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中国能源报 2017年08月21日 星期一

亚马尔项目最后两个模块起运北极

中国首次承揽LNG核心模块项目完工(“砥砺奋进的五年·能源跨越之路”)

■本报记者 吴莉 《 中国能源报 》( 2017年08月21日   第 02 版)

  技术工人与模块挥手道别
  CFP/供图

  石油业从来不缺传奇,中海油亚马尔LNG(液化天然气)项目核心模块建造工程可算其中之一。

  8月16日上午9时30分,亚马尔项目最后两个压缩机模块从青岛装船起运北极。至此,中国首次承揽的LNG核心工艺模块建造项目圆满收官。

  亚马尔项目是全球最大的天然气液化工厂建设项目之一,包括36个核心工艺模块,总重约18万吨,合同额约100亿人民币,是中国海油工程公司中标金额最大、技术等级最高、投标时间最长的一笔海外订单,也是中国承包商首次进入国际LNG建造第一梯队。

  体量之大、温度之低、精度之高、工程之复杂,对没有承揽过LNG核心工艺模块建造的中国公司来说,不仅打破了韩国企业长期垄断LNG核心模块建造的亚洲市场格局,还在建设中创造了一个又一个“中国奇迹”。

  记者日前来到中国海油工程公司青岛基地一探究竟。

  打造亚马尔项目“心脏”

  亚马尔项目和一般项目有什么不一样?项目地处北极圈内极寒的“天边地角”,一年中有9个月处于冬季,最低温度达零下52摄氏度,全球纬度最高、规模最大,建设难度堪称业界之最。同时,亚马尔项目也是中俄第一次进行上中下游产供运销的合作,是全球首例极地天然气勘探开发、液化、运输、销售一体化项目,每年可生产1650万吨液化天然气、100万吨凝析油,每年可有400万吨LNG销往中国。

  据亚马尔项目管理部经理庄宏昌介绍,项目共有3列,按功能划分为功用模块、管廊模块和核心工艺模块。其中核心工艺模块是液化天然气生产处理模块,以各种天然气处理设备、冷剂处理、压缩机、液化设备为主,包含结构、管线、电仪讯、机械、舾装、保温、防腐、通风、调试等各项复杂工作,其功能相当于整个LNG液化工厂的“心脏”。

  8月15日,记者走进海油工程公司生产基地,两座长约50米、宽约30米、高十几层楼的“庞然大物”赫然屹立,这是海油工程公司承揽的亚马尔项目的最后两块压缩机模块。

  爬上十几米高的陡峭梯架,来到压缩机模块的第一层,一道道管线、一台台电仪讯、一条条电缆等设备安装有序,模块共有七层,每一层都是如此。

  其实,建造这么复杂的项目比表面看上去的更难。比如,整个项目铺设的管线全长就达215公里,相当于从北京到天津走个来回;电缆全长3300公里,超过北京到乌鲁木齐的距离。内部构件种类之多、数量之大、精度要求之高、施工工艺之复杂,远超行业同类项目,而且模块中还大量配置了超高、超重压力容器设备。

  “亚马尔项目具有大模块、大结构、高精度等特点。同时,作为液化天然气项目,超低温是模块建造的最大挑战,对焊接质量、涂装工艺、运输条件都提出了更高的要求,是全球性的挑战。”海油工程公司总裁金晓剑告诉记者。

  而在行业低谷期拿下这个“超级订单”也绝非易事。韩国现代重工、大宇造船等亚洲行业龙头均在投标方案和价格水平执行策略等方面具有碾压性优势。

  但经过27个月的激烈竞争,海油工程公司不断优化施工方案和施工工艺,积极降低自身成本,最终中标36个核心工艺模块,打破韩国企业长期垄断LNG核心模块建造的亚洲市场格局。

  多项设备和技术打破国际垄断

  面对亚马尔项目这个“超级工程” ,为缩短工期和节约建设成本,必须采用“超常规”方法。海油工程公司决定采取“在工厂建造工厂”的办法,即把工厂分解成若干几千吨的模块,最后进行组装。能否按时交付项目最能证明一家公司的实力高低。而当时业主图纸和大量材料严重滞后。

  如何破解这些难题?

  首先,极寒气候条件下焊接工艺就是一个大挑战。亚马尔项目主结构和管线大量采用了冲击温度-50℃超低温碳钢材料,由于材料的冲击韧性值随温度降低急剧下降,焊接工艺开发难度极大。海油工程通过技术攻关,成功突破在-50℃环境服役钢材的行业焊接难题,“极寒环境”焊接施工能力大步升级。

  此外,海油工程公司在-196℃超低温大管径不锈钢焊接、625/825镍基合金复合管焊接、异种钢焊接等方面均实现了重大突破,开发的全自动药芯气保焊及全自动氩弧焊等高效焊接工艺,使焊接效率提升3倍,大大降低了焊工的劳动强度。

  这样的例子在亚马尔项目中并非个案。

  涂装工艺也是整个工程的难点。亚马尔项目总涂装面积达157万平米,平铺相当于200个足球场,各项涂装工作量均创中海油所承建项目新高。防低温飞溅涂层(CSP)是LNG核心工艺模块特有的涂层系统,主要功能是防止-196℃的液化天然气飞溅到钢结构上,引发钢结构脆性断裂。

  目前,世界上只有韩国等少数国家掌握该涂层的施工技术。海油工程涂装技术团队通过对CSP的每道施工工序反复进行推敲、实验、失败、再实验,短短半年时间内,先后攻克了CSP涂层超低温施工、CSP机械化喷涂等多项关键技术,一些实用的技术革新还大幅提高了施工工效。

  提及泡沫玻璃的自主研发,亚马尔项目总经理陈宝洁颇为自豪。亚马尔地处极寒地带,所有关键装备和管线都要穿上特制的保温服——泡沫玻璃。这一特殊材料切割技术被新加坡一家公司长期垄断。海油工程公司团队想去考察观摩,却吃了“闭门羹”,对方表明:“这种设备全世界就我们这一台,不能给你们看。但是我们可以提供有偿服务。”但是在新加坡切割,费用高昂,而且泡沫玻璃易碎,运输过程损耗极大。

  怎么办?陈宝洁说,“不给我们,我们自己研发!”之后公司迅速成立泡沫玻璃切割机科研课题组刻苦钻研。5个月后,世界上第一台泡沫玻璃半自动切割设备诞生了。相比手动切割,不仅使效率提升了3倍,课题组还研发了一整套泡沫玻璃排版技术,将材料切割损耗由50%降至28%。仅此一项,就节约成本4000多万元。

  最终,海油工程公司不仅成为全球首个按期保质交付LNG模块产品的承包商,还创造了3863万工时无事故的全球单场地单项目安全新记录。这在国际建造史上都属少见。

  带动更多企业叫响“中国制造”

  从众多国际一流公司口中“夺食”已不易。该项目还带动了更多相关产业和服务“走出去”,让诸多“中国制造”在国际市场亮相。

  项目初期,业主指定的供应商几乎为清一色国外厂商,中国在册企业只有上海一家钢铁公司。由于项目位置的特殊性,多项材料以前在国内很少使用,而且费用不菲,供货周期又长,严重影响项目进度。海油工程公司从实际出发,通过积极推荐国产厂商、带领业主去厂家考察、邀请国际第三方机构权威认证等多种方式,推进项目国产化。

  对此,大连金华船舶阀门有限公司总经理赵亮深有体会。

  当赵亮收到海油工程来访考察的计划后意识到,此次项目非比寻常。以往考察队伍只有一两个人,而这支来自青岛的队伍居然有十几个专业成员。经过漫长的审查,质量体系文件通过了。赵亮还没来得及高兴,对方又提出了新的要求:“希望贵公司提供财务报表、设计体系和管理体系等。”这些要求还是赵亮从业以来首次遇到,并且,本以为考察一次就结束了,没想到还有三次。

  几个月的资格审查后,大连金华终于冲出“重围”,进入技术澄清阶段。但“所有连接全部采用焊接,执行ASME(美国压力容器委员会)标准”这一要求,又给了赵亮迎头一击。从普通的通风管道要求,一步跨越到行业顶级标准,无论是焊接工艺,还是焊工取证,他的公司都要从零做起。

  大连金华的曲折经历仅是亚马尔项目材料国产化历程中的一个缩影。项目建设过程中,有45家中国厂商随着海油工程“走出去”,拥有了各自的“北极名片”。最终,亚马尔项目国产化率达到90%以上,在世界叫响了“中国制造”。

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