6月下旬,由中国寰球工程有限公司北京分公司(简称寰球北京公司)联合总承包的独山子石化塔里木120万吨/年二期乙烯项目(简称二期乙烯项目)乙烯装置,正在开展尾项销项和试车准备工作,绿色“化工航母”蓄势待发。
“塔里木二期乙烯项目的高质量建设,集中展示了集团公司炼化工程建设的创新实践成果。”寰球北京公司塔里木二期乙烯项目乙烯装置项目经理王飞表示。
绿色“工业心脏”
作为“石化工业之母”,乙烯产业是能源化工行业自主创新与科技进步的核心阵地。中国寰球工程有限公司牵头攻关,实现了中国石油自主乙烯技术1.0问世和2.0升级。2021年,在塔里木建成国家级示范工程——塔里木60万吨/年乙烷制乙烯项目(一期项目),为石化行业减碳增绿树立起标杆。
面对二期乙烯项目“零碳园区、绿色低碳示范工程”目标带来的更高降碳要求,寰球北京公司构建“绿电+碳捕集+蓝氢+蓝氨制绿色化肥”全链条低碳技术体系,推动项目减碳增绿工作迈入全新发展阶段。
方案落地,目标更加具体。设计团队对全厂近百台用能设备逐一摸底,在海量运行数据的分析比对中深挖降碳潜力,最终锚定“三机电驱”这一攻坚突破口。他们算了一笔账:转动设备是能耗大户,如果裂解气、乙烯、丙烯三大核心压缩机组,全部由传统汽轮机驱动改为电机驱动,并采用绿电,全厂年碳排放量可减少21万吨,相当于新增84平方公里森林,全厂电气化率也将提升至29.1%。
“压缩机如同装置的心脏,驱动方式由蒸汽驱动改为电力驱动后,要关注开车运行、事故停车等不同工况下的风险,尤其是如何应对极端情况下的风险。”寰球北京公司正高级工程师辛江负责“三机电驱”工艺研发,面对这项自主技术的首次落地,他结合以往乙烯装置设计经验,用流程模拟软件反复计算,不放过任何一个细节。
“裂解气压缩机功率是三机中最大的,目前市场上没有与之匹配的电机,必须采用串联式两机运行方案。为此,我们重新调整了工艺流程,优化两台机组的匹配参数,完善整套控制逻辑与联锁保护,让国产‘工业心脏’平稳跳动。”项目工艺经理张霄航说。
裂解炉烟气二氧化碳捕集是另一条绿色赛道。“传统石化装置烟气多直接放空,如今要对裂解炉超低浓度烟气实现统一归集、综合治理,在业内没有任何成熟路径可参照。”寰球北京公司塔里木二期绿色低碳项目经理王绳坦言。
烟气管道如何设计,风机的转速和稳定性如何平衡……历经近10次跨行业对标调研和近20场内部专题研讨,团队独创的烟囱平衡取气、双挡叶密封专利构造等方案成功落地,助力乙烯装置实现近零排放,为全厂百万吨级“二氧化碳捕集—化工利用—地质封存”技术路线打通关键环节。
与此同时,项目首次应用急冷水热泵工艺技术回收低温余热,每吨乙烯能耗降低10千克标油;率先实施废气综合治理方案,建设无异味工厂;首次使用国产高压变频器;首次实现一级急冷器内管材料国产化……一系列首创成果,既是低碳技术落地的具象体现,又彰显出我国石化装备自主研发与制造的硬核实力。
“反传统”实验田
“塔里木一期项目用2年时间建成。二期乙烯项目装置规模翻番,有效工期刷新至22个月,提前40天实现高质量中交。”王飞说,“这依靠的是更深层次的管理创新与EPC融合。”
管道预制包EPC全过程管控是第一“加速器”。“项目工艺管线全长343公里,连起来高铁都得跑上一个小时。现场多风沙、高温,传统边出图、边施工、边焊接的模式无法满足质量和工期要求。”项目管道专业负责人王彦飞说。他与团队研判后提出,推行管道工厂化预制,把大量高空、露天作业转移到室内流水线完成,以空间换时间,能够大幅提升施工效率。
“这不只是在旁边建一座预制厂,而是需要重构EPC逻辑,以现场施工进度反向倒排设计、采购、预制全流程。”被打乱的设计逻辑没有难倒设计经理李玉鑫,她依托三维建模开展多专业联合预审,提前消除管线、钢结构、设备碰撞隐患,从源头为工厂化预制铺平道路。
项目工艺专业负责人贺丁动态跟进,反复校核工艺参数、优化管线适配逻辑,保障每一段预制管线都完全契合装置运行标准。最终,项目实现管道预制焊接71万吋径,预制率突破全口径焊接量的55%,其中自动焊接高达45万吋径,一举创下国内炼化行业单装置管道预制焊接总量、自动焊预制量双纪录。
全面无土化管控是另一项大胆尝试。“戈壁土质松软、风沙肆虐,根本无法支撑多专业连续作业。如果提前硬化地坪,势必会打破传统节奏,需优先完成地下部分。”施工总工程师王银荣带领施工团队,将装置划分为50个标准化区块,设计团队提前完成硬化区域的全部设计工作。团队在现场昼夜奋战,最终于中交前14个月以正式地坪、一次成优实现全面无土化。
9台千吨级大塔,是现场的“地标”,也是项目筹划的“试金石”。“以往大塔都在工厂预制,辗转运到现场,可这次我们要求厂家把制造车间搬到项目隔壁来。”王飞说,零距离制造无运输风险,同时可以全天候紧盯制造质量和进度。最终,项目实现大塔13天5吊、37天9吊,创造了新的行业纪录。
另外,项目还创新研究预制方桩免破桩机械连接成套技术,实现技术、成本、工期多重突破;7台裂解炉全面推行模块化建设,20天完成4台炉对流段安装,裂解炉南北两侧同步施工,炉体封顶提前50天;焊接一次合格率达98.6%,累计实现1500万安全工时。这些创新管理方法,成为项目高质高效建设的强效“引擎”。
初心远征
“8年前,我们开始做一期项目,在戈壁滩建装置,在营地种蔬菜水果,把根扎在这里。”寰球北京公司塔里木二期项目现场经理郭德庆说,在项目的磨砺下,大家都像胡杨一样坚韧。
二期项目的第一个难关就是盐碱地下的海量积水,这对化工装置来说隐患极大。郭德庆没有丝毫退缩,带着队伍,开挖主干渠、疏导积水超过64万立方米,差不多能装满一个小型水库,然后一遍又一遍地碾压固化松软的地基。他们硬是在寸草不生的戈壁滩上,造出了平整坚实的施工场地。
作为塔里木一期和二期乙烯项目经理,王飞将一头黑发熬成了“奶奶灰”。白天管项目建设,晚上梳理经验成果,最终形成近30万字的项目总结,发表了近10篇管理成果和专业论文,屡获表彰奖励。他说,传承管理经验与交付一座装置同等重要,对公司负责,对业主负责,二者同等重要。
并肩奋战的情谊浸润在团队每个人的心间。南疆常年风沙肆虐,夏季地表温度超过60摄氏度,冬季低至零下20多摄氏度,乙烯装置施工经理王东每天奔走在装置区,攀爬百米塔器、巡查管廊管线,把控施工质量、协调交叉作业。“只要我的兄弟们还在现场,我就不能离岗。”每次回家的时间都很短,他却从未有过半句怨言。
去年10月,现场设计团队20余人进驻现场,一待就是8个月,点灯熬油与一个个难题较量。针对62米集合烟道与裂解炉钢结构交叉碰撞这一重大施工难题,他们白天深入现场踏勘校核、精准定位,深夜优化三维模型、改良结构节点,次日清晨即刻完成图纸交底,确保施工连续不间断。
计划控制团队全程跟踪关键设备到货、吊装、安装全流程,昼夜核对施工数据,确保全部关键节点按期甚至提前达成;采购团队提前踏勘5000公里运输线路,协调路政优化通行条件,改造拓宽受限路段,全程专业押运护航,49个裂解炉对流段模块提前3个月到货,10天集齐5台超限大塔,9台塔器全部提前1个月到场。
如今,中交已毕,投产在即,夜色里装置灯火如繁星般闪耀,勾勒出震撼人心的工业之美。望着这片从盐碱地上“长出来”的石化新城,大家的心里满是温柔与滚烫,朋友圈里记录下这样的日志:来时荒无人烟地,走时塔林灯火明。
记者:王利 通讯员:李思然
编辑:姚婕娜
审核:刘泓波 肖程释