煤化工項目的業(yè)主方工程設計管理
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摘要:工程設計對大型復雜工程建設項目的質量、成本和進度都有著極其重要的影響。研究和總結業(yè)主方工程設計管理的原則、方法并落實執(zhí)行，對提升項目質量，控制項目進度和成本，提升經(jīng)濟效益具有非常重要的意義。結合煤化工項目的實例及大型煤化工項目建設的管理經(jīng)驗，探討業(yè)主方工程設計管理的工作內容、實施方法和工作重點。
關鍵詞:煤化工項目;工程設計管理;業(yè)主方管理
0引言
煤化工項目工藝復雜、投資額大，業(yè)主在項目建設階段的管理目標除了要保證項目的進度、投資、質量、HSE受控外，對項目投產(chǎn)后的生產(chǎn)效能、生產(chǎn)率、能源平衡的要求也很高，這一切在很大程度上取決于工程設計管理。業(yè)主作為項目投資和總協(xié)調方，工程設計管理工作的落實將在很大程度上最終影響項目建設效率和投產(chǎn)效率。同時，3/4的項目成本基本確定于設計過程中，因此做好設計管理對EPC項目成本管理具有重要意義［1］。目前國內項目業(yè)主團隊大多由生產(chǎn)單位抽調而來，在技術、設備、調試等方面具有相對較高的能力，但由于缺乏大型工程建設項目的管理經(jīng)驗，對作為業(yè)主方進行工程設計管理的能力有所欠缺，不具備完整、科學的工程設計管理體系和方法，導致管理缺位、變更多、協(xié)調難度大，最終導致投資失控、進度嚴重滯后，投產(chǎn)后問題不斷。目前普遍存在的設計管理問題有:政府監(jiān)管不力，優(yōu)化設計意識不強，缺乏必要的壓力和動力，運行機制不夠完善等［2］。此外，在項目集成管理方面，目前國內大部分企業(yè)都已經(jīng)認識到招投標活動可以對工程成本進行控制，但尚未意識到通過優(yōu)化設計工程設計方案也可以降低一定的成本［3］?；诖?，本文基于十多年大型煤化工項目建設的管理經(jīng)驗，對業(yè)主方工程設計管理進行分析。
1業(yè)主方設計管理的內容
業(yè)主設計管理的內容、體系、方法及深度與業(yè)主方的管理能力和項目管理模式等息息相關，但作為項目業(yè)主，需要去研究、改進項目設計管理工作，以取得更好的企業(yè)和項目效益。煤化工項目的設計管理涵蓋項目前期、定義、實施乃至開車運行等各個階段，具體內容包括:編制《工程技術統(tǒng)一規(guī)定》，規(guī)定項目設計原則、制定統(tǒng)一的工廠設計標準、規(guī)范，并下發(fā)總體設計和裝置設計單位遵照執(zhí)行;按照業(yè)主總體規(guī)劃，系統(tǒng)策劃并確定工藝流程、物料平衡、信息平衡及總圖布置等，落實項目內外部接口關系等總體設計管理工作;項目前期策劃包括項目可行性研究報告、環(huán)評報告、土地預審報告以及項目申請報告等四個前提報告，及節(jié)能報告、地震報告、地質災害報告、水土保持報告、水資源論證報告、職業(yè)病預評價報告等附屬報告;落實設計條件，選擇總體設計院和裝置設計院;開展重大復雜工藝技術方案的論證，確定方案;組織編制、審查基礎設計及各類重大方案，并注重審批意見在詳細設計中的落實;落實設計30%、60%、90%模型審查;試車階段參與對試車方案的審核，對工藝流程、各動、靜設備的聯(lián)動試車條件的核對，對各電氣、儀表設備、閥門參數(shù)的比對;開展項目全生命周期內設計文件的收集、管理、歸檔和運用，重點強化設計方案的優(yōu)化和比較，負責項目實施過程中的設計變更控制和管理。
2業(yè)主方工程設計管理的實施
2.1設計輸入條件的管理
設計輸入條件的管理貫穿于項目的整個實施過程。保證輸入條件的準確性是確保設計質量的先決條件，是保證設計成果正確的必要條件。在項目前期階段，業(yè)主要提供項目所在地的氣象、地質、運輸、環(huán)保容量、外部水源及外供電源等外部條件。在技術上，要提供專利商技術條件，產(chǎn)品需求，產(chǎn)品方案等條件。氣象資料、外供水源及外供電源將影響全廠的總圖平面布置。特別是氣象資料，如果氣象資料不準確或偏差較大，對于煤化工項目中凈化CO2排放筒的設置和高度會產(chǎn)生很大影響，最終會影響到空分裝置的開車。也就是說，如果CO2排放筒的位置在某個風向時，其CO2排放濃度將會超出空分吸入口CO2濃度要求導致空分停車。因此，對于這些外部條件資料，在提供時一定要確保其真實性，為項目前期工作創(chuàng)造條件。在項目定義階段，除上述資料外，業(yè)主會將項目的《工程技術統(tǒng)一規(guī)定》和項目現(xiàn)場的初勘報告提供給專利商、總體設計單位及基礎設計單位。專利商要將工藝包提交業(yè)主及基礎設計單位。《工程技術統(tǒng)一規(guī)定》是業(yè)主工程設計管理水平高低的體現(xiàn)，它統(tǒng)一了全廠各專業(yè)的技術要求，標準水平以及交付物的質量，是對未來工廠的一個詳細闡述，是未來工廠穩(wěn)定運行的保證。因此，作為項目最重要的輸入條件之一，《工程技術統(tǒng)一規(guī)定》的升版和修訂一定要嚴格控制，要有完善的程序文件對其進行管理，杜絕隨意修改指令，以免引起基礎設計單位的誤解。對于專利商的工藝包，業(yè)主要組織進行認真審查，特別是對工廠系統(tǒng)有影響的，如水、電、汽、氣、風等要嚴格把關，一旦確定，不得修改。否則，將影響整個項目的公用工程消耗和系統(tǒng)平衡。實施階段的設計輸入條件的控制主要是對各裝置院提出的界區(qū)條件和公用工程消耗指標的控制。對于裝置院提出的各種條件，業(yè)主專業(yè)工程師一定要嚴格審核，與專利商、基礎設計單位的條件進行比較，特別是影響全廠管網(wǎng)系統(tǒng)的要提交技術總負責人審定，不能擅自修改原設計方案?；驹瓌t是:界區(qū)條件要嚴格執(zhí)行總體院的條件表，如果有裝置院提出修改，要經(jīng)業(yè)主和總體院同意。如果裝置院或總體院自行修改界區(qū)條件，且不通知對方，就會對項目帶來極大的影響。在某項目上，總體院和某裝置院由于地管接入位置不一致，導致現(xiàn)場施工后出現(xiàn)地管無法碰頭，且位置相距較遠，最后只好重新建設裝置院地管，才能將裝置地管和系統(tǒng)地管連接上。由于溝通不夠，既造成了成本增加，也影響了項目的建設進度，給工程建設帶來很大的負面影響。為保證界區(qū)條件的有效性，要分階段召開界區(qū)條件協(xié)調會，不斷升版和更新界區(qū)條件表，確保全廠系統(tǒng)工程節(jié)能、高效，平面布置占地最小，全廠管網(wǎng)材料用量最少。動設備反饋的技術資料也是影響工藝裝置平面布置的一個重要部分，業(yè)主專業(yè)工程師一定要審核該資料，使其盡可能滿足業(yè)主原設計要求。
2.2各階段設計過程管理的重點
在項目建設的各個階段，設計管理的重點不同，管理對象的優(yōu)先級也有所不同。
2.2.1前期工作階段前期工作包括項目可行性研究報告、環(huán)評報告、土地預審報告以及項目申請報告等四個前提報告，另外還有節(jié)能報告、地震報告、地質災害報告、水土保持報告、水資源論證報告、職業(yè)病預評價報告等附屬報告。這一階段工作量大，涉及地方政府部門多。設計管理重點要抓好環(huán)評報告、水資源論證報告、土地預審報告和可行性研究報告的編制工作。因為環(huán)境評價報告需要每年四個季度的本體環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，編制時間較長，需要的數(shù)據(jù)較多，需要重點關注，最好有專人跟蹤，并有相關負責人配合。對于環(huán)境評價報告的初稿，業(yè)主一定要組織內審，對于未來承諾達到的指標要做到心中有數(shù)。水資源論證報告主要是用水水源和用水指標的落實，不管報告如何，此兩項一定要有地方政府的承諾函。土地預審報告是批準項目建設的必要條件，因此要格外重視。可行性研究報告是整個建設項目基礎，涉及內容多，需要輸入條件多，其成果的準確度直接影響未來工廠運行的效益。所以，要投入足夠多的專業(yè)工程師開展工作。這里要重點強調的是對技術經(jīng)濟的評價一定要客觀、真實。對市場的定位、需求一定要可靠、富有前瞻性。否則，將面臨項目建成之日就是項目虧損之時，對企業(yè)和國家造成不可挽回的經(jīng)濟損失。
2.2.2定義階段定義階段，對于總體設計、工藝包設計以及基礎設計的深度和編制都已有標準的行業(yè)規(guī)定。從業(yè)主的設計管理如何開展來說，需要注意的地方是:(1)總體設計單位的選擇。一旦開展定義階段的工作，建設單位最好先開始總體設計單位的選擇和工藝裝置的基礎設計單位選擇。設計專業(yè)工程師要靜下心編制這些招標文件的技術附件，要將業(yè)主要求表達清楚，在未來合同執(zhí)行中有利于業(yè)主開展工作。這樣做的目的主要是在選定工藝裝置基礎設計單位后，中標單位可以派出經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術人員參與業(yè)主的專利商技術談判，幫助業(yè)主選擇一個優(yōu)秀的專利商，為全廠的工藝裝置安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)打下一個良好的基礎。同時，設計單位的早介入有利于設計單位盡早熟悉專利商的技術，可加快工藝裝置基礎設計的進度。(2)對于專利商工藝包的審查一定要屬實。由于多數(shù)專利商工藝包審查在境外進行，受到出國人數(shù)的限制，對于專利商工藝包審查的重視程度不夠。因此，在進行審查前，在國內一定要組織內審，把審查意見帶到正式審查會上，確保工藝包的深度、技術要求滿足合同要求。(3)對于總體設計的審查，除重點對各工藝、公用工程裝置、單元進行嚴格審查外，全廠系統(tǒng)性消耗也要重點進行審查。另外，業(yè)主也要認真審查總體設計的概算，不能僅靠外部專家?；A設計的審查一般都很重視，但目前還是存在個別專業(yè)設計深度不夠的問題，對以后的項目執(zhí)行階段開展EPC總包帶來一定的影響。(4)在基礎設計審查時，除對其工藝路線、設備選型、平面布置、儀表控制、電氣選型等進行審查外，業(yè)主還應安排專人對各專業(yè)的基礎設計工程量進度進行審核，避免出現(xiàn)較大的誤差，影響未來EPC合同的執(zhí)行。
2.2.3實施階段實施階段的設計管理是項目建設施工前的最后關口，該階段設計管理工作至關重要。任何設計上的疏忽，都可能會對工程建設帶來不可想象的損失。項目實施階段，業(yè)主會采取不同的合同模式來進行項目建設，基本是EPC、E+P+C、EPCM等模式，但設計管理內容和要求是一致的。(1)審批報告意見的落實。首先，前期階段的各種報告的批復都有批復意見，這些意見一定要落實到詳細設計文件中。特別是環(huán)評報告、節(jié)能報告、職業(yè)病預評估報告、水土保持報告、水資源論證報告等。這些報告的批復意見如不能在詳細設計中反映，不能在項目建設中體現(xiàn)，未來環(huán)評、水土保持、防雷接地等驗收工作將無法開展，對項目竣工驗收產(chǎn)生很大的負面影響。因此，要有專人負責對每個承包商的詳細設計工作進行相應的檢查，將批復意見附在合同招標文件中，在詳細設計開展的過程中逐項進行核對，確保批復意見都落到實處。其次，基礎設計審查意見的落實。由于基礎設計審查和EPC承包商招標之間時間間隔較短，很多審查意見未能體現(xiàn)在基礎設計中，而是僅附在招標文件中。這樣，一旦承包商中標后，僅依據(jù)基礎設計文件，忽略了審查意見，導致基礎設計審查意見不能體現(xiàn)在詳細設計文件中，給項目建設帶來一定的影響。因此，設計專業(yè)工程師要對自己專業(yè)的審查意見逐條進行落實，確保詳細設計文件的全面性，滿足合同招標文件的要求。(2)可施工性和安全性審查。可施工性和安全性審查是實施階段的重要工作內容，其中包括詳細設計的可施工性，即:施工是否可行，是否有檢維修空間，施工措施是否合理，施工作業(yè)空間是否滿足安全規(guī)范要求等;安全性審查包括Hazop分析審查意見是否落實，運行操作時安全措施是否滿足規(guī)范要求，操作平臺設置是否合理，導淋閥設置是否合理等。這個階段的審查最好要求操作主管、設備主管、工藝工程師參加，同時要求參與工程建設的施工單位的技術總工參加，集思廣益，深入淺出，對詳細設計進行可施工性和安全性審查，為未來項目建設和生產(chǎn)運行創(chuàng)造條件。(3)30%、60%和90%模型審查原則。分階段進行模型審查，是業(yè)主對承包商詳細設計的一次全面審查。根據(jù)詳細設計的進展，分階段對承包商進行審查，不但是對承包商是否依據(jù)業(yè)主《工程技術統(tǒng)一規(guī)定》和合同條款的要求進行設計的檢查，同時還是對其設計進度的一次檢查，從而確保承包商的詳細設計進度滿足現(xiàn)場土建施工、長周期設備訂貨等總體進度計劃的要求。在三次模型審查中，業(yè)主代表要嚴格遵循《工程技術統(tǒng)一規(guī)定》和國家、地方級行業(yè)的標準、規(guī)范進行審查，嚴禁擅自提高設計標準和要求，特別是儀表、電氣等設備選型要嚴格執(zhí)行合同條款的標準，嚴禁個人提高選用標準。對于特殊的管材要嚴格控制，不得擅自提高用材的等級。在30%模型審查時，主要長周期設備要完成訂貨;大型機組制造廠商第一批資料要提交設計單位;在60%模型審查后，主要儀表、電氣設備要開始訂貨，大宗材料開始訂貨;90%模型審查后，整個詳細設計進入收尾階段，陸續(xù)將存檔、出圖發(fā)往現(xiàn)場。(4)一般詳細設計審查原則。首先，對于E+P+C合同模式的詳細設計一定要審查其設計標準是否超過設計標準的上限，因為設計人員為保險起見，設計裕量會選擇最高標準;對于EPC合同模式的設計審查，一定審查其設計內容是否滿足設計標準的下限，因為總包商一般都采用限額設計，追求最大利潤。其次，在詳細設計中，一定要審查是否遵循專利商的技術要求，是否與基礎設計設計理念和標準要求是一致的，是漸進明細的;任何對專利商設計數(shù)據(jù)和基礎設計條件進行的修改，都要經(jīng)專利商同意和業(yè)主批準。再者，在詳細設計審查中還要對照《工程技術統(tǒng)一規(guī)定》開展工作，業(yè)主方和詳細設計單位都不得隨意修改《工程技術統(tǒng)一規(guī)定》。最后，作為業(yè)主駐承包商總部代表，在提出意見時一定是代表業(yè)主方的意見，而不是朝令夕改，隨意評價，給詳細設計工作帶來不必要的影響。
2.3設計成果的管理
一般認為設計成果的管理都很簡單，有文控或檔案室對設計圖樣資料進行妥善保管即可，更加需要強調的是設計成果應用的管理。首先是工藝包的歸檔。由于前期參與人員少，加之人員流動性大，一旦管理不善，容易造成工藝包中文版或英文版的流失，因此一定要有專人管理，確保工藝包按要求份數(shù)歸檔。其次是對于基礎設計的版次管理一定要高度重視。為及早召開基礎設計審查會，業(yè)主會提出按版次出圖。比如，以A版基礎設計為審查會的審查文件，會議審查后，將審查意見返給設計單位，再出B版的正式基礎設計文件。因此，一定要做到，將B版的基礎設計文件作為EPC招標文件，防止錯用版本，給以后EPC合同的執(zhí)行帶來麻煩。詳細設計時，土建基礎、鋼結構往往采用版次出圖，在項目開始施工前一定要進行施工圖交底，設計經(jīng)理要嚴格控制圖樣的升版，堅決杜絕用錯詳細設計文件的現(xiàn)象?？⒐D的審查，是為未來提供準確設計圖樣的基本。對于竣工圖的審核，在監(jiān)理單位審核的基礎上，業(yè)主的專業(yè)工程師一定要認真把關，確?？⒐D的完整、真實，為未來工廠檢維修提供可靠的保證。
2.4投料試車期間的設計管理
投料試車期間，設計主要是配合開展工作，參與對試車方案的審核，對工藝流程、各動、靜設備的聯(lián)動試車條件進行核對，對各電氣、儀表設備、閥門參數(shù)進行比對。但最關鍵的是要確保裝置操作規(guī)程已提交生產(chǎn)公司，并對所有操作人員進行過培訓。還要注意，在投料試車過程中，如果有重大設計變更，一定要經(jīng)業(yè)主技術委員會進行審查，完成的設計文件一定要重新進行HAZOP分析，確保裝置開車的安全。對于投料試車過程中增加的臨時工藝跨線，設計人員一定要高度重視，要在不影響整個系統(tǒng)運行的條件下進行實施。投料試車一旦成功，設計管理的另外一項重要任務就是配合生產(chǎn)公司組織好裝置、單元的性能考核工作。由于許多專利商都是引進的，這項工作的設計管理者要早策劃、早組織，適時進行。在策劃時要求專利商、承包商等人員都要參與，生產(chǎn)公司各裝置的負荷能滿足裝置性能考核的要求，性能考核的時間不宜在冬季實施。另外，在投料試車期間，對于專利商現(xiàn)場服務的管理也應是設計管理工作的一部分。由于重視程度不高，對于專利商現(xiàn)場服務的人工時考核不嚴謹、計劃性不強，導致專利商現(xiàn)場服務人工時嚴重超標，有的新增服務人工時費用達幾百萬元，給業(yè)主帶來不必要的成本負擔。因此，設計管理人員一定要嚴格控制，做好現(xiàn)場服務計劃，在保證投料試車順利進行的前提下，把人工時控制在合同規(guī)定的范圍內。
2.5配合竣工驗收的設計管理
竣工驗收的責任在生產(chǎn)公司，設計主要是配合工作，竣工驗收是對項目建設的最終評價。這一階段，設計一定要積極配合，主動開展工作，為竣工驗收提供詳實的設計數(shù)據(jù)，為一次竣工驗收成功而努力。
3結語
煤化工項目建設的設計管理工作點多、面廣、時間跨度大。要切實做好項目建設的設計管理工作，在項目前期就要進行很好的策劃，從組織機構、范圍管理、時間管理、溝通管理等各個方面進行統(tǒng)籌策劃，并在項目全周期嚴格執(zhí)行，從而使設計工作更好地服務于項目建設，為項目建設起到龍頭作用。設計是龍頭，設計管理落到實處，就能更好地節(jié)約項目建設成本，提高未來工廠的運行效益。只有把好設計關，工廠未來才能安全、平穩(wěn)、高效運營，各項排放指標才能滿足國家要求，進而為業(yè)主和社會帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻
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作者：王玉龍 單位：中國神華煤制油化工有限公司
