论海上风塔内件垂直安装精益生产与管理

王志军

(中船澄西船舶修造有限公司,江苏 江阴 214433)

2021年3月12日,新华社公布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,规划建设一批多能互补的清洁能源基地,非化石能源占能源消费总量比例提高到20%左右。目前,中国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。2020年,中国新增风电装机容量71.7 GW,累计风电装机容量达到281.5 GW。预计2021年整年,中国新增风电装机容量可达65.9 GW,累计风电装机容量可达291.3 GW。风电市场中,海上风电作为可再生能源开发利用的重要方向之一,已成为全球风电发展的研究热点。我国海上风电发展前景十分广阔,在推进能源结构转型和承担环境保护升级任务中发挥了至关重要的作用,也是我国战略性新兴产业、科技产业和海洋经济发展的重要组成部分。尤其结合海上风电的安装位置来看,我国沿海地区具有得天独厚的发展优势。

海上风电在设计时考虑到安装、运输以及吊装的便捷性,对于风塔底段塔筒均采用垂直安装方式,通过对客供件的来料预组、中组,按照塔筒的扣合等工序进行组装安装。若底部设备施工过程中没有详细的标准化作业指导和合理的施工体系,必将导致生产资源的浪费、产品的生产效率低下、质量下降,甚至出现频繁返工和售后服务等各类问题。因此,为保证行业的可持续发展,必须深挖各工序的潜在问题,进行精细化生产,统筹管理,建立完整的施工体系,确保每个项目都能做到最优方案,使项目获得效率、质量、满意度的提升。

1.1 安装场地施工工艺流程

从客户实际需求出发,结合项目安装规范要求,合理制定施工工艺流程步骤,施工工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺流程

1.2 底部设备构架的预组方案

底部设备构架由变压器单元和变流器单元及控制柜单元组成,每个单元先各布置在单独框架平台上后,再进行吊装组合成一个整体,底部设备构架组装示意图如图2所示。对安装工序深入挖掘,理论结合实际,安排专业技术人员对底部设备构架的预组各工序进行作业工艺指导的编制,并针对每个步骤所出现的潜在安全问题、质量问题进行提前把控,杜绝此类问题对项目周期所带来的潜在风险,并采用并行检查的方法对安装工序进行质量检查,严格把关,缩短组装周期。

图2 底部设备构架组装示意图

2.1 场地资源效益最大化

保证在垂直安装过程中的各类大型起重设备、驳运设备、安装工装、人员安全站位、预留空间等的合理布局是实现垂直安装周期快、效率高、质量好的关键因素。

通过对风塔垂直安装项目统筹规划,对安装场地进行定制化落实管理,按海上风塔垂直总体组装工序分别划分物料堆放区域、预组区域、吊装区域、存储区域,加强现场6S管理;
另外,高效利用企业生产所用场地也是控制成本的途径之一。

2.2 人力资源效益最大化

人力资源的管理主要针对垂直安装全过程中合理调配各工种人员在项目各个环节的角色定位和参与度。施工工序涉及多个方面,各专业人才,各工种员工,其性质决定了其人员组成复杂;
从安装前的风险识别、技术分析、质量把控、物料管控到开工时的成品涉及技术、工程、检验、监理等各类人员共同协作;
按需进行人力资源配置,确定项目施工对人力质量、数量、工种的需求,根据需求确定施工现场人员的专业水平及用工数量[1]。

2.3 加强物料出入库管控

一般项目施工过程中所用物料分为自采和客供2大部分:自采购件一般来自公司或者项目所属部门的仓库,因此管理起来相对容易;
客供物料由于是客户提供,对于来料的签收、质量及数量的管控比较复杂,因此为保证工期的顺利推进,在客供件管理上需严谨、细致。

针对客供物料建立完整的管理体系如下。

1)加强客供物料入库管理,对客供物料入库检验需四方(业主方、安装单位、监理、施工单位)到场后才能进行开箱进入下一步的实物检查,对物件的数量、外观质量、包装逐一核对清点、并填写验收报告及签字存档。

2)客供物料需按照垂直安装工序进行分类摆放,并进行标识区分。

3)变压器单元、变频器单元、控制柜单元需存放在室内,做好防潮防护,避免因受潮造成电气元件的损坏。

4)吊索具入库时需提供相应的合格证、质保书以及相关的检验记录,保证处于安全使用状态,否则不予入库。

3.1 安全风险与“不安全行为”管控

安全风险是个统称,具体风险体现在某一点上。如果对安全风险点,带有安全风险的作业、行为、活动,尤其是高风险的作业、行为和活动的安全管理不善不力,就会失控和产生隐患。而如果对失去控制的局面不能有力把控,一旦风险点被引发,突然非意愿地偏离正常状态,将造成某种程度的损坏和伤害,甚至导致事故特别是重特大事故发生,造成重大人员伤亡和财产损失。

垂直安装施工量大、涉及人员较多、大型起重设备使用频繁,对安全生产提出了更高的要求。在项目施工过程中,人作为主要参与者,承担90%以上的工作量,因此人的行为管理尤为重要。大多数的伤亡事故都是由人的因素直接或间接造成的。对于各种事故致因理论,人的因素主要是人的不安全行为。美国安全工程师海因里希也通过理论研究证明了这一观点,他发现了88∶10∶2规律,认为在100起事故中,有88起纯属人为引起的,有10起是人和物的不安全状态造成的,只有2起是人难以预防的,即所谓“天灾”。因此在进行对“人”的管理时,需要加强对人的不安全行为的管理,以实现减少安全事故发生的目的[2]。

另外,安全操作规程及作业指导书是企业班组安全管理工作中最有效的预防措施,制定和完善企业各岗位安全操作规程意义重大。作业指导书是安全操作规程的具体补充,一个科学有效的安全作业指导书可以有效避免事故发生。因此,必须高度重视安全操作规程和作业指导书的编写,保证施工人员没有违规、违章作业现象,从源头上提前识别预判并来避免“人”在操作起重设备、施工过程中的不安全行为的发生。

3.2 做好恶劣气候应对工作

前文提到,垂直安装施工过程涉及起重设备、驳运设备,且人员为室外作业,因此如遇飓风、强降雨雪、极端温度等,都会对设备和人员造成极大影响,做好天气预判工作,可防止强对流天气带来的一系列安全事故和险兆。尤其高温作业时,必须重点做好针对中暑、中毒、高处坠落、火灾等的安全防范工作,适当调整夏季作业、休息时间,采取“抓两头、歇中间”的避高温措施;
合理安排工序和工作量,建立项目夏季施工监管机制,做到同施工、同监管、同旁站,杜绝出现施工监管盲区。强化重点部位领域,开展巡查巡检,各有关人员务必盯紧盯牢重点领域和重点区域,特别是加强检查督导、施工安全管控,有效防范遏制安全事故发生。

3.3 建立和完善应急预案管理体系

垂直安装项目主要包括大型钢结构件、电气设备的起吊与安装,可能发生的事故类型有:起重设备倾倒、吊装件滑落、人员发生高处坠落或被挤压等。企业生产安全事故应急管理体系属于企业危机管理体系的重要组成部分,它涵盖了事故预防、应急准备、应急响应和事后恢复4个阶段[3]。安全生产、预防为主,作为管理者必须充分意识到应急管理体系的重要性和必要性,组织好相关人员全面、有效做好应急预案的组织工作,紧急安全事故发生时,确保能够及时响应、有序组织、快速救援,最大程度减少人员伤亡和财产损失。

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