第3章　工艺设计执行计划

3.1　目的

旨在为工艺专业和各设计中心明确统一和协调一致的执行方法，确保项目按照EPCC合同中规定的设计工作范围和项目程序顺利完成所承担项目的详细设计工作。

3.2　范围

本程序规定了在项目详细设计阶段由工艺专业开展的主要工作，以及提交的设计交付文件。本文件为各设计中心明确了统一的工作标准和主要要求。

3.3　缩写

计划用到的缩写包括：①PEFS（Process Engineering Flow Scheme）：工艺设计流程方案。②PFS（Process Flow Scheme）： 工艺流程方案。③SPPID：Smart Plant P ID^􀆿。④SPI：Smart Plant Instrumentation^􀆿。

3.4　执行策略

基于承包商的联合体协议和项目执行计划来确定工艺专业设计执行策略。如果发现有任何不一致，以承包商的联合体协议为准。

工艺专业的所有主要设计工作将由各设计中心（如AEC、BEC 和 CEC）的工艺专业负责完成。工艺设计工作由PDO负责协调。

PDO工艺专业负责人将协调由各设计中心工艺专业开展的所有设计工作、设计交付文件和文件模板。因此，PDO将编制通用或具体的程序和工作指南，以便按照项目规定来开展设计工作。

由PDO负责的协同工作主要包括：①协调对设计工作、进度计划、函件以及与专利商的沟通。②编制设计工作基础文件：程序、设计标准、工作指南和模板等。③内部界面和外部界面的整合。④为设计中心提供支持：检查/审查关键设计工作和文件。⑤整理和合并汇总表（公用工程、火炬负荷、污染物排放等）。⑥整理化学品和催化剂询价书/请购文件。

设计中心负责对工艺专业的设计文件和图纸中的技术信息进行审查和确认。

每一设计中心将按照技术澄清的程序直接与其专利商联系。在向专利商发出技术澄清前，设计中心应提前通知PDO。

3.4.1　关键工艺设计工作

考虑到某些设计工作会在EPCC项目开展过程中产生潜在的影响，因此，将这些设计工作视为关键工作，需对其加以识别和监控。其中部分工艺设计工作需要进行进一步检查或详细审查。这些关键工艺设计工作包括但并不限于：①工艺文件设计基础、热量和物料平衡以及工艺性能保证值之间的一致性分析；②长周期设备（LLI）和其他主要设备确认；③水力学计算、设备的设计压力、压缩机的压差、各单元反应工段回路的压差等；④会对主要设备标高造成影响的低压管道系统，如泵入口管线、再沸器管线和重力流回路等；⑤检查火炬总管关键泄压阀（PRV）的最大泄压负荷以及总管尺寸；⑥公用工程平衡数据和裕度设计，以便及早检查总管尺寸。

3.4.2　早期设计工作

在项目开始时，作为FEED检查和确认工作的一部分或对FEED确认后，应立即开展某些关键工艺设计工作（表1-3-1）。工艺专业将负责开展这些早期工作。

3.4.3　关键管线管理

工艺专业应从工艺设计的角度明确主要管线（如各单元的反应器回路、空冷器或再沸器入口和出口管线、低压管道系统的管线等），确定管线敷设路径或初步单线图，以完成水力学计算或确定管线的长度和管件方面的限制要求。工艺设计工程师应核实这些管线的单线图，然后发出单线图供设计使用。

3.5　工艺专业主要工作说明

下面介绍工艺专业主要的设计工作。同时，还按照工程设计执行计划为项目的工艺设计编制通用的指南。

3.5.1　概述

工艺专业应从工艺设计角度分析FEED设计包的一致性，在整个详细设计阶段不断深化和细化FEED，编制并更新工艺设计文件，确保满足项目的工艺要求。

工艺专业负责人负责按照设计质量和进度要求完成设计工作，同时负责按照预先确定和共同认可的项目进度计划为工艺设计专业分配足够的设计人员。将按照EPCC合同要求、技术规定和工艺标准规范为项目分配足够的工艺工程师，以完成所有工艺设计工作。

取决于设计工作量，通常按照单元或区域分成不同设计组，并为每一设计组任命一名经验丰富的工艺工程师担任组长，同时，如果需要，还应将任命的组长通知PDO。

3.5.2　确认FEED /基础设计一致性分析

工艺专业将分析FEED的工艺设计，确保其内容一致性，并确保其符合项目设计基础、设计准则、设计标准和要求。分析范围限于由工艺专利商提供和/或在FEED文件中的技术资料和详细数据。

分析FEED工艺设计包括以下步骤：①检查工艺设计的完整性。核实并确保在图纸、数据表和其他文件中提供了足够的信息，以便开展EPCC的详细设计工作。②检查工艺设计和项目设计基础之间的一致性。核实并确保专利商文件和/或FEED文件中的数值不存在任何不一致或冲突，并满足项目设计和施工要求。③检查专利商文件和/或FEED文件中给出数值的一致性。当不同文件中的条件或参数相同时，应检查运行条件参数、物理特性或其他参数，确保不同文件中的数值保持统一。④分析和检查操作条件/设计条件、工艺单元或系统之间的相互连接以及装置水力学计算：a.在该步工作中，核实并确保最大运行条件和设计条件之间的容许极限满足项目规定和指南或工程设计规定的要求；b.还应确保单元界区处的操作条件和设计条件与进出单元或系统的物流设计保持一致；c.通过检查操作条件、装置布置以及流体输送设备（泵、压缩机或类似设备）的性能参数，分析装置水力学计算的一致性。⑤检查并核实设备和仪表数据表、管道和仪表图（P ID）以及其他工艺设计资料：a.在该步工作中，将专利商文件和/或FEED文件划分为可靠资料和待核实资料。可靠资料在很大程度上通常包括专利商技术诀窍类资料，除非发现存在明显错误或遗漏，一般不会检查这类资料。举例来说，这类资料包括工艺流程方案、热量和物料平衡、材料选择、反应器、塔和其他设备的工艺设计。b.对于其余资料，则通过核实其是否与可靠资料、项目设计良好实践或强制性标准一致来进行检查。通常而言，当承包商开展此步工作时，专利商和/或FEED设计承包商必须已在其基础设计包中提供足够的详细信息，并提供相应可靠的数据，以便承包商对数据和信息进行核实。

当承包商发现任何不一致时，应与业主和/或专利商澄清。未经专利商书面批准，不得对专利装置进行任何变更。在EPCC项目开始前几周，应检查和核实FEED文件包，并上报检查结果。

3.5.3　工艺流程方案以及热量和物料平衡

专利商工艺设计包（PDP）或FEED中的工艺流程方案（PFS）以及热量和物料平衡通常划分为可靠资料和不可靠资料。工艺专业将检查收到的设计文件的一致性，以核实是否存在任何明显错误或遗漏，然后作为项目设计交付文件发出。

如果必要，承包商将采用工艺模拟软件（如Aspen Plus、Hysys、Pro/Ⅱ、Promax等）对“不信任”的系统进行工艺流程模拟。

3.5.4　材料选择图

将对作为FEED文件一部分提供的材料选择图（MSD）进行审查，并根据需要对其进行更新，以反映出所进行的任何变更。应由工艺工程师和材料专家共同审查材料选择图（MSD），确保符合工艺物流组分和操作条件要求，并满足业主项目规定的要求。

3.5.5　工艺设备数据表

工艺专业应对所有设备数据表进行检查，并确保足以满足项目要求。应优先考虑由承包商确定的长周期设备（LLI）和其他主要设备。

当更改或修改设备数据后，应在原FEED数据表或专利商数据表中用红颜色标出（并采用三角形符号标注修订版次）。由PDO提供全部所需的工艺设备数据表模板。

当承包商的工艺专业完成FEED工艺设备数据表（包括业主和专利商的专项要求）的审查后，承包商机械设计专业（压力容器、传热设备、动设备和成套设备）应发出机械设备数据表。

对于注入或装填化学品的成套设备，工艺工程师应联系化学品供应商，确认处理程序、化学品特性和操作要求。应将所有化学品信息纳入工艺数据表。

当获得供应商的信息后，如设备性能曲线和数据、公用工程消耗等，应立即提供给工艺专业，以便其编制工艺设计流程方案（PEFS）、控制策略、工艺控制说明、安全保护说明和因果关系图。

3.5.6　特殊管道部件

管道等级未涵盖的管道部件以及特殊规格和特殊特性的管道部件通常视为特殊管道部件。在工艺设计流程方案（PEFS）中，应清晰注明特殊管道部件，并专门为其编制工艺数据表，注明要求的特性。

3.5.7　编制工艺设计流程方案

承包商应更新详细设计阶段的工艺设计执行计划并完成工艺设计流程方案（PEFS），编写要求的所有其他工艺设计图纸，包括设备详图、公用工程分配图、辅助设施图（如API方案或取样安装图）以及其他设计图纸。

为了保证工艺设计流程方案（PEFS）的统一，承包商应基于项目规定和标准编制一个总体程序，明确相关要求和建议，以指导编制工艺设计流程方案的工作。另外，对于特殊问题，还应编制具体程序和工作指南。

工艺专业负责编制工艺设计流程方案（PEFS）。将基于专利商的工艺设计包（PDP：Process Design Package）和FEED来编制工艺设计流程方案，并根据后续修改不断更新工艺设计流程方案，不仅包括由工艺专业提出的建议，还应包括在详细设计阶段由其他相关专业提出的建议。

工艺专业将与其他相关专业一起参加多专业的筛查工艺设计流程方案（PEFS）的审查会，确定各专业之间的界面，确保全面考虑装置的设计，包括安全、可操作性和可靠性等。

主要目标是：①通知不同专业并共同分析由专业人员提出的意见和建议；②解决不同专业所提出的意见和建议存在的不一致；③加快实施会对费用和/或进度造成影响的意见和建议。

项目管理与控制、工艺、配管和仪表专业的设计人员应参加每次会议。当要求时，其他人员，如机械、HSE或传热专业的设计人员，也应参加会议。工艺设计流程方案（PEFS）通常应至少包括三个版次：①IFA （发布用于批准） / IFH （发布用于HAZOP审查）。 包括相关标准和规范、设备、仪表和管段编号、通用要求、设计说明以及在该详细设计阶段可获得的所有信息，供业主审查并提出意见以及供HAZOP审查使用。②IFD（发布用于设计）。在该版次中，纳入了所有意见和建议，包含启动详细设计所需的所有信息。从该阶段开始直至项目结束，尤其是对于EPCC项目而言，必须识别和监控工艺设计流程方案（PEFS）的尾项，以不断关闭尾项。另外，对于会对下游专业造成影响的PEFS变更，必须对其进行记录并通知相关专业。③IFC（发布用于施工）。在该版次中，应包括所有设计信息、已采购设备信息和仪表信息，以确保能够开始施工。

当要求时，承包商应与业主和提供工艺技术的专利商对工艺设计流程方案（PEFS）进行联合审查。PEFS联合审查计划应由各方共同认可。作为一项最低要求，承包商、业主与专利商应联合审查IFD和IFC 工艺设计流程方案（PEFS）。

应将工艺专业设计成果纳入承包商编制的工艺设计流程方案（PEFS）中，具体工作包括：①深化和修改项目通用的工艺原则，例如隔离、工艺控制、紧急停车、泄压、超压和HSE要求。②与业主共同审查所有设计变更通知单（DCN）并在相应单元中实施。③审查专利的工艺设计包（PDP）内容，以核实工艺和设计文件是否提供了足够的信息，是否与技术规定保持一致。对于专利单元，无须对其进行工艺模拟。当发现存在任何不一致或错误时，应通知业主和专利商进行审查，如果需要，还应对相关文件进行更新。④按照装置运行条件和设施要求对工艺流程方案（PFS）进行检查。在对工艺流程方案进行检查时，如果对其进行了修改，应将修改后的工艺流程方案提交给业主进行审批。⑤应按照工艺设备运行条件和业主项目规定检查工艺设备数据表。⑥核实泄压阀（PRV）的泄压负荷。重新评估专利单元的泄压负荷，当发现任何不一致时，应与专利商和业主澄清并确认。⑦检查火炬负荷。可能要求深入研究实施仪表安全系统（SIS）或高度一体化的保护系统（HIPS），以降低火炬负荷。这可能需要专利商参与。⑧承包商应编制其工作范围内管道的初步和最终水力学计算书。

应为工艺设计流程方案（PEFS）编制一份尾项清单，并监督尾项的关闭工作。在详细设计阶段，工艺工程师应负责关闭所有尾项，并应将可获得的供应商信息纳入工艺设计流程方案（PEFS）和管道表，并将其更新为最终施工版。

3.5.8　管道表

管道表为由工艺专业发出的一种设计文件，列出了工艺装置所有的管道及其特性、运行条件和设计参数。由SPPID（Smart Plant P ID）系统生成管道表。

工艺工程师负责将每一管道的运行条件和设计条件以及其他要求（如保温、伴热等）输入SPPID系统。还应将由其他专业提供的其他信息（刷漆、试验条件等）纳入管道表中。

为了统一管道表，承包商的所有设计中心应遵守由PDO制定的工作指南，并使用PDO提供的模板。采用来自FEED文件的以下数据：①工艺设计流程方案（PEFS）；②物料和能量平衡表；③设备工艺数据表；④仪表工艺数据表。

3.5.9　界区和互联管线

与其他EPCC承包商的外部界面管理要求见“项目界面管理计划”。

PDO将按照承包商联合体协议负责协调项目内部各单元之间的界面。

每一设计中心应负责及时向PDO提交所要求的工艺数据，以便各设计中心正确执行各单元的工艺设计工作。

每一设计中心应发出由其负责的工艺单元界区的界面申请表。

3.5.10　仪表工艺数据表

工艺工程师负责进行一致性分析（按照物料和能量平衡表以及相关的具体标准核实数据表中的流量、压力、温度计和其他参数）、检查设计规范、完成相关计算，以检查在数据表中是否存在任何错误或遗漏信息。对于新增仪表，承包商应按照相关项目规定为其编写工艺数据表。仪表工艺数据表由SPI（Smart Plant Instrumentation）系统生成：①控制阀；②开关阀；③泄压装置；④流量仪表；⑤温度和压力仪表；⑥液位仪表；⑦分析仪。

3.5.11　泄压负荷汇总表

泄压负荷汇总表汇总装置中全部泄压设施的泄压负荷，至少应为每一泄压设施注明以下信息：①紧急工况（每一紧急工况上限数据）；②排放目的地；③排放流量；④泄压条件；⑤泄压时流体的物理特性。另外，还应明确累积的工况。因此，泄压负荷汇总表应包含火炬系统和相关设备设计所需的几乎全部数据。

应检查和核实泄压阀的泄压负荷。对于专利技术单元，当发现有任何不一致时，应直接提交给专利商澄清。另外，还应核实计算火炬的负荷。如果EPCC项目没有提供任何具体指南，则应采用承包商的通用设计规定与标准。当PDO征得业主同意后，将提供泄压负荷模板。

应明确编制数据表的优先顺序。应优先为会影响确定火炬总管尺寸的阀门以及在FEED中未提供任何信息或信息不全的阀门编制数据表。

3.5.12　水力学计算

承包商应为其工作范围内的管道编制初步和最终水力学计算书。应按照管道资料、采购的设备以及在详细设计阶段确定的参数检查回路的水力学计算书。

需要审查的回路和参数包括：①泵入口管线，尤其是可用汽蚀余量（NPSH）和要求的NPSH相差很小时；②压缩机或泵回路，尤其是当要求的差压在很大程度上取决于动态压力降时；③关键的非泵送回路；④泵和压缩机最小流量保护回路；⑤热虹吸式再沸器回路；⑥工艺单元内火炬总管和支管；⑦公用工程总管和分配系统；⑧真空管线；⑨两相流管线；⑩重力流管线；相关水力学回路冲击分析；控制阀压力降；安全阀入口和出口管线；泄压系统；循环气压缩机回路设定压力计算（ 如果适用的话）；由单一泄压装置保护的系统的设计压力计算；各单元中的高压工段以及有高压工艺系统的所有设施的泄压计算。

应采用管道信息和设备/仪表设计数据检查上述内容，采用各设计中心内部的程序进行计算。另外，还应提供具体的计算书。

3.5.13　泄压阀和火炬计算

由供应商负责编制泄压阀尺寸和孔板计算书。在工艺安全保护备忘录或同等文件中，应提供为确定每一泄压装置泄压负荷而采用的假设条件和流体特性，为安全装置工艺数据表中的数据提供支持。

如果要求对工艺单元内火炬系统进行水力学计算，则应编制计算书。在计算书中，除包括通过泄压系统水力学计算软件获得的数据外，还应包括确定排放管道和整个泄压排放系统能力的基础。

3.5.14　危险物质清单

工艺工程师应编制相关工艺单元涉及的危险物质（或流体）清单，并注明其特性。该清单用于确定项目危险区划分。相关数据应引自FEED文件包指明的规范（如EPDS、NFPA规范或其他认可的规范）。

3.5.15　污染物排放清单

污染物排放清单应列出装置所有排放污染物的数据，包括废气、废液、废固和有机废液。应提供以下数据：污染物类型、污染源、流体名称、组成、流量（最大/正常/最小）、排放频率、条件、处置目的地、排气口尺寸（废气）和废固的名称。

3.5.16　公用工程平衡

在详细设计阶段，应按照从设计专业获得的数据以及从设备供应商获得的数据更新和调整公用工程消耗数据，并据此更新公用工程平衡数据，可能会需要进一步变更公用工程设施及其分配系统的设计。

公用工程平衡表应包括公用工程系统设计所要求的所有数据。在编制公用工程平衡汇总表时，应考虑所有运行模式（正常、间歇、峰值、开车、紧急工况或其他工况）。

在PDO征得业主同意后，将提供公用工程平衡表模板。

3.5.17　HAZOP研究

危险和可操作性（HAZOP）研究旨在以定性方式分析某一生产工艺中设施的设计，识别工艺固有潜在危险以及会导致装置可能偏离设计条件运行的异常情况。

通过由工艺专业和其他专业人员参加的审查会来进行HAZOP研究。同时，还应邀请工艺专利商人员或业主人员参加HAZOP审查会。

HSE专业将按照项目要求和“危险及可操作性（HAZOP）审查程序”来组织和协调HAZOP研究，并负责跟踪和关闭采取的措施。

工艺工程师负责分析和实施在HAZOP审查过程中确定的与工艺专业或其交付文件有关的措施。

在FEED阶段，FEED承包商已进行了初步的危险分析研究。承包商负责在EPCC阶段实施和关闭在初步危险分析研究时确定的措施。

在完成HAZOP审查后，承包商应编制变更管理程序，并提交给业主审批，以实施对工艺设计流程方案（PEFS）和所有支持文件的变更管理（变更管理程序应包括业主对变更的审查和接受的要求）。

3.5.18　报警和联锁设定值清单

如果专利商或FEED承包商没有提供报警和联锁设定值清单，则应由工艺专业负责编制。应将设定值输入SPI （Smart Plant Instrumentation）系统的工艺模型中。然后由SPI生成报警和联锁设定值清单，并由仪表专业发出。

3.5.19　操作手册

操作手册由多专业编写，将在项目设计的最后阶段提供。工艺工程师负责编写操作手册的工艺部分，在编制过程中，还应与其余相关专业配合。

工艺操作手册是装置运行管理人员的参考资料，以便帮助管理人员为其操作工编制详细的操作指南。

操作手册至少应包含的内容详见第4篇第5章5.5节“操作程序手册”。

3.5.20　催化剂和化学品

承包商负责采购催化剂和化学品。应审查作为FEED的一部分提供的催化剂和化学品汇总表，并基于详细设计的最新信息更新催化剂和化学品汇总表。

对于催化剂和化学品的采购，工艺专业的设计人员应编制：①询价书（RFI），包括供货范围、数据表、规定、标准、图纸、供货条件、要求供应商提供的信息、检查工作计划以及供应商图纸和数据要求（VDDR）；②评审报价的技术投标并提出技术建议；③发出采购询价书。

3.5.21　供应商资料

从工艺角度审查成套设备和供应商资料，以核实是否与装置其余部分的技术资料保持统一。项目工艺工程师应定期检查供应商资料。

3.5.22　3D模型审查

当要求时，工艺专业应参加3D模型审查。至少应对以下内容进行审查：①自流排水和坡度要求；②工艺要求的高度；③实施工艺设计流程方案（PEFS）中的工艺要求；④其他具体工艺要求。

3.6　工艺专业交付文件清单

项目要求的工艺专业交付文件主要包括以下文件和图纸：①工艺设计标准；②工艺单元设计基础；③工艺流程方案（PFS）；④工艺设计流程方案（PEFS）编制程序；⑤工艺说明；⑥公用工程消耗和平衡汇总表；⑦界区的界面表；⑧三废排放汇总表；⑨火炬负荷汇总表；⑩工艺单元的热量和物料平衡；材料选择图（MSD）；催化剂和化学品汇总表；工艺设备数据表；成套设备工艺技术规定；控制阀/开关阀/安全阀工艺数据表（由SPI生成）；其他仪表和分析仪工艺数据表（由SPI生成）；工艺设计流程方案（PEFS）（P ID图）；管线表（由SPPID生成）；操作手册（工艺部分）；试运行程序；工艺研究报告（如果要求的话）；确定管线尺寸的水力学计算；工艺过程控制原则；工艺安全保护备忘录及其工艺设计流程方案（PEFS）；催化剂询价请购文件；催化剂技术评标；催化剂采购请购文件；化学品询价请购文件；化学品技术评标；化学品采购请购文件；性能考核程序（现场）。

另外，在详细设计阶段，工艺专业还应编制以下内部文件或开展以下支持性工作：①泄压阀（PSV）计算书；②工艺单元内火炬总管计算书；③泵和压缩机水力学计算书；④协助HAZOP/SIL审查；⑤审查3D模型并提出意见；⑥因果关系图工艺数据；⑦复杂控制回路说明（为编制控制系统说明提供支持）；⑧联锁和安全系统说明；⑨审查供应商文件，包括塔和反应器管口布置；⑩危险流体清单；安全装置记录表；审查DCS画面；静态和动态工艺流程模拟报告（当要求时）；喘振分析报告（当要求时）；为设计团队其他专业的工作提供支持。

3.7　技术规定

在工艺专业详细设计过程中，应执行项目的以下规定：①EPCC合同明确的业主相关的规定及项目修订的规定；②基础设计数据（BEDD）规定及其设计变更通知单（DCN）；③工艺设计标准；④国际规范和标准；⑤专利商标准/指南/规范；⑥当地法规。

工艺专业通常采用的部分国际规范和标准包括：①ASME第Ⅷ部分第1和第2节。②API 660：炼油厂通用管壳式换热器。③API 620：大型焊接低压储罐设计和建造。④API 2000：常压储罐和低压储罐的通气。⑤API 2350：石油储罐溢出保护。⑥API 560：炼油厂通用加热炉。⑦API RP 520第Ⅰ部分。⑧API RP 520第Ⅱ部分。⑨API RP 521。⑩API 610：炼油厂通用离心泵。API 617：炼油厂通用离心式压缩机。API 618：炼油厂通用往复式压缩机。API 619：螺杆式压缩机。

3.8　采用的软件

工艺设计采用的软件如下：①火炬网络计算：Aspen火炬系统分析或同等软件。②水力学计算：OC专利软件。③设备设计：OC专利软件。④工艺设计流程方案（PEFS）SmartPlant P ID。⑤工艺流程方案（PFS）Smart Sketch。⑥文本文件：Microsoft Word。⑦电子表格：Microsoft Excel。按照业主技术规范中规定的要求，最终交付图纸和文件应注明软件版本号。

3.9　相关规定与程序

3.9.1　业主规定和程序

业主的规定和程序主要包括：①基础设计数据；②工艺原则参考指南；③技术安全原则等。

3.9.2　项目程序

项目的程序主要包括：①项目执行计划；②工艺设计规定；③P ID图绘制程序；④危险和可操作性（HAZOP）审查程序；⑤项目界面管理计划等。