大处着眼 细处着手—记部优工程陕西有色电子及光伏新材料产业化项目硅烷20区精馏工程

本刊记者 张小红｜文

陕西有色新材料项目硅烷20区精馏工程以争创中国有色金属工业优质工程为质量目标，在施工过程中，考虑周全、注重细节，并积极创新、推广使用新技术、新材料和新工艺，该工程投入使用后，满足使用功能要求并收获良好的经济效益和社会效益。

于2015年10月在陕西榆林榆佳工业园开工的陕西有色电子及光伏新材料产业化项目（以下简称“陕西有色新材料项目”），是经陕西省发改委核准的省级重点项目和省级高技术产业化项目。据悉，该项目总投资87亿元，建设年产粒状多晶硅18000吨、电子级多晶硅1000吨、高纯硅烷气500吨的硅材料生产线。

陕西有色新材料项目建设不仅意义重大，它是贯穿陕西有色集团公司“十二五”至“十三五”规划的战略投资项目，也是集团完善光伏产业链、将集团打造成为国家级微电子硅材料研究开发和生产应用为一体的硅产业基地的重要举措；而且，该项目施工工艺精湛，质量称优，其硅烷20区精馏工程、硅烷20区冷氢化工程分别荣获“2017～2018年度有色金属工业（部级）优质工程”奖。本文主要介绍硅烷20区精馏工程。

工程简介

陕西有色新材料项目硅烷20区精馏工程，由福陆（中国）工程建设有限公司负责设计，陕西省工程监理有限责任公司负责施工全过程监理，建安工程由陕西建工安装集团有限公司承建。该工程采用国际领先的硅烷流化床法生产多晶硅，该生产线是国内唯一一条直接由三氯氢硅（TCS）生成硅烷气（SiH4）的系统，整个系统能耗低、设备投入少，厂区占地面积小，成本低，运行自动化程度高，安全性能好，本项目的建成填补了国内技术空白。

据介绍，该工程以争创中国有色金属工业优质工程为质量目标。工程质量均符合设计及规范要求，观感质量良好，并从环保、安全、高效以及人性化等理念出发，积极创新、积极推广使用新技术、新材料和新工艺。本工程应用的建筑十大新技术有：钢结构深化设计与物联网应用技术、钢结构虚拟预拼装技术、钢结构防火防腐技术、基于BIM的管线综合技术、工业化成品支吊架技术、机电管线及设备工厂化预制技术、薄壁金属管道新型连接安装施工技术等。

该工程投入使用后，满足使用功能要求并收获良好的经济效益和社会效益。

一丝不苟保障施工重点、难点质量

据承建单位陕西建工安装集团介绍，陕西有色新材料项目硅烷20区精馏工程的施工重点和难点不少，他们均积极采取相应措施，努力确保施工质量。

1.工艺管道方面，有20多种介质且多为易燃易爆、100多种压力等级、18种管道规格、8种管道材质、8万多米管道长度……如果采用传统的试压模式，将无法按照工期要求完成施工。针对此种情况，施工单位采用了先进的管理模式，以管道试压包为载体，有效地对所有管线无死角把控，确保了工程进度和质量。

精馏工程实体图

2.工程中的Tube管道属于薄壁无油不锈钢管，本工程主要应用于硅烷实验室硅烷气输送管路，主要工程量包括316不锈钢管（Φ6*1.2mm）380m，316不锈钢管（Φ8*1.6mm）578m，各类焊接VCR接头400多个，焊接阀门375个。工艺要求不允许在焊缝处有滞缓、堆积发生，焊缝余高控制在0mm～0.3mm，洁净度要求极高。为保证施工质量，确保施工进度，节约施工成本，施工单位采用无丝自熔焊焊接技术，Tube无损检测合格率100%，气密性试验一次合格。

3.针对本工艺中硅烷气，设计压力4.0MPa，是一种易燃、易爆介质，对泄漏率要求极高，一旦泄露在常温下便会着火，泄漏后局部聚集时会发生爆炸。采用常规的氮气或者压缩空气检漏不能满足工况要求，尤其是在带料试车时，容易发生安全事故。为确保硅烷气管道系统安全平稳运行，防止安全事故发生，施工单位采用氦气对硅烷气管线进行检测，系统试车一次成功。

4.本工程工艺管道温度控制非常重要，故采用泡沫玻璃对冷却系统进行保冷，适用温度范围：-180℃～400℃。泡沫玻璃具有重量轻、导热系数小、吸水率低、不燃烧、不霉变、强度高、耐腐蚀、无毒、物理化学性能稳定等优点，其使用寿命等同于建筑物使用寿命，是一个既安全又经久耐用的节能环保材料，被誉为节能工程的“黑珍珠”。

5.管道上的法兰、阀门、人孔、手孔和附件等由于经常拆卸和检修部位需要保冷，故应为内保冷层固定（并安装防潮层）和外保护层可拆卸式的保冷结构，为日后检修维护拆装提供方便。

6.本工程施工工艺要求，所有的物料不能接触水分和油渍，但是工艺管道在投产前进行的管道试压时大部分采用的是水试压，并且很难将管道内的积水全部清理干净，管道中残留水分会和多晶硅生产过程中的物料如HCL、HCLO等物质发生化学反应，不仅会腐蚀管道内壁和附属设备，影响生产物料质量，而且在一定温度、压力作用下，还会形成水合物或者油脂的皂化反应，出现堵塞或损坏阀门附件事故，给管道运营带来极大的安全隐患，严重影响工艺管道的安全平稳运行。工艺管道干燥的主要目的是将清管扫线后残存的液态和气态水清除，并且不能将油渍带入工艺系统。工艺管道干燥合格的标准是水露点小于-20℃。因此，施工单位最终决定采用无油压缩机进行管道干燥，系统投料试车一次合格。

7.本工程焊接量达到6万吋口，为加大管道预制深度、确保施工工期，提高工程质量，采用了1+2移动式管道工作站集成化预制施工技术。1+2移动式管道工作站结合BIM技术的应用，将工艺管道施工的预制深度从20%～30%提升到50%～60%，减少了现场工作量，焊缝合格率大幅提升，外观成型好，缩短安装工期，本项目工艺管道现场集成化预制施工技术达到国内先进水平，焊缝探伤一次合格率达100%。

8.精馏工程为爆炸危险性环境，电气工程施工质量，关乎厂区生产和作业人员安全。电气、仪表配管采用Y型隔爆密封盒进行防爆区域隔爆密封。Y型隔爆密封盒密封填料施工要求：完成后向电缆施加电缆外径（mm）20倍的外力（N），持续6小时，电缆位移量不超过6mm。项目部采用可视化视频文件对操作人员进行交底，直观有效，保证操作一次到位；专用的密封堵料灌具从水平和垂直两个方向进行灌入，保证堵料填充密实。

9.本工程精馏工程全部为钢结构，需要预埋的螺栓数量特别大，由支模班组先支模板，固定好模板后由技术人员用测量仪器在支好的模板上用醒目的颜色笔标出螺栓轴线和螺栓顶标高的位置，并且由作业人员制作单个螺栓定位模具，然后再开始安装螺栓，钢结构及设备安装一次合格。

正是由于施工单位对各种细节考虑周全，在施工过程中一丝不苟，项目取得了今日之成功，获得部优工程的荣誉实至名归。