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文档简介

1、 化工装置实用操作技术之指南韩文光主编化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心北京目录第1篇化工装置的原始启动第1章总体试车方案的制定和优化第2章化工机械的单机试运第3章化工容器(储罐)的容积标定第4章化工装置开工前的吹扫和清洗第5章化工设备和管道的酸洗与钝化第6章化工装置的强度试验和严密性试验第7章工程中间交接第8章化工装置的联动试车第9章化工系统的干燥第10章加热炉的烘炉第11章循环冷却水系统的预处理第12章催化剂的装卸操作第13章公用工程的启动第14章仪表的调校第15章分析化验和质量控制系统的准备第16章化工装置的投料试生产第17章引进化工装置的性能考核第2篇化工装置的日常运行与操作第1

2、8章化工装置的操作规程和岗位操作法第19章离心泵的日常运行与操作第20章蒸汽透平与离心式压缩机组的日常运行与操作第21章燃气透平的日常运行与操作第22章加热炉的日常运行与操作第23章聚合反应器的日常运行与操作,第24章催化反应器的日常运行与操作第25章废热锅炉系统的日常运行与操作第26章吸收系统的日常运行与操作第27章精馏系统的日常运行与操作第28章蒸发系统的日常运行与操作第29章储运、称重、包装系统的日常运行与操作第30章膜分离系统的日常运行与操作第31章液体物料储运系统的日常运行与操作第32章火炬系统的日常运行与操作第33章润滑技术与操作第34章设备状态监测、故障诊断技术与操作应用第35章

3、化工装置的安全运行与操作第3篇典型化工装置的开工运行与操作.3.3.1.9.4.2.4.7.5.5.6.8.7.7.8.2.8.924.1.6.44.6TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark396 o Current Document 第36章大型空分装置的开工运行与操作5.4.6 HYPERLINK l bookmark406 o Current Document 第37章大型乙烯装置的开工运行与操作5.7.4第38章1万吨/年可发性聚苯乙烯(EP5).6.08第39章栖霞山化肥厂开工1年进程回顾与剖析研究6.2.0.第1篇化工装置的原始启动第1章总体试车方案的

4、制定和优化1.1为什么要制定总体试车方案一个新建化工联合装置或一个新建化工厂在原始启动之前一般都有一个计划或方案安排。但是。以“总体试车方案”的名称出现并正式纳人基本建设和生产管理程序的做法,则始自70年代末期.1976年先后建成的我国四川化工厂第一套引进大型合成氨一尿素装置北京燕山石化公司引进大型乙烯及其下游产品装置,在组织开工过程中,即开始使用了总体试车方案。经过不断的实践、总结和完善,在各个行业已逐步形成一种制度。中国石油化工总公司于199。年制定的“石油化工建设项目生产准备与投料试车工作制度”中规定:“建设单位应根据设计要求和(生产准备纲要),于投料试车一年以前,在集思广益的基础上,编

5、制出总体试车方案”。总体试车方案与单个装置试车方案的主要区别在于“总体”二字,该方案的主要目的是组织协调各装置之间包括上下游装置之间,主装置和公用工程装置之间的相互配合关系以期安全顺利而又最经济的启动一个工厂或大中型联合装置。进人90年代以后,许多大中型化工联合装置的总体试车方案编制工作日趋科学和完善、并为顺利地启动这些装置发挥了重要的作用。实行总体试车方案制度是化工装置日趋大型化,现代化以及社会经济体制改革的必然结果,这是由于以下几个原因。(1)社会主义市场经济体制的建立把企业推向了自主经营,自负盈亏的法人经济实体地位。固定资产投资体制也发生了重大的变化,化工装置建设的资金来源也由过去的国家

6、拨款,无偿使用改为自有资金和银行贷款。化工装置自建设开始之日起.企业就要承担起还本付息的责任。化工装置的建设与生产已由社会行为转变为企业的经济行为,大型化工装置在试车期间,_只有投人,没有产出,其资金损耗少则几百万元,多则几千万元。数额之大分惊人。经济学家对大型化工装置自开车之日起到通用折旧寿命期的一般盈亏情况进行大量调查后绘出了如图1-1的曲线。由图可见,开工第一年是亏损最严重的一年,而其亏损额往往要用35年时间才能填平、因为基建的债务在最初几年基本上是全额债务,还本付息的压力非常大。因此,通过总体试车方案的制定和实施,用最少的资金迅速顺利地启动化工装置并使之尽早步人盈利状态,已是每个企业领

7、导和职工不得不认真考虑的问题。(2)现代化工装置大型化、超大型化的发展,即为企业带来了规模效益,同时也形成了规模消耗。一套以轻油为原料的大型合成氨一尿素工厂开工,至少需要储存上万吨的油品和近百种化工物料,当锅炉开工后,每天至少耗用燃料油180t当转化炉投料后,每天至少耗用轻油200t单此两项,其资金损耗每天即约50万元。一套大型乙烯装置,如果在开工阶段发生上下游装置不能紧密衔接的间.题,其乙烯放空损失每天将在200万元以上。这样巨额的资金投人必然要求开工组织者和所有开工人员要精心考虑和妥善安排每一个开工步骤摆放的顺序、占用的时间、前后的衔接以及发生意外情况时的应急措施等,尽可能地优化整个开工步

8、骤,短开工周期,减少资金的投人,取得最佳的经济效果。1989年,上海30万t/a乙烯工程在定总体试车方案时,认真研究了整个工程上下游装置的工程进度,结合当地新老生产装置并的实际情况,否决了新建工程形成独立系统开工的传统方案,按照“开新停老,陪一程,保一程”的思路制定了总体试车方案,合理地利用了原有H.万t/a乙烯装置及其下游产品装置的有利条件,统筹安排了新老装置之间的衔接,将整个工程分布在上海三地(金山、吴径、高桥),各套装置投料间隔时间长达7个月(第1套常减压装置1989年8月28日投料,第一批6套装置聚氯乙烯装置1990年3月31日最后投料)的情况下,整个开工过程没有1吨乙烯、丙烯放空,直

9、接损失减少900万元,很好地发挥了总体试车方案的积极作用。3)大型化工装置开工过程的长周期和复杂性要求必须有一个严密的总体试车方案。一个新建大型化工装置,特别是一个整体新建的工厂,从基本建设交工转人投料试生产一般都要经过一个漫长的交替过程。首先,从基本建设自身的规律来讲,从施工安装基本结束起,要经过单机试车、联动试车、工程中间交接和投料试车直至生产考核五大步骤,由于各个单项工程不可能(也不必要)在一天之内同时完成,这就涉及到各个单项工程之间的合理安排衔接,还涉及到五大步骤之间甲方(工程发包方或建设单位)和乙方(工程承包方或施工单位)之间人员职责的转换和配合,因此必须有一个统一的试车方案来约定各

10、个方面的工作。其次,大型化工装置的原始启动,程序十分复杂,周期很长口为了准时实现化工投料产出合格产品的最终目标,许多单项工程,独立装置必须提前竣工投产。如一套大型合成氨一尿素装置,根据外方提供的技术资料要求,从第一台仪表、空气压缩机启动开始直到生产出合格尿素,般约l60天。而实际执行结果,最长的达517天参见第39章),因此许多独立装置(如供电,水处理,辅助锅炉,储运工程等)必须提前竣工并投人生产,才能保证总体目标的实现。同时,试车过程中每个步骤的推进都不是孤立的,它必须要得到各项相关工作的支持和配合才能前进,这些相关工作何时进行,进行到什么程度,都需要总体试车方案提出准确无误的指示。例如,各

11、种化工物料何时进厂人库,时间过早,占用大量的资金,有些物料(如离子交换树脂)还有失效的危险,时间过晚,有些紧缺物料(如进目化工品,催化剂错过了订货周期,生产周期或运输周期(国际海运)将带来严重的影响;其他方面,如财务工作需要安排流动资金的借贷计划,人事工作需要确定各种人员结束培训进入装置的时间,外事工作需要落实每个开工专家来华时间和预安排,供销系统需要落实大宗物料和产品的运输准备以及即将生产的产品销售和半成品的处理等等,所有这些工作的协调,均需依靠总体试车方案的安排部署。实际上,总体试车方案就是在化工装置建设中后期围绕化工装置试车投产这目标指挥各个方面协同作战的纲领性文件。(4)总体试车方案最

12、后个重要作用就是研究和解决整个试车过程的重大关键问题。如前所述,大型化工装置由于其规模大型化。技术现代化的恃点,虽然装置本身,尤其是引进装置,一般来讲是比较成熟的,开工投产也都有规可循,但由于每个装置建设在不同地区,不同环境,在试车过程中,与之有关的周边条件的衔接,如水电汽等公用工程的供应,三废的排放及处理,原燃料质量的差异,下游生产装置的衔接等,都会对该装置本身的顺利启动投产造成严重的影响。就是化工装置本身,有时由于局部设计的修改,新型设备、新型催化剂的使用也会产生某些新的疑难问题。有的问题比较容易解决,而有些间题涉及到必须进行某些单项工程进度的调整,或必须导致某些重大措施,则必须在制订总体

13、试车方案时予以规定和明确,以求花费最少的代价取得最好的效果,防止由于考虑不周,指挥不当而延误整个开工进度或产生严重后果。1.2化工装置由工程建设收尾转入原始启动的阶段划分和职责转换随着我国许多大型石油化工装置建成投产以及国家对基本建设管理办法的改革和完善,化工装置由基本建设(或重大技术改造,下同)施工收尾转入原始启动的程序划分和职责转也已由各种规章制度规定所明确,其标准程序划分为单机试车含系统吹扫),中间交接,联动试车,化工投料,装置(或系统)考核五个阶段,现将这五个阶段主要特点简述如下。(1)单机试车阶段单机试车又叫单机试运,单机试车的目的是对化工装置的所有动设备(机泵,搅拌器等)的机械性能

14、通过实际启动运转进行初步检验,尽早发现设计、制造、安装过程中存在的缺陷并予以消除,以保证后续试车程序的顺利进行。单机试车阶段还包括供配电系统的投用和仪表组件的单校详见第13章和第14章单机试车阶段的划分一般是从配电所第一次送电开始直到最后一台动设备试车完毕;(通常情况下,在时间上和联动试车阶段有部分交叉口)一般情况下,要求每台动设备连续正常运转424h(各行业均有条例规定),经各方联合确认合格即可视为通过。对于发现有缺陷的设备,必须研究原因采取措施,直到重新投用424h连续运转合格为止。系统吹扫与清洗和单机试车是不同性质的上作,由于其实施的时间多半与单体试车时间交叉,而且也是进行上程中间交接前

15、的一项必要条件,因此,习惯上多将其划入单机试车阶段,所以有时也把单机试车阶段称之为单机试运阶段,以体现其内容的广义性。按照建设部,化工部,中石化总公司各有关方面编制的工程建设施工及验收规范规定,单机试车阶段的工作属于安装施工工作内容的一个组成部分,其实施应以施工单位(常称为乙方)为主,但由于涉及到供电、供水、供汽、供风等内容,特别是吹扫方案的制定和执行以及以后的联动试车,化工投料阶段有着很密切的关联,因此,通常建设生产单位(常称为甲方)应给予积极的协助和配合。详细内容将在第2章进行介绍。(2)中间交接对于不同的工程项目管理体制,中间交接有不同的含义,有关这方面的区别,将在第7章作专门叙述。在我

16、国现行的以工程建设单位和施工单位为甲乙方分工负责的传统的基本建设管理体制下,工程中间交接是在单机试车和系统吹扫、清洗完成后进行。(在一些特定情况下,系统吹扫可能分两次进行,即中间交接前进行分段吹扫而中间交接后再进行一次全系统性的吹扫)。工程中间交接应由建设单位组织,施工、设计单位参加,分别在工程中间交接协议书及其附件上签字。工程中间交接标志着工程施工安装阶段的结束,它只是建设单位对施工安装一个阶段的认可和装置保管、使用责任的移交,不解除施工单位对工程质量和交工验收应负的责任。中间交接签字后,该装置(或该设备)将由建设单位(即通常称甲方)接手管理和操作,联动试车正式开始,施工单位转人配合角色。(

17、3)联动试车在现行体制下,联动试车由建设单位负责编制方案并组织实施,操作工人相继全部进人操作岗位,保镖队伍(即紧急抢修力量)也应同时进人现场,联动试车阶段包催化剂的装填,系统的置换、气密、干燥,加热炉烘炉,循环水系统预膜等,最后在系统充预定介质(如气,水,油等)后全系统设备(含电气、仪表或计算机控制系统)进行一定时间的联动运转。在某些特定场合在主要工序化工投料之前还要对部分工序的催化荆进行升温、还原等预处理。以缩短整个化工投料到生产出合格产品的周期,减少投料期间大量物料放空的经济损失。联动试车的目的是在尽量接近正式生产状态下对全系统所有设备,包括仪表、联锁、管道、阀门、供电等进行联合试运转,并

18、给初经培训的操作工人一个动手实践的机会,尽最大可能为化工投料做好一切准备,保证化工投料一次成功。由于各个化工装置的工艺、设备不同,因而联动试车的内容,程序也不尽相同,这也是化工装置原始启动过程中工艺程序复杂多变,甲乙各方职责和工作交叉最频繁的一个阶段。在制定总体试车方案时要给以充分的注意。(4)化工投料这是整个原始启动过程中最关键的阶段,一旦进人化工投料,物料在装置中将开始发生化工反应,温度、压力、流量、速度等主要参数均将接近或达到设计值,所有设备均将接受实载负荷的考验。而如果出现操作不当或各种外部条件失谐,极可能发生各种事故,再从经济角度来看,化工原燃料一般要占产品成本的60%80%,投料之

19、后,如不能尽快生产出合格产品,或虽然本装置生产了合格产品而下游装置不能及时衔接,必将造成严重的经济损失,因此,在化工投料前,必须严格按照标准检查是否已确实具备了投料条件,并根据投料试车方案平稳有序地进行,保证化工投料一次成功。根据多年的经验大家公认的准则是“单机试车要早,吹扫气密要严,联动试车要全,投料试车要稳,、经济效益要好。这一阶段的工作完全由生产建设单位负责组织执行,设计单位(或引进装置开工技术专家)负责技术指导或技术咨询,施工单位根据建设单位的要求组织保镖队伍撤出现场待命。(5)生产考核阶段这是新建化工装置原始启动的最后一个阶段。其目的是在设计规定条件下,全面检验整个化工装置的工程质量

20、和工艺、设备的特性,确定该装置各项指标是否能够达到设计规定值或合同保证值,以为最后的工程竣工验收提供依据。一般情况,考核时问为72h,考核的方法应由提供技术方(设计,研究或国外工程公司等)和生产建设方共同拟定,考核时有关各方均应在场,共同确认考核结果并在有关文件上签字。如考核不合格,有关各方应商定补救措施,经改进后,另选时间再次组织考核。个别情况下,也可承认不合格结果,采取经济罚款或其他共同认可的方法进行处理。1.3总体试车方案的编制(1)编制的原则要有可靠的技术根据。总体方案不同于每个装置自身的试车方案,它是规定和指挥各个装置之间相互协同动作的一个总纲,但它又是立足于各个独立装置基础之上的一

21、个综合性方案。因此,在编制方案之前,必须要获得各个装置与其他装置发生关联关系的那些重要技术数据,这些数据首先要来自该装置的技术提供者(国内的研究院、设计院、引进装置的工程公司等)。大部分数据可以从他们提供的设计图纸、开工手册、技术文件中得到,但有些属于开工期间的特殊数据在一般技术资料中不一定明确,还必须通过一定的努力,才能索取到可靠的数据。某些数据会直接导致技术提供方和工程投资方的利益冲突。因此,还要通过必要的谈判乃致据理力争,才能得到合情合理的技术数据,作为编制总体方案的依据。举例来说,一个装置的蒸汽消耗,设计单位一般只提供正常生产的消耗定额,对于开工过程中不同阶段,不同时间所需要的蒸汽,从

22、最低量到最大量乃至诸如蒸汽吹扫过程的脉冲用量,一般都不愿意主动提供。因为对于设计单位或技术供应商来讲,这些数据大小至少对他们没有什么利害关系,如果从保险的角度来讲,他们则希望业主的蒸汽供应的越早、越多越好。而从业主或甲方)的角度来讲,大量蒸汽的供应就必须提前建设和启动大型锅炉,这就带来建设投资贷款利息的增加和开工消耗费用上升以及许多实际问题。而少量蒸汽的供应则不一定都需要启动大型锅炉,往往利用邻近老厂的蒸汽或设置小型的开工辅助锅炉来解决。尤其对于一个大型联合装置,合理的安排开工顺序,减少开工过程中各种动力消耗的峰谷差距,都需要有各种可靠的技术数据支持。这些数据除去由设计单位或技术供应商提供之外

23、,已经建成投产类似装置的开工经验数据显得更为重要。技术经济原则。编制总体试车方案的根本月的就是要在保证开工安全的基础上最大限度地减少开工费用,在计刘要求的时间内拿出质量合格的产品。技术安全是前提,开车不顺利,甚至发生重大事故,一切理想的目标都将落空,更谈不上经济效益。而在安全顺利开车的基础上,经济效益的好坏则大有差别,一个总体方案编制合理,执行认真的工厂,可以做到以合理的建设投资,最低的试车费用,最短的开工时间,最好的产品质量和最小的环境影响达到原始启动的目的。为此,必须不断地优化总体试车方案,以使其得到最好的经济效益。在具体执行过程中,还要根据现场实际出现的情况和问题,及时修订和调整方案,实

24、行动态管理。对于投料试车过程经济效益的评定,由于各种装置所处客观条件的差别,加之改革开放以来,我国的基建、生产财务制度仍在不断完善之中,目前还缺乏一个完善、统一的办法。比较广泛采用的方法有下面两种。a定额法一般在大型联合装置的基建概算中,都列入了一笔试车费,也即形成了总的试车费用定额,在该装置试车,投料出产品并正式移交生产之前所发生的亏损,可以用这笔费用冲销。1985年3月5日,国家计划委员会和中国建设银行以计标(1985)352号文联合颁发了“关于工程建设其他费用项目划分暂行规定”中明确规定“联合试运转费,指新建企业新增加生产工艺过程的扩建企业,在竣工验收前,按照设计规定的工程质量标准,进行

25、整个车间的负荷或无负荷联合试运转所发生的费用支出大于试运转收人的亏损部分;必要的工业炉烘炉费,不包括应由设备安装费开支的试车费用。不发生试运转费的工程或者试运转收人和支出可相抵销的工程,不列此费用项目。费用内容包括:试运转所需的原料、燃料、油料和动力的消耗费用,机械使用费用,低值易耗品及其他物品的费用和施工单位参加联合试运转人员的工资等。试运转收入包括:试运转产品销售和其他收入。由以上规定可以看出,联合试运转费的内容是明确的。但如果完全拿这个规定的费用来衡量一个总体试车方案的技术经济水平,也有许多不确切的因素。主要是由于;试车期的长短没有统一的规定。根据我国目前实际情况,短的有几个月,长的有几

26、年。试车期长,一般来说,销售收人增加,试车亏损很容易冲抵,而试车期短,试车亏损的矛盾就比较突出。联合试运转费一般没有科学的标准。制定概算时主观随意性比较大。在原中石化总公司,原化工部制定的概算编制办法中对此项费用均只做了原则规定,仅有中国石油天然气总公司在石油油气田和长输管道工程概算编制办法(90中油基字13号)有一个量化的标准。该办法规定“油气田建设工程在没有收益的情况下,可按建设安装工程费的0.7%计取,长输管道工程可按0甲5%计取。”目前在大型石化工程实际执行中,这笔费用概算由数百万数千万不等,在讨论、制定这笔概算费用时,当建设资金来源比较宽松,项目本身经济评价结果较好时,联合试运转费计

27、划的数额一般比较多,反之这笔费用可能列的很少甚至不列。在一般情况下,负责试车生产的人员很少介人一个建设项目的前期概算审订工作,而当项目收尾试车人员介人时,概算数字早已是既成事实无法修改。财务计算方法也有很大影响。由于财务规定这笔费用最终是由试车收人和试车支出相抵而得出,因此试车收人的高低对其结果影响很大,而试车收人的计算和产品成本的组成和各项原材料、动力、人工价。建设贷款利率的高低、数量的大小都有很大关系。两者相抵的结果也不易直接反映出实际试车的费用情况。由子上述原因,为了比较准确的评定一个联合装置的试车经济水平,采用下面一种方法比较合理。实际支出比较法这个方法与定额法的区别在子:不考虑试车收

28、人,仅考核试车支出。在试车支出中仅考核到第一次生产出合格产品为止。这样做的好处一是试车盈亏互不影响,各算各的账,二是计算周期缩短到第一次出合格产品为止,可以比较清楚地看出整个原始开车过程中的总投人情况,在此条件下和同类型装置的试车费用相比较可以得出符合实际情况的结果。总体试车方案的总体性原则。总体方案不应代替单个装置的试车方案,它应当考虑单个装置考虑不到或无法考虑的同题,它的内容应当包括与启动联合装置有关的各个方面的工作。中石化总公司根据中石化1990建字34号文中所规定的总体试车方案编制提纲如下,供工程概况生产装g,公用二程的规模及建设情况原料、憔料供应及产品流向甲总体试车方案的编制依据与编

29、制原则试车的指导思想和应达到的标准试车应具备的条件试车的组织与指挥系统试车三级组织机构与指挥技术顾问组试车保运体系试车进度试车进度的安排原则、试车进度、投人原料与出合格产品的时间试车程序、主要控制点、装置考核与试生产时间安排。试车统筹进度关联图物料平衡投料试车的负荷主要原料消耗计划指标与设计值或合同保证值)的对比物料平衡表主要产品产量汇总表b主要原料消耗表投料试车运行状态表经济技术指标主要物料投人产出图燃料、动力平衡料、水、电、汽、风、氮气的平衡附表料平衡表用电计划表热负荷表蒸汽用量平衡表用水平衡表f氮气平衡表环境保护(1)环保监测及“三废”处理(2)“三废”处理的措施、方法及标准“三废”排放

30、与处理一览表安全技术与工业卫生(1)安全设施(包括安全联锁系统、紧急排放系统、报警、检测系统。泄压、防爆系统,键设备保护措施,易然、易爆、有毒物料的保管、使用,运输措施,救护措旅等)(2)工业卫生设施(包括防尘、防毒、防噪声、防放射性等)试车的难点及对策试车程序、“倒开车”,装置负荷、物料平衡等方面的难点分析及应的对策。1.2经济效益预测(1)裁算条件(2)测算结果及分析1.3其他需要说明和解决的同题(2)系统工程原理的运用编制和实施总体试车方案实质上是对大型化工装置实行现代化管理的一种体现。6。年代以前,我国生产力发展水平还比较低下,化工装置布点分散,规模不大。由历史遗留下来的小生产管理的思

31、想和方法矛盾还不突出。60年代以后,各种大规模、超大规模的化工联合装置纷纷出现,客观形势要求对企业实行现代化管理,系统工程的原理则是实行现代化管理的一个首要的理论基础。从小生产管理演化出来的大量现代企业的管理者,在刚刚接触到系统工程原理时,常常认为这似乎是一种常识,不太重视这种理论。通过不断的客观实践,在付出了许多代价取得了经验教训之后,都开始意识到系统工程的重要性。实践经验也告诉每一个领导者,系统工程原理不但每个领导者要学习掌握,对于被领导者企业的所有员工,也同样需要学习掌握。这是因为,系统工程最根本的着眼点是系统的整体性和综合性,系统论的格言是“整体大于部分之和”,正如分子的性质不同于组成

32、的原子性质的简单迭加一样,系统的整体具有其组成部分在孤立状态中所不具有的性质,系统的规模越大,组成越复杂,它所具有的超过个体性能之和的性能就越多。反之,如果系统管理的不好,尽管每个子系统,包括处在子系统的所有人员,都有不错的业绩,而反映在整个系统的最终结果可能并不理想,80年代开始,我国同期引进相似规模的13套大型合成氨一尿素装置和4套30万t/a乙烯联合装置原始启动的实践也证明了这一点。在编制一个大型化工联合装置总体试车方案时,着重要体现系统工程理论的3个特征:目的性。每个系统都应有明确的目的,不同的系统有不同的目的。目的不明确,或者在主从目的之间混淆不清,都必然导致管理的混乱。一般来说,作

33、为总体试车的原则目的大都是一致的,这就是安全、优质、快速、经济的启动系统使之早日转人正常生产,但在针对每一个特定装置制定具体目标时,就不是一件简单的事。其一就是在使目标定量化时要有确切的很据,目标过高欲速不达,甚至带来许多负面效应。其二就是在几个并行的目标产生矛盾时,如何恰当的处理以确保最终目的的实现,这就需要有高超的领导艺术和决策能力二在完全市场经济条件下,获取最大的利润是企业的最终目的,在编制总体试车方案中也应体现这一目的。在我国现实条件下,若干行政指令还必须贯彻执行,企业行为的社会效果也必须认真考虑。因此,在制定总体试车方案之初,就要充分统一各个方面的思想认识,经过充分的调查研究,妥善的

34、处理各种矛盾,提出符合实际而又不落后于实际的奋斗目标和最终目的,乃是制定总体试车方案的首要基础。整体性。这是系统工程最重要的出发点,一个系统是由许多子系统组成的。在小生产情况下,整体联系不多,规模总量也不大,一般地说,局部有利的事大致上整体也有利。而在现代化大规模生产的情况下,局部与整体之间有着复杂的交叉和牵动效应,在某些个别问题上,局部利益和整体利益并不一致如果每一个子系统都强调自身的最佳效益,并不一定能保证系统整体的最佳效益。例如大型装置中的蒸汽透平压缩机组,从其自身的兔度出发总是希望尽早结束安装转人单机试运,检验机组性能和安装质量以备正式投用。但从系统来看,一个大型透平机组的启动和试运转

35、一般都要启动大型蒸汽锅炉供应能源,而大型锅炉的启动除去自身的安装工程之外,还需要脱盐水、原水、燃料储运许多系统以及资金的支持,因此,大型透平机组何时启动试车为好,就要在总体试车方案中从系统整体的最佳效益出发,安排最合理的时间。在这种情况下,子系统的利益就必须服从整体系统的利益。层次性。这是系统工程的一个重要原则,任何复杂的系统都有一定的层次结构。如总投资为9亿元(1993年决算)的上海30万t/乙烯工程,就包括了常减压,乙烯,乙二醇,聚丙烯,聚乙烯,聚舰乙烯,烧碱,四氯化碳,顺丁橡胶等13套装置并分三地建设。如从单个装置来划分,共有13个子系统。如果以布点位置来划分则有三个子系统。在对30万t

36、la乙烯工程的总体管理上,就要分清总系统与子系统,以及子系统与下一层次子系统等各个层次之间的关系。凡是子系统内部自己的事,以及由平行的子系统之间通过正常联系可以解决的事,都应由子系统自身去组织解决,上一个层次不要去插手干扰下一个层次的工作。上层次的任务主要有两条:一是根据系统的总体目标向下一层次发出指令,考核指令完成情况(包括根据下一层次反馈的信息对指令做必要的调整),二是解决各个子系统之间产生的矛盾,协调他们的行动,并从中找出最有利于总体系统的优化措施。根据这一原则,一个大型联合装置的总体试车方案,首先应由开工总指挥部(或总厂厂部,下同)提出总体目标下达给各分指挥部(或各装置,各车间,下同)

37、。各分指挥部在总体目标的指导下提出自己的试车方案,并将遇到的间题和建议反馈给总指挥部,总指挥部在此基础上进行调查研究,调整修订总体方案(实际执行中,这个过程也可能要进行几个回合),最后正式下达执行。(3)网络技术的运用人们从长期的工程项目原始启动实践中认识到,网络计划是编制总体试车方案的最好工具和手段。网络技术是伴随着社会生产力的发展而产生的。在50年代之前,包括中国在内的全球各个国家,在编制各种生产、建设进度计划时,一般都习惯使用“横道图”,这种图美国人称之为“甘特图”据称其源于第一次世界大战期间美国人亨利甘特的设计,实际上就是由许多平行直线表示的各工序或各子项的进度表。这种图表简单明了,无

38、师自通。在我国,各种简单计划的编制也多自然采用这种形式。5fl年代以来,世界范围的生产技术迅猛发展,核技术,航天技术以及各种投人巨资的庞大的系统工程不断出现,因而引起了计划管理方法的改革,为了解决大量交叉工序之间的关联和矛盾,在繁纷复杂的多变因素之中寻求最佳的组织方案,网络技术便应运而生。图1-2是一个简单的工程项目建设总网络图。它可以将横道图不易表达的各工序之间的交叉制约关系直观明了地表达出来图1-2也反映出了网络图的基本组成。网络图的图形是网络计划技术的基础,也是计划的图解模式。一般情况下,网络图是由节点(node和箭杆(arc或称边)两个元素组成。这两个元素的组合反映出一项计划的3个重要

39、内容。工序。泛指一项需要消耗人力,物力或时间的具体活动过程,在网络图中用箭线表示,并在箭线上部注明工序名称,在箭线下部注明该项工序的持续时间,如图1-3所示。一项工序所包括的内容,可以根据该网络图所要反映的总体范围来设定,如在图1-2中初步设计是作为一个工序出现的,但如果网络图所要反映的是设计工作总体计划,则该工序还可详细分解为确认设计条件、各专业设计、图纸审核、出图装订等工序。时间sj.肿(5+H图1-3工序的表示法在一般情况下的网络图均不带时间坐标,这时箭线的长短可以随意绘制。在有的情况下,耍求网络图带有时间坐标,这时箭线的长短应按工序所需时间的比例绘制,如果必须划斜向箭线,则从箭线的水平

40、投影来代表工序的时间。此外,网络图中,还有一种虚工序,在两个节点之间以虚箭线Q)表示。这种工序不占用人力物力和时间,是一种只反映两个工序之间前后联系关系的一种虚拟工序。在网络图中各个工序之间的关系,用紧前工序、紧后工序、平行工序、交叉工序等专用名称代表,如图1-4所示。图1-4各工序相互关系图事项。是指一个工序开始或结束的瞬时阶段点。在网络图中,一般用圆圈和其中的符号(数字或字母)来表示。除去起点和终点事项外,每个圆圈都联接两条或两条以上的箭线,所以这些圆圈称为结点或节点),每个结点都含有双重意义,既代表上一个工序的结束,又代表下一个工序的开始。结点的编号可以是连续的,也可以是不连续的。不连续

41、编号可以在中间空出一定的备用号,以便进行局部修改。结点号码的顺序要与箭线方向相配合,箭尾的号码要小于箭头的号码,同一号码不能重复使用。两个相同号码之间只能联接一条箭线,也就是只能表示一个工序,平行的工序应另设结点表示,如需要表示逻辑关系,可在箭尾结点上以虚线相联接来表示。线路,是指由箭线江序)和结点事项)组成的整体。在一个网络图完成之后,从总起点(或称总开工事项)开始到达项目终点(或称总完工事项),顺着结点和箭线的方向前进,一般至少有两条以上的多条线路,如图1-2这样的简单网络也有按顺序一一一一一一,一一一,一一一一一一一一等7条线路,将7条线路中每个工序所需的时间相加,其中所需时间最长的为第

42、一条线路,共需36个月,其他线路均小于36个月,因此该线路称为整个网络图的关键线路,有时为醒目起见,可将该线路以双线或粗线标出。凡在关键线路上的工序均称为关键工序,其上各事项称为关键事项。按照上述规定绘制出来的网络图称为双代号网络图随着网络技术的推广和演变,又产生了一种单代号网络图。在单代号网络图中,将双代号中以箭线表示的工序和以结点表示的事项结合起来,统一由结点表示,箭线的作用仅限子表示各工序之间的前后逻辑关系,这样,网络图的图形就产生了变化。如将图1-2中的合同谈判签约生效、初步设计、详细设计1、土建1、等分别以A,B,C,D.直到生产准备以0表示,按单代号的规定绘制的网络图见图1-5图1

43、一5按单代号绘制的图1-2网络图单代号网络图的优点是图面比较清楚,上下工序之间的关系比较明了,修改比较方便在许多新型网络计划技术中应用较多。但与双代号网络图相比,如果工序的名称不是直接标注在节点内,要直接理解代码的含意需要对业务很熟悉,而如果通过附表查阅对照则又十分繁琐,综合起来看并不如双代号直观;其次。双代码图中可以用虚线表示虚工序,而单代码必须增加节点(如图1-5中的0,I,L等节点)来解决这一问题。因此,同样的工程项目计划,单代号的接点和箭线数日要比双代号多,如图1-5一与图1-2相比。节点多3个,箭线多3个。在比较大型的网络图中,其数量相差达50%以上。在使用计算机处理输人数据时,双代

44、图只要输人工序编号就能表示出各工序之间关系,工序数实际上就是箭线数。而单代号图除了输人全部工序数(即结点数)外,还需输人紧后工序数,才能表示出各工序之间的关系。实际上为结点数加上箭线数,其结果输人计算机的数据要比双代号多一倍以卜。在一个以双代号表示为178个结点的网络图上,以单代号表示需要183个结点和2fi条箭线,其总输人数据为444个,计算机处理结果,双代一号为llmin单代号则需23min-这也是单代号图的一个缺点。目前在工厂一般总体试车计划网络图中,还是以双代号网络图居多,在某些特定情况下也有使用单代号的。网络技术最早在美国以“关键线路法”简称CPM)命名,1957年首次应用于一个大型

45、化工广的建设计划,取得了良好的效果。1958年,美国海军在建造北极星导弹潜艇的计划中,为了有效地组织协调参与该项目的I万多家承包商和分包商的J.作,又进一步在CPM的基础上,发展使用了被称为“计划评审技术”CPERT)的网络技术进行管理,提前2年完成了原订的计刘任务。在以后的“阿波罗”登月计划中这一技术均又取得了显著的成绩。因此,美国政府规定,从1962年起,一切新开发的工程项目都要采用这种技术。我国早在fiO年代开始,在钱学森教授的大力倡导下,结合我国实际情况,以“统筹法”为名在全国推行网络技术,经过近30年的实践,这一技术已为我国各个行业普遍认同和采用。应用这一技术编制的总体试车方案已取得

46、良好的效果和经验。中国石化总公司1990年7月颁布的“石油化工建设项目生产准备与投料试车工作制度(试行)”中,已把编制“试车统筹进度关联图”列人了试车方案的必行事项。随着实践和理论的发展,网络技术也已由最初的关键线路法,计划评审技术,发展出了图解评审法(GERT),决策关键线路法(DCPM).组合网络计划法CCNT)等,形成了一大类现代化的网络计划管理方法。其目的都是为了解决在不同条件、不同目标等情况下,通过网络计划的编制过程,优化整个网络计划,以达到诸如最短的工期(或作业时间),在相同工期下最低的成本,在若干不确定性的因素中编制一个确定性的计划等目的。其详细内容可以从许多专门著作中学习掌握,

47、本文不再赘述。1.4总体试车方案的优化从一定意义来说,编制总体试车方案的根本目的,就是为了优化这一方案。因此,在整个编制以及执行过程中,始终要围绕这个主题采取各种措施。优化方案的首要问题是明确总体试车的总目标,大多数情况下,一个化工装置建成投产,其目标都是一致的,那就是在规定的进度期限内,安全、优质、低耗地启动装置,生产合格产品。尤其是某些联合装置的下游产品装置,为了保证上游已开工装置中间产品的出路,则必须保证本装置的试车进度,这种情况可以称其为进度型。但在某些特定情况下,目标会有所不同。尤其在今后市场经济不断发展的条件下,对一个企业而言,来自外部的行政的干预不断减少,出于自身市场竞争的要求,

48、试车成本和经济效益的考虑会越来越多,试车进度并不限定在某年某日之前必须出产品,而是要求在一个大致的期限内以最少的物料消耗和最低的试车成本来求得企业最好的经济效益,这种情况可以称其为效益型。还有些情况,一个新装置,采用了某项新开发的技术或设备,装置投产带有某种试验的性质,这时的总体试车方案就要突出技术攻关的特点。总体试车方案是为实现目标服务的。在制定方案之前,领导层一定要提出明确可行的目标做为制定方案的主要根据。总体试车方案的优化是一项要求很高,难度很大的工作。主持和参加这项工作的人员对于全局性的工作及其相互之间的联系要有清楚的了解,对于每个单项工序的技术要点要有必要的知识,对于各种方案的调整、

49、利弊、要有敏捷的思维能力和协调能力。因为各种方案的调整都会有工作的难度和局部利益的碰撞,编制总体方案的人要善于说服局部服从整体。最后,还应能熟练地掌握网络计划技术来制定和修订计划。为了编好这一方案,一般需要组织一个专家小组,抽调若干合适的人员分工合作。对于大型项目或联合装置,也有组织领导小组或委员会等形式,以对专家小组提供的各种方案进行审议、选择和定案,并推动计划的实施。方案制定的过程也是一个调查研究,集思广益的过程,中间可能要经过几个回合的反复,最后形成一个最佳化的方案。根据多年来化工装置原始启动的实践、总体试车方案的优化可以从以下几个方面人手:(1)关键线路的排定这是制定总体试车方案首要的

50、一步,也是对方案进行优化的基础。一般情况下,可按下列顺序进行。选定起始事项和终点事项。在化工装置总体试车方案中,终点事项比较明确,一般都以第一次生产出质量合格的最终产品为标志。尽管这时生产负荷还比较低,对于一个生产装置而言,还要继续进行调整、稳定,增加负荷直至达到设计负荷的100%并完成考核工作才能告一段落,但一般可把后一部分工作作为另一个阶段另行安排计划。比较复杂的问题是起点事项的确定,在本文第1.2节中已经述及整个总体试车工作应从单机试运开始直到装置考核结束,但在工程中间交接前后恰恰处于工作职责转换之机(甲方与乙方,生产和基建,对引进项目还有买方与卖方的关系),计划的编制与考核直接涉及到各

51、方的利益问题,如果各方都从局部利益出发,强调自己负责的这一个阶段的工作,而不顾及在交叉转换过程中对相关工作的影响,势必会影响到总体试车的效果,例如,有时基建安装工作己经完成,但单体试车和中间交接拖得很长,基建方面认为安装工作都按时完成了,试车快慢不完全是基建的事。而生产方面则认为单体试车还是属于基建阶段,时间长短应该考核基建方面。在过去一段时间还比较流行一种做法,就是各相同装置开车只比较从化工投料如30万t/a合成氨装置从一段炉投入天然气或石油起算,30t/a依稀装置从裂解炉投入裂解料起算)到生产出合格产品如合成氨,乙烯)时间的长短,而很少有从单机试运开始到出合格产品或从中间交接开始到出合格产

52、品时间相比较的报道。从投料到出产品这段时间当然很重要,因为它已发生大宗物料的消耗,对试车成本影响很大,但如只比较这一段,就会带来很大的片面性,因为这一段工作所占用的时间都是比较短的。如对19761978年全球投产的14套3059万t/a乙烯装置统计结果,其最长最短时间分别为68天和1天,平均为15天,占整个试车时间(从单体试车起算)还不到1/10因此,作为总体试车方案,更应该强调全局性、整体性、以缩短一个工程项目总体的建设周期,使装置尽早发挥经济效益,这才是企业的最终目标。因此,总体试车方案的起点应尽量向前延伸,一般应以第一台电机单机试运启动或以总配电所第一次变电为起点。特别注意处理好许多单机

53、试运与联动试运互相交叉的许多工序,如冲洗,吹扫,烘炉,催化剂装填等工序之间的衔接口这对缩短整体试车时间是十分有利的。在有些特殊情况下,可根据实际情况,以系统引人原水、引人蒸汽等为起点。从全局来看,总体试车方案起点订的早利多弊少。但由于单体试车阶段的职责划分原因,按现行体制,对生产方面(或对甲方)的考核,则以中间交接开始为宜。按工艺流程排出正常开工网络。一个化工装置的开工顺序,按正常工艺技术标准应由设计方或技术卖方提供),都应有一个正常的开工顺序和工作程序。首先应按网络图的要求把第一版的网络计划编制出来。如前所述,一般情况下均使用双代号网络图,先把各工序之间的逻辑关系画出来。一个工序所包含内容的

54、划定,应根据该网络计划直接管辖的事项,按照本节前述关于网络层次性的原则来确定。例如,对一个大型化工联合装置来说,该计划一般可把每一个独立装置的开工作为一个工序,或至多把该独立装置开工过程按其对外界联系的关系(例如供电,供水,供汽,供氮等)划分为几个工序。而不必把该装置内部开工每一个步骤或每一台设备表示出来。但如果是一个独立装置自身的开工网络图,则需要把工序划分到每一个工艺步骤,每一台主要设备(或一组设备)。这样的网络图,一般不会超过100个结点,图面清晰明了,网络参数的计算手算即可完成,免去上机的程序,优化调整均比较方便,也适于该层次领导者的实际研究和使用。第一版网络图画出来以后,对于关键线路

55、的排定有两种方法,对于图面比较简单,主流程比较明朗的网络,凭借编制者的经验和简单的计算即可以看出关键线路。对于节点很多,主流程不太明朗,或有数条平行作业的网络,就要按照网络图的计算程序(详见有关专业书籍)列出表格,逐项填写每个工序的时间参数最早开工时间、最早完工时间、最迟开工时间、最迟完工时间等),并将每项工序的总时差标注出来。最后检查,凡是总时差为零的工序都是位于关键线路的工序,然后按照各工序之间的顺序关系,用双线或粗线将其标出。关键线路就一目了然。将关键线路上各工序时间相加求出总和,就是第一版总体试车方案的总开工期。方案的优化关健线路工序自身的优化这是首要的优化步骤。总开工期是由关键线路上

56、各工序时间总和形成的。因此,在这个线路上的工序每缩短一天,总开工周期也将缩短一天,其经济效果十分显著。因此,首先应该逐个地对这些工序进行认真研究。一般情况下有3种情况出现。重新确定各工序的时间。在开工工序中,有些工序的时间是通过数学计算确定的,如烘炉升降温所需要的时间,均有科学的依据,不能随意变动。而有些工序所需的时间则带有较多的主观因素,往往只能凭经验进行枯计。按照统筹学的说法可能出现3种时间,即乐观估计时间a,悲观估计时间b和最可能的估计时间。,在实际计算中,完成一项工序的期望(平均)时间T可按以下经验公式计算:上述公式,实际上是一种算术加权平均,其准确程度涉及到概率理论,计划评审法(PE

57、RT)就是研究网络实现概率的一种方法,在一般总体试车计划中,尚不需要做到这种程度,但从上述公式可以看出a、b、m都是一个变量,都存在着各种实际上和心理上的不确定因素。对某一工序所需时间的认定都会受到对其重要性的认识的影响。在很多情况下,重视和不重视结果是不一样的。一个工序,如果处在非关键线路上,它的时间长短与大局无妨口一但列入关键线路,就需要召集有关的人员重新估计它所需要的时间,以免贻误全局。通过组织措施缩短工序时间。这也是常见的措施。许多工序,只要领导重视,组织得当,或投人一定的人力物力,均可大大缩短时间。如金陵石化公司炼油厂引进法国IFP技术建设的60万t/a连续重整联合装置,根据协议,在

58、反应再生系统安装完毕,投人生产之前,要经过IFP技术人员的现场检查,整改和确认才能进行下一个工序的工作原计划需用42天时间,由于外方原因,专家要比原计划推迟24天才能到达现场,由子这一工序处在关键线路上,整个开工周期就要延长。为了突破这个难点。工厂采取了有效的组织措施,工程技术人员在工FP专家到达现场之前认真查阅IFP提供的技术资料和质量标准,首先在非关键线路的时间内自行进行了预检和整改,在IFP人员到达现场后与其积极配合,日夜加班进行整改,实际在关键线路上只占用14天的时间,确保了总体试车进度。在总体试车网络中的很多工作,如管线的吹扫,催化剂的装填在必要时均可以加强人力物力,将单班作业改为两

59、班甚至三班作业,均可以有效地缩短关键线路所占用的时间。通过技术措施缩短工序时间。比如大型透平离心式压缩机组,由子处于高速(10000r/mir以上),大功率(looookw以上)状态下运转,其润滑油系统要求极其严格,在安装结束开始单机试车之前都要对其润滑油系统进行油洗,根据制造商的经验,一般情况下这工序至少要3-4周,个别案例有高达roa天左右的。如果机组安装时间比较短,油洗工序处在非关键线路上。时间长短并无太大影响,但如果压缩机组由于到货、安装等原因处在关键线路上,则这工序影响极大。这时,可以在机组安装的同时,在非关键线路时间内对整个润滑油管道采取酸洗、钝化措施(也有将其材质由碳钢改为不锈钢

60、的),之后再进行油洗,这样,该工作占用关键线路的时间便可以缩短到十数天,因而也可使总体试车时间大大缩短。(3)总体网络的优化在单项工序优化的基础上对总体网络进行优化,是编制总体试车方案和总体试车网络图的主要目的和任务。是因为总体网络优化的潜力很大,个花费不大的借施,常能收到事半功倍的效果。二是只有站到全局高度的人员,才有可能也有责任)看清事关总体的问题并寻找解决问题的措施。总体网络的优化般可从以下几个方面人手。尽量增设平行、交又工序,减少关键线路上的工序。关键线路上的工序越多,总体试车所需时间也越长。因此,应尽可能把串联的工序变成并联的工序。如有10台运转设备,台台逐台进行单机启动,按天2台计

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