某化工厂炭材料生产线升级改造项目实例分析

2022-09-11

1.引言

受益于新能源产业的发展,中国负极炭材料整体需求量呈逐年增长趋势。2014年以前主要由于3C数码产品需求增长带动,以国内丰富的天然石墨资源为基础,快速发展。近年来,在国家环境保护政策,新能源及智能化发展趋势的推动下,新能源汽车产业飞速发展,锂电负极炭材料行业的发展也极为迅猛。

2013-2018年,中国新能源汽车累计生产量为305.8万辆,累计销售量为296.4万辆。在新能源汽车行业的带动之下,中国锂电池产业规模急剧扩大:工信部数据显示:2016年1-12月,我国锂离子电池累计完成产量78.42亿自然只,累计同比增长35.8%。锂离子电池业务收入2824亿元,同比增长33.3%,实现利润总额235.6亿元,同比增长73.6%。据估算,每辆电动汽车使用30-60公斤负极材料,按照当前国家鼓励新能源汽车发展政策以及8000万辆汽车保有量估算,市场潜力需求巨大。受广大应用前景吸引,2016年多家锂电负极材料企业加大产能扩产,且有一批新进入企业。本项目业主单位研发的新型炭材料具有能源密度高、电池续航能力好等优点,是作为锂电池负极材料的优质原料,因此,该种产品的市场需求也会急剧增长。在此背景之下,进行本项目的升级改造工程势在必行,且需要尽快完成尽快投产回收成本,创造利润。

2.项目概况介绍

本项目承接于2018年初,是化工类大型综合类技改工程,也是业主单位转型升级重要支柱项目,具有里程碑式的重要意义。项目主要内容对针状焦装置进行配套新型炭材料工业化生产的改造项目,新建年产5万吨针状焦的生产工艺装置,项目计划2018年3月1日开始施工,2018年12月26日无负荷联动试车结束,交付生产开始热负荷联动试车。本项目施工主要包括四大区域,分别是预处理区域、成相反应区域、电气室区域以及脱水包装区域,本项目不同于新建项目,大量管道施工、电气施工需要与原有装置进行连接,编制项目进度计划时,要充分考虑施工工序与原有装置的衔接,只有当原有设备定修或年修时才可以施工,同时由于施工整体进度紧张,项目整体施工难度增加。

土建钢筋用量约为800吨,混凝土浇筑量约为5400立方,钢结构用量1800吨,管道用量近900吨,其中涉及焊接质量要求较高的合金管15吨,电气仪表施工电缆敷设340km,电缆桥架安装2100m,仪表设备安装620台套。

3.施工过程中重难点分析

(1)项目工期要求高

由于本项目产品利润高,效益好,业主方要求缩短升级改造工期,尽快实现项目投产,由此导致项目初步设计不成熟,设计不完善,修配改工程量较大。导致施工作业不连续,窝工较多,后期设计之外的施工量较大,都给项目的施工推进带来极大困难。

(2)项目生产工艺不成熟

本装置为业主单位在原工艺上自主研究升级的第一套的量产装置,从建设角度讲,本装置工艺不成熟,项目实施过程中遇到的技术变更导致的设计变更问题较多,实际施工中变更原有设计多达230多项。

(3)施工空间狭小,受限因素多

项目项目工艺生产需连接多个生产区域,场地空间小,设计内容繁杂,整个施工面紧凑,在不到60亩地的区域建造这样一套装置较为罕见,且设备紧凑,工序方面无法全面铺开进行施工。且项目涉及业主单位多个区域,如针状焦、苯加氢、焦油、三煤精,四煤精,给项目的施工协调、安全管理带来很大难度。

(4)项目工艺管道复杂

项目管道涉及煤气、循环水、工业水、生活水、蒸汽、氮气、废气、轻油、重油、废水、废油、甲基萘油、LD油、压缩空气等多达27种介质,多为高温高压,质量要求高。900t管道上安装的阀门多达近5000个,仪表600多个,管件80吨左右,施工难度大,管道变更修改量大,修改量达到管线数的30%,管道进度制约因素多。

(5)施工安全要求严苛

化工行业对于安全的要求极其严格,特别是施工现场周围有很多高危生产线,对于施工作业动火有着极高的安全要求,项目施工中管道作业又是重要一环。因此,整个施工过程对于安全施工的管控是一项很具挑战性的工作。

4.重点问题对策建议

(1)施工计划重在提前策划

①机械设备保证

根据工程项目现场条件、工程量和工期要求情况,合理安排机械,确保在施工前全部就位。项目部专职人员加强机械设备管理,随时进行故障的应急处理。同时,必要情况下,为加快工程进度,增加施工机械,确保工程按时完成。

②生产人员保证

根据现场实际情况编制各阶段劳动力计划,择优选择专业施工队伍,并根据工程进度情况进行工种调配,确保各阶段特别是高峰期施工人数。管理人员随时在现场带班,以保证解决施工中随时可能出现的问题。

③技术保证

以项目技术负责人为核心,制定详细的、有针对性和可操作性的施工方案,采取各项有效措施和技术管理方法,采取流水作业方式,合理、灵活调配机械和劳动力。合理安排施工线路和施工次序,尽量减少机械重复往返。

④材料保证

本项目主材都是甲供料,因此材料受控难度较大。针对甲材料供应周期的不确定性,提前了解相关信息,同时在材料申请时可以依据剩余施工量以及材料堆放场地等因素,提前准备材料,做好与采购部、库房的沟通,掌握及时的材料采购进度。设计变更在项目建设中不可避免,特别是在技改工程中,实际施工情况有很多外在因素的影响。因此,在材料准备过程中,需要提前熟悉图纸,对材料进行分类,用量大的材料适当预留一些备用量。对于特殊材质的材料要与设计提前沟通,尽可能采用供货周期短的材质替代,还要深入现场班组,及时了解材料需求情况,做到第一时间将短缺材料进行采购,同时积极主动与供应商取得联系,掌握最新材料采购状态,最大限度减少材料短缺对施工进度的影响。

⑤后勤保障

保证水源、电源连续供应不间断,以免造成窝工,延误工期。

(2)管道施工重在技术支持

化工管道安装是一项比较复杂的专业,其特点是安装工程量大,质量要求高,施工周期紧张。过程中需要严格按照规范与方案施工。

①熟悉图纸

图纸是现场作业的指导性文件,施工前必须充分熟悉图纸。化工项目工艺复杂,要熟悉图纸必须首先熟悉工艺流程图。只有弄清楚工艺流程,看施工图才有依据。本项目工艺流程图包含了槽区管道工艺流程图、塔区域工艺流程图、出焦区域工艺流程图、外线区域工艺流程图等多种类工艺流程图,各工艺流程图之间又互相联系,因此看懂工艺流程图是关键。在熟悉工艺流程图时要向生产和设计人员及时请教,做到弄懂、弄清、弄会。在弄懂工艺流程图的基础上再熟悉施工图,熟悉施工图时要结合管道轴测图,弄清管道的路由,对避免图纸设计不完善带来的返工作业。

②设计交底与图纸会审

设计交底和图纸会审对于本项目的特殊施工情况至关重要。本项目的交底与会审业主方扮演着很重要的角色,工艺设计作为保密资料,设计院设计工作更多依靠业主提供的数据,所以我们在交底与会审中会邀请业主技术专家参加,在过程中发现很多设计不完善的问题。比如设计中三通四通的接口在设计中有明显的错误,在图纸会审及时发现,避免三通四通反复吊装,耽误大量时间,浪费大量成本。因此,对于工业项目的升级改造项目中业主方的技术支持至关重要。

(3)安全管理重在预防

①开展安全教育培训,提高员工安全意识

项目部每星期组织所有员工开展一次周安全总交底、讲评和安全专项教育,每天班组施工前开展安全早交底。分公司安环室和项目部日常组织对员工开展高处坠落、物体打击等体感培训和急救知识等培训,通过一系列的教育和培训提高员工安全意识,增强员工安全技能,提高员工应对突发事件的应急能力,合计开展周安全交底、讲评及教育培训120次、教育培训800余人。

②关注员工身体健康,及时发现职业禁忌症

施工人员在进场作业前先进行体检,体检合格后方可办理进厂证,体检中发现职业禁忌症的及时进行调岗或联系分包单位进行人员调换。项目部在日常施工中关注作业人员身体和精神状态,重点在高温季节时对作业人员的血压进行测量,随时发现异常情况并对施工进行调整。

③各层级严格履行“一岗双责”,强化项目施工过程安全管控

公司和分公司领导多次对项目现场进行检查指导,危险性较大的分部分项工程施工过程中分公司领导到现场检查指导,公司安监部、分公司安环室、项目部和分包单位管理人员日常对项目现场开展安全检查、对施工过程进行监管。项目部每周组织1次由项目经理带队,项目部管理人员、分包单位管理人员参加的联合检查,项目部每周还组织开展1次专项检查,以及项目各级管理人员的日常检查;项目三方合署办每周组织开展2次安全检查,本项目各层级开展检查合计50余次,检查问题隐患100余项,全部完成整改,整改率100%。通过检查做为安全管理的验证手段,以开展查制度运行的有效性、查找施工隐患等检查,将各方检查的数据通过分析,找出项目管理的薄弱环节和漏洞,采取对策措施在下阶段进行改正、改进。