要环节，每天对员工进行一次班前质量教育，并通过常规学习，在员工中形成了5种科学扎实的质量观。
首先是“质量第一，用户至上”的质量观。
大修工程质量直接关系到人民生命财产的安全，同时更关系到陕京输气管道所有用户的生活质量，这是一条质量的“生命线”。
其次是“以人为核心”的质量观。
人是质量的创造者，是大修理施工中的主体。
增强人的责任感，挖掘潜能，调动积极性，发挥创造性保证大修工程质量。
三是“预防为主”的质量观。
机组大修工程的质量是“修”出来的。
质量控制的重点必须放到对大修理工程过程中各种影响质量因素的控制上来，以确保大修理工程的质量。
四是“以标准为依据，用数据说话”的质量观。
标准是衡量大修工程每一道工序质量的尺度，数据是对大修工程质量控制的基础。
五是“贯彻科学、公正、守法的职业道德规范”的质量观。
在大修理工程中，尊重科学，以客观事实为依据，正直、公正、不持偏见、遵纪、守法。
2、科学划分质量控制过程。
根据机组的阶段性工程实体质量形成过程的时间阶段，将质量控制分为：
事前控制、事中控制、事后控制三个阶段（如图4）。
图4：
压缩机组大修施工项目质量控制过程
2.1事前质量控制
①设置精干高效的项目组织机构，制定和实施目标责任制，把试车一次成功并投入运行的总目标层层分解落实到每一名员工，明确奖罚指标。
②严格按照ISO9001和QHSE体系文件制定严密的操作规程、施工标准及预防措施。
指定有丰富制造及维修经验的专业工程师为质量总监，并与专业监理沟通互换相关文件。
③对全体员工进行综合素质培训，全部持证上岗。
从美国环球压缩公司和济南柴油机股份公司聘请专家作为技术支持，严把技术质量关，并对所有员工进行完整技术交底。
④在原有专用工器具和通用工器具的基础上，专购机组大修理所需工器具，保证工器具能够百分之百满足大修的需要。
⑤作业现场施工前准备，根据施工需要，划分了三个作业区和绘制了工器具及物料摆放平面图（如图5所示）。
⑥后勤准备，员工宿舍购置了空调、电视机、小药箱，检修用电线路，对工房进行了防水处理，对住室进行消毒。
为确保饮食卫生，与榆林压气站员工共用一个食堂，并配齐炊（餐）具和洗潄用品，对上下铺位进行了加固，配齐了被褥、被套等床上生活用品。
图5：
施工现场工器具和物料摆放及检修操作区平面示意图
2.2事中质量控制
①实行了质量问题一票否决制。
在安装零部（构）件之前，严格按照机组维修保养手册上有关的工艺规程进行操作。
②实行三级质检制：
一级为班组长检查；二级为质量主管检查；三级为监理检查。
每一道工序都由监理单位的负责人进行检查验收，并通过书面签字认同后，才允许进行下一道工序，未经监理单位负责人的检查验收，绝不允许进入下步工序。
③测量监视工作与工程的质量密切相关，各种计量器具在进行机组大修理前，均到计量部门进行了检测校验，并对仪器进行了合理的保养，使各种计量器具保持在有效状态。
④机组备件的优劣直接关系到机组大修理工程质量，现场指定专人到库房领取，并负责备件的检查、检验工作。
各班组长填写备件审领签收单、主管技术人员审核、再发到各班组长手中，班组长掌握分配使用。
发现不合格的备件及时返还给领料人，领料人退回库房。
⑤外委项目质量控制。
对部件探险伤及动平衡测试，选择有资质的单位进行委托，对部分送到检验单位的部件严格包装，专人负责护送，全过程跟踪检验、验收。
2.3事后质量控制
①试机：
机组组装结束按照《榆林压气站压缩机组大修理试车方案》分别进行空载怠速1分钟、空载额定加速5分钟、30分钟、3个小时的试车，加载运行1小时，满负荷72小时。
②竣工资料：
超前编制竣工资料样本册。
国家及石油行业没有压缩机组大修理工程的竣工资料的规定格式和内容。
在第一台机组施工的初期就结合现场实际，开始竣工资料的策划、培训、设计、成册工作。
借鉴原总公司的竣工资料手册中基建工程、安装工程、管道工程以及制造商的机组性能资料格式，细化设计必需的各种表格近百份，再根据现场的实际和业主的要求逐一修改。
在记录、整理、填写、归档时严把“三关”，即：
专职资料员要“严守关”；主管质量和技术的工程师和项目经理要“严把关”，监理负责人要“严过关”，以确保“三关”过后的竣工资料中，每个数据、每句结论真实可靠，没有漏失，同时备份电子版。
③事中质量控制与事后质量控制的关系：
形成一条完整的控制曲线，确保每个阶段都能达到预期的目的，推行“里程碑工序”（见图6）。
3、采用科学的可靠性方法控制质量
现场影响施工质量因素主要包括人、材料、机械、方法和环境五方面，针对“4M1E”先分解，再确定控制方案。
。
3.1分解五类影响因素（如图7）。
图7：
影响大修理项目施工质量的主要因素
3.2控制措施。
3.2.1对人的控制。
人是直接参与施工的组织者，指挥者及操作者，创造质量。
从人的质量意识、技术水平，人力定额、思想责任、生活条件、行为表现、组织纪律、职业道德等七个方面加以控制。
如在人的技术水平上，全部是挑选的有多年实践经验的技术与业务骨干，持证上岗，其中高级工程师4人、工程师4人、技师3人，其余人员均为综合维修工。
在人力定额方面，把主要工程量分解成18分项作业量，结合进度和时间测定出每分项作业量的日常用工人数和最大用工人数，使人力资源得到合理配置。
在思想责任和职业道德方面，多年来的企业文化建设基础良好，把员工个人的价值观和公司的价值观统一在“甲方利益时刻高于一切、乙方责任永远重于泰山”这个核心价值观上。
在组织纪律方面，制定合理的作息时间表，适应大修理施工管理的需要而实施半军事化管理。
3.2.2对材料控制。
主要包括原材料，成品、半成品、零部（构）备件等的控制。
指定专人负责，严格检查验收、清晰标识，正确合理使用，避免将不合格的材料和备件用到工程上；实行交旧领新制度，将旧品登记造册，标号记名，定点存放。
对“三油一液”，即：
润滑油、柴油、煤油、防冻液实行标识管理。
3.2.3对机械的控制。
主要包括：
施工机械设备、工器具等的控制。
选用技术先进、工程适用，能提高工效的机械设备，用前检定并按规程正确使用、管理及保养好机械设备。
根据机组部件的特殊结构，现场制作了一系列先进可靠的施工工器具。
如发动机缸头进排气门座圈提取器、气门导管提取器、气门导管安装器、摇臂轴承提取器、发动机缸头气门弹簧拆卸专用工具、进气系统打压专用工具、联轴器锁紧螺栓拆卸专用工具、发动机凸轮轴换瓦专用工具等。
3.2.4对方法的控制。
主要包括施工组织设计、大修技术方案、试压方案、试车方案等的控制。
细化技术方案，根据单台机组近万个零部（构）件和上千个检修点的复杂情况，按照检测、检修的有关标准和规范，科学地设计了100多份检测、检修、试压记录表，还为所有的检测、检修人员配备了“八表两图一单”即机组主要部件间隙明细表、机组有关螺栓扭矩值明细表、285个主要部件测量明细表、主要部件修理明细表、主要部件更换明细表、专用工具实用指南表、信息循环表、工程进度表、发动机、压缩机主要部件测量图、物料摆放图、施工任务单等在复杂的施工中很好地控制了所有点对点检测、检修的质量关。
针对大修工程的特点，采用“顺逆流水线型”工艺、工序方法来保证质量。
就是把发动机、压缩机、工艺系统三大部分分解成机身、气缸体、辅助系统、点火系统、启动系统、润滑系统、冷却系统、燃料供给系统、曲轴连杆机构、配气机构、涡轮增压器、联轴器、喷漆、空冷器、工艺管线、压力容器、阀门、工艺冷却器等18个分项，然后按照18个分项结合进度，实行专业化分组，共分成五个作业组，采用谁拆卸、谁安装的原则，即零部（构）件从拆卸、标识、防护（所有拆后露出管口和所有拆后的精密器件都用白棉布包扎起来，并专人标识以免掉进杂物和损坏）、清洗、吹扫、检测、检修、安装、调试等环节都由同一个作业组或同一个人来完成，严禁交叉作业，以防止零部（构）件的拆卸和安装及大修信息发生错乱，减少返工的几率。
同时由安全总监、技术总监、质量总监、信息总监、项目经理层层把关，并按照拆卸、检测、检修、试验、配件、安装、试车、加载、资料、签字等10大工序，巡回到各作业点上进行检查、指导及验收，对重要质量控制节点，质量总监还要旁站把关。
细化分解重要工序，把压缩机主轴瓦的施工分解成48道工序加以控制，即：
准备新瓦准备洁净煤油准备洁净大盆准备洁净白棉布准备洁净机油和黄油准备专用工器具准备测量铅丝准备洁净白纸准备标号笔准备盘车准备细纱纸准备销柱盘车到位标定扭矩用扭矩扳手拆下下瓦盖上的四个长螺栓帽并取出螺栓把上瓦盖拆下把旧瓦拆下来并检查损伤情况用数码相机照相做好记录把旧瓦清洁后装进盒子里，并做好标识后交材料员收库清洁上瓦盖并用标号砂纸沾煤油抛光表面经工程师和监理批准后填写新瓦领取单由材料员处领回新瓦对上、下新瓦核实型号和质量清洁或抛光新瓦后用白布包好备用盘车取出下瓦并检查损伤情况用数码相机照相做好记录把旧瓦清洁后装进盒子里，并做好标记交材料员收库。
清洁曲轴，如需要，即用高标号砂纸沾煤油抛光表面。
用煤油把曲轴清洁干净。
给瓦抹上机油取来新下瓦，给瓦抹上新机油给曲轴上的定位孔安上销柱在曲轴上扣好下瓦通过盘车和专用工具使下瓦到位把检测铅丝沾上黄油放在曲轴中间取来装好新上瓦的瓦盖，用专用工具安在曲轴上用专用工具取下新瓦盖取下受压后的铅丝，用专用工具测量压后的铅丝厚度，记录数据和标号交工程师和监理验收对压过铅丝的曲轴和上下瓦进行清洁、抹油备用上好定位销用专用工具上好上瓦盖，并符合扭矩值清洁现场把工器具归位至下一道工序把检测好的数据和完成的工序填写在当日的任务单上由班组长在晚班会上向项目经理汇报把完成工序的任务单交给信息工程师保存信息工程师核对后由监理签字验收输入计算机系统并形成竣工资料。
3.2.5对环境的控制。
自然环境方面：
榆林压气站地处毛乌素沙漠的南边缘，距榆林市城区西18公里，站区周边500米区域内无人居住。
空气相对湿度仅为57%；易出现干旱性气候。
周边沙地均有植被保护。
温差变化较大，年平均降水量414.41mm；集中于七、八、九三个月；各种地方病、传染病相对较少；施工期间没有出现过风沙日。
自然环境对施工质量基本上没有大的影响。
施工环境方面：
工程用电采用的是榆林压气站的生产用电，还备有一台720KW的发电机组；8KVA的蓄电池组。
供水采用站内的自备井，并配有抽水机（生产、生活用水）。
零部（构）件库房和“三油一液”库房就在压缩机房的后边。
压缩机房上空安有一台1.5T的起重机（即行吊）。
压气站维修间专供使用，一间车库腾空作为涡轮增压器和各种机泵的大修理操作间。
大修机组的左右两侧地面上，平铺上宽度为2米，长度为10米的橡胶板；在划分好的区域内分别做好标识，将工器具整齐有序的摆放在图示规定的位置上。
在维修工区的地面上先铺上一层彩条布，然后在上面再铺上一层橡胶垫作为摆放活塞连杆、轴瓦用，同时用软彩条布，把长1米、厚60公分左右的方形枕本包起来作为摆放发动机汽缸盖用。
三、进度篇
三台机组大修工期90天。
1、计划工期
投标书中即对工期做出计划，接到中标通知书后一项重要的工作就是做工期计划。
①分解机组：
把单台压缩机组分解为发动机、压缩机、工艺管线、自控仪表、空冷却器、附助等6个部分；②分解部分：
发动机-8个系统系统-67部件-127处检查诊断点；压缩机-4个系统-38个部件-79处检查诊断点；工艺管线（压力容器）--3个系统-7个部件-34个检查诊断点；自控仪表-2个系统-23处检查诊断点；空冷却器-1个系统-8个部件-17个检查诊断点；附助-8个部件-21个检查诊断点。
③归纳69个工序，排横道图。
2、理念工期
在职工专项培训时就强调工期的重要性，11月份陕京输气管道进入冬季用气高峰至明年3月底，这个期间输气的政治任务远大于经济效益。
合同工期90天，形式上有8、9、10三个月92天，而未知影响因素不可计数，如不能按斯完成不仅仅是违约、延迟的罚款，更主要是信誉全无，对京津地区经济和民用的巨大影响，所以在任何计划中都是按期完工，没有如果，向全体员工讲清一个目标-90天，不容折扣的工期。
3、实际工期
B机组31天，C机组22天，A机组21天，总工期84天。
4、控制措施
4.1组织机构建立，人员到位，集中学习《施工组织设计》，讨论工序的划分和时间安排，微调计划，形成最后的执行计划，制作现场横道图进度看板，立于压缩机厂房门外，每天更新。
4.2每天按执行计划完工。
实行派工单制，早班会上现场总负责人对各班组派工，班组长领单、签字，带领本班组进入现场、施工。
晚班会班组长将已填写的派工单向派工人报告，内容：
完成情况、问题、原因、意见、建议，签字，派工人汇总后，召集技术人员、班组长研究当天的进度，如有拖后则分析原因、制定补救措施、调整第二天工作安排，如果进度正常则认真分析第二天的工作是否可以增加，微调工期计划。
第一台机组因动平衡测试安排差错比计划工期延迟1天，而第二台、第三台在总结了第一台的经验基础上工期大缩短。
主要是调整工序，合理安排分拆机组、外委检测、现场检修、更换部件、优先组装、联合调试、整体试车等工作，科学组织、合理调度，顺利完成。
4.3划分作业区多组别平行施工，按前述将机组分解后，根据现场条件及人力情况，合理安排多组作业同期或衔接进行。
4.4明确划分任务,责任到班组、到个人即零部件从拆卸、清洗、检查、安装、调试，都是同一个组或同一个人，严禁临时调换组别、人员或交叉作业，防止差错出现，杜绝返工。
四、安全篇
本次机组大修工程，是在机房中另四台机组同时运行的环境中进行施工的。
机房属易燃易爆场所，是重大的危险区。
在施工期中，人员进出，压缩机组拆装、吊放、擦洗，试机启停，压力变化，温度高低，机房的噪音，工艺流程切换等等，大修风险无处不在。
任何一个细节上的差错，都有可能导致严重的后果。
为了化解风险保证安全实现平安大修，我们推行链条式大修安全管理模式。
1、安全承诺
根据有关法规专门制作了《榆林压气站压缩机组大修理工程HSE作业计划书》。
计划书中做出了管理者的承诺，即：
①使每个员工了解有关安全、健康和环境保护的要求，并明确各自所承担的责任。
②在管理和作业中，最大限度地降低对环境和健康的影响，提供无隐患的安全工作场所。
③遵守国家和所在地有关健康、安全及环境保护的法律、法规。
④当与经济因素发生冲突时，优先考虑健康、安全和环保因素的重要性。
⑤配备足够的专业人员从事健康、安全和环保工作。
⑥对健康、安全和环境保护工作实行监督，并定期评估和报告。
⑦建立良好的生产环境，提供可靠的劳动保护，最大限度地保障职工的身体健康。
⑧开展经常性的健康、安全与环境教育及增强法规意识的各种活动。
⑨实施健康、安全与环境管理体系，保证有效运行。
⑩合理利用资源，保护自然生态环境，创一流的健康、安全与环境企业形象。
2、安全网络化管理
为实现承诺，建立安管理网络化组织结构（见图8）。
图8：
项目部安全环保工作网络化组织结构
网络化组织结构适用压缩机组大修工程对安全保证目标的实现，填补了传统金字塔结构的死角和盲区。
在网络的包围下，不但达到了由员工的“要我安全”为“我要安全”再为“我能安全”这个现代施工中人本化安全管理目的，而且决策层的意图和各方面的信息无论采取何种传递方式，都能在变化的大修理环境中达到快速反应，果断决策，达到第一时间化解风险的目的。
倡导“人人都是安全员，人人都守安有责，人人都责重泰山，人与安全共生存”的安全价值观。
3、创新管理层对安全工作“执行力”
决策层形成了对安全工作有领导力的网络化组织结构之后，管理层立即凸显出了精干高效的执行力，针对决策层提出的10项承诺，结合大修工程方案，在《榆林压气站A、B、C三台机组大修施工组织设计》中明确提出安全管理的目标，即：
零事故，零伤害，零污染、零损失，同时制定十二项具体措施。
为了从源头上抓好“三基”工作，杜绝“三违”行为，推进“三化”建设，主要从以下三个主要方面创新了管理层对安全工作“执行力”的具体措施。
3.1实施文明施工管理。
文明施工是现代化施工的一个重要标志，是工程管理水平的综合反映，是一项基础性的管理工作；是甲、乙双方的对外窗口，特别是通过文明施工有利于培养一支正规的懂科学、善管理、讲文明、保安全的技术服务队伍。
在实施文明施工管理中首先是组织落实，把组织分为绝对静态组织和相对动态组织，绝对静态组织指必须具备的职业化、专业化、科学化基本能力和素质的机构；相对动态组织是指对所有员工进行综合能力评估，精选出优秀者组建项目单元，并将员工分成了五个作业组。
其次是制度落实。
包括：
岗位责任制、操作规程、执行标准、会议制度、作息制度、持证上岗制度、检验制度、派工制度、物料管理制度、信息管理制度、培训制度等等。
如在执行持证上岗制度中，进入现场的作业人员都必须持证上岗，工地食堂有食品卫生许可证；炊事员有健康证和厨师等级证等。
三是措施落实。
坚持在每天早班会上由安全员对全体员工进行劳保着装检查、岗前安全教育、员工精神状态审视；晚班会上，对全体员工进行安全小结、劳保用品需求调查、员工思想和身体健康状况调查。
四是行为落实。
在每道工序前由班组长对员工进行安全质量、技术、进度等主要工作内容交底。
交底细到零配（构）件拆下来放在什么地方，工具怎么摆放，放到什么标准，甚至每个螺丝都指定专人过目清点，扎口标记和定置物流及检验结论，以防漏失点的出现而造成隐患。
五是及时总结。
每天晚班会项目经理或相关负责人对当天安全活动进行讲评，必要时专题研讨，不断提高现场安全管理水准。
3.2风险识别及预防措施。
根据多年施工实践，针对榆林压缩机大修理工程的特点，制定了科学的安全施工程序。
开工前对作业过程中存在的危
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