大型高炉快速大修电气施工.doc

浅议大型高炉快速大修中的电气施工姓名：王海龙上海宝冶集团有限公司2010年4月18日浅议大型高炉快速大修中的电气施工上海宝冶集团有限公司电装分公司 王海龙摘 要：本文通过对宝钢二号高炉快速大修中电气施工从前期准备到施工过程的阐述，分析了在大型高炉快速大修中电气施工的要点和施工方法。关键词：高炉 快速大修 电气1 引言在中国经济高速发展的今天，钢铁工业竞争日趋激烈，4000 m3级以上特大型高炉越来越多。传统的特大型高炉大修工期长，不仅造成铁前（包括码头、原料场、烧结、炼焦、化产系统）和铁后（包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、深加工艺工序）等工序能力放空，而且也造成生产组织和物流管理的紊乱，其直接和间接经济损失十分巨大。所以特大型高炉快速大修将是炼铁业发展的必然趋势。世界各国钢铁企业都在研究和开发特大型高炉快速大修的工程技术和管理技术，近年来已取得了一些实质性突破，高炉大修工期记录屡屡刷新。日本千叶厂6号高炉大修创造了62天工期记录。新日铁大分2号5775m3特大型高炉大修时间仅为79天。上海宝山钢铁公司二号高炉于1991年6月29日建成投产，一代涉及炉龄为十年。至2005年该高炉已在超期服役，虽然总体炉况还较好，但各主要设施和设备确实暴露出许多问题，如炉缸侧壁砖衬温度过高、炉身炉壳局部过热、三电系统设备老化等，因此必须进行大修。为了不造成铁前、铁后工序能力放空，宝钢决定对高炉实行快速大修。二高炉大修工程于2006年9月1日拉开停炉大修帷幕，于2006年12月7日点火。停炉工期仅为98天。填补了国内大型高炉快速大修技术的空白。电气施工（包括供配电、传动、仪表的安装和调试。下同）有着系统复杂、施工点分散、涉及面广等特点，所以电气施工也是特大型高炉快速大修中关键的一部分。2施工组织、难点、重点及措施2.1施工组织 在集团公司项目部的统一指挥与协调下，我们建立了以项目经理为电气施工总指挥的管理体系，并由技术负责人组织技术员、施工员、安全员和质量员分别编制了详细的施工组织设计、质量计划、安保计划和详细的施工进度及人力资源配置计划。 在施工管理上，将施工区域分为高炉本体（包括炉顶、炉体、出铁场和炉底）及中控楼区域，热风炉、煤气清洗及TRT区域，水渣区域，水处理区域等四个区域，每个区域分别由专门的施工员负责，从而做到管理细致程度的最大化。2.2施工难、重点及措施宝钢二号高炉大修最重要的特点就是工期短，施工的所有难点、重点也都有与之有关。首先停炉工期短决定了大部分电气安装工作必须在停炉前完成，而旧的设备、电缆都处于运行状态，无法进行拆除更换，如何在停炉前将尽可能多的电缆敷设完，设备安装完，这是难点之一。以往工程调试往往占用总工期中相当长一部分时间，因为调试过程要发现和解决线上的和系统上的问题，不确定因素较多，所以如何压缩调试工期是电气施工的另外一个难点。工期的压缩使得各工序之间搭接多，立体交叉作业多，例如结构还未安装完电气配管就要开始施工。这样现场的安全管理变得格外重要，如何在如此复杂的作业环境下确保施工安全是本工程的控制重点。针对以上施工难点和重点，项目部与生产方、设计方共同商议制定了以下措施：措施一，改造出铁场前中控楼至高炉电梯的钢走台，在新的刚走台上增加从中控楼通向热风炉和高炉电梯电缆竖井的桥架。再在电梯侧面增加新的电缆竖井直通炉顶，这样从中控到热风炉和到高炉的新的主电缆路由就形成了（如下页图所示）。另外在水渣等区域也新建了电缆敷设的路由，所有新建的电缆路由均在停炉前施工，这样便使得停炉前电缆敷设量达到百分之七十的目标得以实现。措施二，将中控楼二楼原值班室、休息室及开水间等房间改造成大修后的L1级控制室，并在L1设备旁边留出足够大的空间作为临时L2计算机室，停炉前全部施工完成并且将设备安装到位，L2计算机临时摆放到位。这样使得从L2一直到L1的I/O接口的调试工作在停炉前或者电缆接线前全部完成，程序以及接口方面的调试问题提前解决，避免了占用大量调试工期。新增至炉顶电缆竖井至热风炉电缆桥架至电梯电缆竖井电缆桥架改造后走台电缆桥架中控至炉顶及热风炉的电缆路由示意图此间改造前为休息室、开水间等房间改造后L1级PLC/DCS布置级L2级计算机临时布置示意图措施三，针对施工现场立体交叉作业多，作业环境复杂等情况，制订了严密的安全保障措施。在人员配置方面保证每个立体交叉作业区域有专门安全管理人员监护，并在悬挂醒目的区域危险源警示牌，保证及时发现安全隐患、及时制止违章作业。在立体作业的上下层面之间设置安全网，避免落物砸伤及高出坠落事故发生。对所有参与作业的人员进行专项安全培训，并发放施工现场准入证，没有经过专项安全培训的人员严禁进入施工现场。3前期准备高炉快速大修的前期准备工作无论对电气专业施工或是其他专业都是至关重要的，准备的充分与否直接决定着快速大修的成败。3.1熟悉大修模式及工作内容。3.1.1 宝钢二号高炉大修模式作如下统一规定：（1）改造更新指对某一设备、材料进行不同型号、不同规格、不同材质的更换；或者由于工艺或专业方案变化需新增的新设备、新材料。（2）原样修复指对某一设备、材料或其设备进行同型号、同规格、同材质的更换或者设备、材料利旧，仅进行一般拆卸、清洗、检修、重新安装等。具体采取哪种形式参照二号高炉大修项目清单。3.1.2二号高炉大修电气施工内容确定如下由宝钢受电变电所引出4回10kV电源分别向：中控楼电气室内10/3kV、15MVA主变压器，1回路；循环水电气室3台10/3kV、7.5MVA变压器,3回路供电。水渣电气室原1回路3kV电源引自中控电气室，这次大修改为由1#高炉新变电所引来。由2#高炉喷煤空压站变电所引出一回路3KV电源进中控楼电气室作备用电源；保留原中控楼电气室与矿焦槽电气室之间的3KV联络，作为中控楼电气室的另一路备用电源，以保证二号高炉的正常生产。保留中控楼原有的1台1000kVA、3kV柴油发电机作为系统事故时的保安电源。中控楼电气室更换TRT发电机联络盘内断路器及小车；在15MVA变压器二次侧增加一个负荷开关，并改造主母线桥；更换鼓风站联络盘内断路器及小车；更换矿焦槽联络盘内电流互感器，更换直流电源装置、柴油发电机控制柜及监视盘。更换至现场设备的电力电缆。其余原样修复。水渣电气室更换全部3kV高压盘及新增部分3kV高压盘，所有馈出回路改为组合起动盘。更换直流电源装置、控制屏、信号屏。更换至现场设备的电力电缆。其余原样修复。循环水电气室高压部分更换直流电源系统、继电保护系统、部分回路高压熔断器及电流互感器，并更换送水泵的高压电缆。低压部分更换全部低压盘、MCC柜、现场操作箱及电缆。其余原样修复。污泥脱水电气室更换全部低压盘、机旁箱及电缆。TRT电气室原样修复。自动化控制系统全部更新。包括对高炉主工艺系统及主要辅助设施进行控制的电气、仪表、计算机（简称三电）一体化自动控制系统，和对部分辅助设施进行控制的独立PLC控制系统。3.2方案的拟定3.2.1总体方案在设计院施工图绘制之前，与业主、设计院共同讨论总体施工方案，将尽量多的施工内容放在停炉以前施工，这样便可以减少停炉期间的负担，从而缩短停炉期间的施工工期。宝钢二号高炉大修通过新辟电缆路由，将原中控楼至出铁场的走台重新改造成走台和电缆桥架两用的平台，使得在停炉前完成百分之七十的电缆敷设工作。并将原休息室改建成计算机控制室，用来安装新的计算机控制系统，在停炉之前所有计算机控制系统设备及软件安装调试完成。3.2.2详细方案在收到设计院的施工图之后，编制各区域的详细施工方案，并划分好停炉前和停炉中的施工内容，施工方案一旦确定，施工过程中严格按照方案执行，不到万不得已决不修改方案。这样才能保证所有施工任务在排定的时间内完成。在编制进度计划时要与其他专业紧密结合，尤其是停炉中的进度计划，要详细列出每项作业的时间安排，包括穿插在其他专业中的作业，如暗配管和电偶埋设等，最终形成完整的符合总工期要求的进度计划作为组织施工的依据。3.3参与设计院图纸审查 在一般工程的电气施工中，经常发生图纸设计错误或者材料短缺等现象，这如果放到快速大修工程中，对施工工期将会严重拖延。所以必须在施工准备阶段参与设计院的图纸审查，将图纸的错误率降到最低。宝钢二号高炉大修在审查设计图纸时参照高炉新建时的竣工图纸，将大修图纸的设备布置及电缆长度等与新建时的竣工图纸进行比照，发现有错误及时修改。4 施工阶段4.1停炉前施工停炉前施工是在高炉正常运行或者是在休风检修期间将不影响高炉正常生产的施工内容提前施工。宝钢二高炉大修停炉前的电气施工主要包括高炉正常运行时的部分电缆桥架、配管、电缆的施工；PLC及DCS控制系统的安装及调试；在休风检修期间的现场设备原样修复。另外还包括一些为停炉中施工做的准备工作。4.1.1 运行中施工在高炉正常运行时的电缆桥架安装，电气配管和电缆敷设等作业，由于高炉处于生产运行状态，所以首先要确保原系统的安全，施工时要对原系统的设施进行保护，避免造成运行故障甚至非正常停炉。在停炉前必须将方案中划为停炉前施工的内容全部施工完成。4.1.2 控制系统的安装及调试自动化控制程序的调试往往占用很长的施工工期，在宝钢二号高炉大修工程中，将原来的休息室改造成新的PLC/DCS设备室，在停炉前将PLC/DCS设备及内部电缆施工完成，并将配套的计算机设备临时布置在该房间内，这样使整个计算机PLC/DCS控制系统提前形成，由施工方调试人员配合外方调试人员完成计算机PLC/DCS打点调试及模拟联试。4.1.3休风检修施工在休风检修期间施工主要是原样更换的项目，利用定修、年修等休风时间将旧的设备拆除，更换成性能参数相同的新设备。施工时要注意控制作业时间，必须在复风前完成安排的施工任务，拆除的时候要将原来接线顺序标识好，以免接错浪费时间。拆下来的设备及时移交给业主作为备件或作报废处理。4.1.4 停炉的准备工作为停炉中做的准备工作主要是确认好停炉中工作对象，对一些需要保留的或者新施工的电缆及设备要做好明显的标识，避免停炉时将需要保留的电缆和设备误拆掉。4.2停炉中施工停炉中施工是高炉大修电气施工的重点，但是由于技术准备做的充分，停炉中施工已经不存在多少技术难点。主要包括拆除，安装和调试。4.2.1拆除拆除阶段的主要原则就是要快，尽量少占用停炉工期。拆除的材料设备及时按照方案中的方式进行处理。宝钢二高炉大修的处理方式是通知业主专门指定的回收公司进行回收。需要注意的就是必须辨识清楚停炉前所做的标识，避免将保留的设备或电缆拆除掉。4.2.2安装停炉中的电气安装必须严格按照审核通过的方案和进度计划执行，如果遇到现场无法安装方案执行或者现场实际情况有比原方案更合适的施工方法时，应立即与业主及监理商定新的方案，并将原进度计划按照新方案所需的时间进行顺延或者提前。总之必须做到依方案施工和进度的随时跟踪更新。4.2.3 调试普通的工程在调试过程中如果发现配线错误或者设计失误等问题，一般是先由调试人员记录下来，然后通知相关责任方进行整改。在试车阶段先进行机旁单体试车，当一个系统的所有单体试车完成以后再进行远程单试及联动试车。但是在高炉快速大修工程不允许有这样的耽搁。在高炉快速大修中必须有几名安装工人配合调试，发现配接线错误或者漏放电缆随时解决。试车阶段需要施工方调试人员、业主和软件调试人员密切配合，由于计算机PLC/DCS级打点及模拟联试已经在停炉前完成，所以试车时单体机旁操作无误后马上进行远程操作及自动操作直到区域内联动。5 安全和质量保障大型高炉快速大修工期紧张、人员密集、施工条件恶劣，所以给施工安全和施工质量的控制带来了极大的困难。在宝钢二号高炉原地大修电气施工在施工之前就成立了专门的安全管理小组和质量管理小组，制订了安全、质量管理制度和奖惩办法，项目经理任小