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摘要：文章主要是分析了工业项目模块化的优势，在此基础上讲解了模块的分类情况，最后探讨了模块钢结构的体系设计，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：石油化工装置;模块化;钢结构体系
1、前言
当前我国的石油化工项目模块化设计已被广泛应用在海洋和陆地能源行业当中，石油化工装置模块化能够有效降低施工工程成本，且保障到工程的整体质量，同时它也有着十分不错的应用前景，为此文章主要是对石油化工装置模块化钢结构体系展开了研究和探讨。
2、工业项目模块化的优势
工业项目模块化可以降低工程成本。模块化解决方案大大提高了石油化工的机械化、自动化加工组装的比例，有效降低了人工成本，在一定程度上也降低了工程的成本。模块化解决方案大大缩短了施工周期。模块化建造的主要好处是节省时间，加快投资回报。由于模块化建筑允许工业化装配与现场准备同时进行，因此可以大大缩短建筑结构的总时间。通常在场地准备好的时候（地基平整、管道铺设、混凝土浇筑等），工厂建造的模块就可以放置了。例如，一个模块化建造的酒店可以比传统建造的酒店提前30%-50%的时间开业，并开始创收。其他好处包括提高工人的安全性（工人都安全、可控的环境中工作，而不是在不稳定的高空或不太可控的环境中工作），提高生产率，增加进度的确定性（通过模块化施工，延迟变更和天气延误的机会被大大减少），以及提高成本的可预测性。
3、模块的分类情况
一般来说，模块一般分为工艺单元模块、管廊模块、制造厂模块和现场机柜间、变电所、配电所等模块间。工艺单元模块通常以多个工艺设备为中心，在有限的空间内与所有设备、操作平台和管道高度集成。
4、模块钢结构的设计研究
4.1、布置设备及划分模块
在确定了具体的工艺方案后，就需要对其设备进行布置。对拟建的模块化项目，应在设备布置前考虑模块的划分。与传统的布置方式相比，模块化工程中的设备和结构更加紧凑，管道通道的宽度更窄，泵及相关设备均布置在一个模块内。发生这些变化的原因是模块化布置不仅需要满足相关工艺流程的要求，还需要考虑到运输尺寸和安装顺序的限制。因此，确定一个合理的模块划分方案需要多个专业人员的配合。
4.2、建模及计算模块钢结构
当结构由多个模块组成时，结构计算首先需要对正常工况下的结构进行计算。其次，对单个模块的起升进行了分析计算。最后，分析了在传输条件下模块的栈结构。结构在正常工况下的整体计算与传统计算方法一致，没有考虑后续吊装运输条件下增加的临时支撑功能。一般情况下，采用通用结构设计软件进行计算。单模块提升分析计算主要采用不同类型模块在提升条件下的仿真计算。分析和吊装不仅需要检查模块在吊装过程中的强度和变形是否满足相关要求。需要准确的分析和计算，以确保模块在提升过程中不会倾斜。在仿真计算之前，根据模塊的结构形式确定合理的吊装方案和吊装点个数。吊耳的选择和吊点的设置应满足以下条件，保证钢架吊装过程的顺利实施;其次，将关键点设置在钢框架的理想应力点，使钢框架局部应力通过梁分散，整体的应力都应当均匀。为了节省甲板面积和船体空间，模块通常堆放在两层或两层以上以降低运输成本。在海上运输条件下检查堆放的模块时，除考虑结构、管道和设备的自重外，还应考虑风浪引起的船舶摇摆以及三个方向上相应的加速度。当满足刚度和变形要求时，还应设置海上运输的临时支撑点。结构的整体计算与传统的非模块化结构计算方法一致，没有考虑后续吊装或荷载条件下增加临时支撑的作用。
4.3、设计节点
保证了节点设计的安全性和合理性，保证了结构模块化的有效实施。同时，这一环节也是模块钢结构设计的难点内容。节点类型选择的合理性直接影响模块的划分和运输安装的效率，进而影响工程造价。一般来说，模块化钢结构设计的重要节点包括临时支撑节点、柱基础节点和凸耳节点。临时支撑节点主要是指运输过程中满足模块强度、刚度和稳定性要求的支撑集。一般情况下，模块到达施工现场安装完成后，拆除临时支架。临时支撑节点的选择应选择便于拆卸的连接节点。临时支撑节点的设计不仅要考虑结构自重和设备、管道产生的节点，还要考虑运输条件下的动荷载，因为土木工程过程中的误差一般大于钢结构加工制造的误差，而锚杆在基础施工中往往由于混凝土浇筑等原因而偏离正确位置，导致上部钢结构有效连接失效。在模块化结构中，底层模块通常需要多个立柱底座。在实际吊装过程中，多根立柱底板的螺栓孔很难与地脚螺栓完全对准。模块化结构柱基节点应力应尽量简单，地脚螺栓直径应尽量大，从而减少地脚螺栓的数量，进一步降低安装难度。设计时应以吊装点计算模型作为吊装点的位置，并根据相应的受力情况，并根据管道、设备布置及模块功能要求，选择合适的节点，一般采用焊接接头和带凸耳的可拆卸螺栓接头。模块之间的连接节点一般分为水平连接节点和垂直连接节点。水平接头不仅可以使用传统的拼接接头，还可以使用端板接头。竖向连接节点需要采用端板与传统的拼接组合的方法来连接节点，保证上下柱之间的连接强度相等，进一步提高起重机的工作效率。
5、结束语
由上可知，模块化钢结构是工业装置中重要的载体和组成部分，为此有关人员应当要对模块进行合适的划分以及布置，同时应当要选择较为合适的节点作为模块设计中的基础内容，且有关企业应当要充分确保到过程的科学合理性。
参考文献
[1]章鹏. 海上风电钢结构涂层防护体系的工程实践和修复产品的研究[J]. 水电水利， 2021， 4（12）：39-40.
[2]张传明. 石油化工装置大型钢结构模块化吊装技术[J]. 工程机械与维修， 2020， No.295（S1）：143-151.
[3]周炜. DMTO装置模块化建造介绍及实例分析[J]. 石油化工设备技术， 2020（5）.
[4]黄益平， 王佳兵， 潘春宇，等. 一种石化装置模块化设计方法：， CN111597623A[P]. 2020.
[5]王文静， 李志武， 于春义，等. 模块化钢结构建筑结构体系研究进展[J]. 施工技术， 2020（11）：24-30.
[6]文亚智. 绿色装配式钢结构建筑体系研究应用[J]. 甘肃科技纵横， 2020（8）.
关键字：石油化工装置;模块化;钢结构体系
1、前言
当前我国的石油化工项目模块化设计已被广泛应用在海洋和陆地能源行业当中，石油化工装置模块化能够有效降低施工工程成本，且保障到工程的整体质量，同时它也有着十分不错的应用前景，为此文章主要是对石油化工装置模块化钢结构体系展开了研究和探讨。
2、工业项目模块化的优势
工业项目模块化可以降低工程成本。模块化解决方案大大提高了石油化工的机械化、自动化加工组装的比例，有效降低了人工成本，在一定程度上也降低了工程的成本。模块化解决方案大大缩短了施工周期。模块化建造的主要好处是节省时间，加快投资回报。由于模块化建筑允许工业化装配与现场准备同时进行，因此可以大大缩短建筑结构的总时间。通常在场地准备好的时候（地基平整、管道铺设、混凝土浇筑等），工厂建造的模块就可以放置了。例如，一个模块化建造的酒店可以比传统建造的酒店提前30%-50%的时间开业，并开始创收。其他好处包括提高工人的安全性（工人都安全、可控的环境中工作，而不是在不稳定的高空或不太可控的环境中工作），提高生产率，增加进度的确定性（通过模块化施工，延迟变更和天气延误的机会被大大减少），以及提高成本的可预测性。
3、模块的分类情况
一般来说，模块一般分为工艺单元模块、管廊模块、制造厂模块和现场机柜间、变电所、配电所等模块间。工艺单元模块通常以多个工艺设备为中心，在有限的空间内与所有设备、操作平台和管道高度集成。
4、模块钢结构的设计研究
4.1、布置设备及划分模块
在确定了具体的工艺方案后，就需要对其设备进行布置。对拟建的模块化项目，应在设备布置前考虑模块的划分。与传统的布置方式相比，模块化工程中的设备和结构更加紧凑，管道通道的宽度更窄，泵及相关设备均布置在一个模块内。发生这些变化的原因是模块化布置不仅需要满足相关工艺流程的要求，还需要考虑到运输尺寸和安装顺序的限制。因此，确定一个合理的模块划分方案需要多个专业人员的配合。
4.2、建模及计算模块钢结构
当结构由多个模块组成时，结构计算首先需要对正常工况下的结构进行计算。其次，对单个模块的起升进行了分析计算。最后，分析了在传输条件下模块的栈结构。结构在正常工况下的整体计算与传统计算方法一致，没有考虑后续吊装运输条件下增加的临时支撑功能。一般情况下，采用通用结构设计软件进行计算。单模块提升分析计算主要采用不同类型模块在提升条件下的仿真计算。分析和吊装不仅需要检查模块在吊装过程中的强度和变形是否满足相关要求。需要准确的分析和计算，以确保模块在提升过程中不会倾斜。在仿真计算之前，根据模塊的结构形式确定合理的吊装方案和吊装点个数。吊耳的选择和吊点的设置应满足以下条件，保证钢架吊装过程的顺利实施;其次，将关键点设置在钢框架的理想应力点，使钢框架局部应力通过梁分散，整体的应力都应当均匀。为了节省甲板面积和船体空间，模块通常堆放在两层或两层以上以降低运输成本。在海上运输条件下检查堆放的模块时，除考虑结构、管道和设备的自重外，还应考虑风浪引起的船舶摇摆以及三个方向上相应的加速度。当满足刚度和变形要求时，还应设置海上运输的临时支撑点。结构的整体计算与传统的非模块化结构计算方法一致，没有考虑后续吊装或荷载条件下增加临时支撑的作用。
4.3、设计节点
保证了节点设计的安全性和合理性，保证了结构模块化的有效实施。同时，这一环节也是模块钢结构设计的难点内容。节点类型选择的合理性直接影响模块的划分和运输安装的效率，进而影响工程造价。一般来说，模块化钢结构设计的重要节点包括临时支撑节点、柱基础节点和凸耳节点。临时支撑节点主要是指运输过程中满足模块强度、刚度和稳定性要求的支撑集。一般情况下，模块到达施工现场安装完成后，拆除临时支架。临时支撑节点的选择应选择便于拆卸的连接节点。临时支撑节点的设计不仅要考虑结构自重和设备、管道产生的节点，还要考虑运输条件下的动荷载，因为土木工程过程中的误差一般大于钢结构加工制造的误差，而锚杆在基础施工中往往由于混凝土浇筑等原因而偏离正确位置，导致上部钢结构有效连接失效。在模块化结构中，底层模块通常需要多个立柱底座。在实际吊装过程中，多根立柱底板的螺栓孔很难与地脚螺栓完全对准。模块化结构柱基节点应力应尽量简单，地脚螺栓直径应尽量大，从而减少地脚螺栓的数量，进一步降低安装难度。设计时应以吊装点计算模型作为吊装点的位置，并根据相应的受力情况，并根据管道、设备布置及模块功能要求，选择合适的节点，一般采用焊接接头和带凸耳的可拆卸螺栓接头。模块之间的连接节点一般分为水平连接节点和垂直连接节点。水平接头不仅可以使用传统的拼接接头，还可以使用端板接头。竖向连接节点需要采用端板与传统的拼接组合的方法来连接节点，保证上下柱之间的连接强度相等，进一步提高起重机的工作效率。
5、结束语
由上可知，模块化钢结构是工业装置中重要的载体和组成部分，为此有关人员应当要对模块进行合适的划分以及布置，同时应当要选择较为合适的节点作为模块设计中的基础内容，且有关企业应当要充分确保到过程的科学合理性。
参考文献
[1]章鹏. 海上风电钢结构涂层防护体系的工程实践和修复产品的研究[J]. 水电水利， 2021， 4（12）：39-40.
[2]张传明. 石油化工装置大型钢结构模块化吊装技术[J]. 工程机械与维修， 2020， No.295（S1）：143-151.
[3]周炜. DMTO装置模块化建造介绍及实例分析[J]. 石油化工设备技术， 2020（5）.
[4]黄益平， 王佳兵， 潘春宇，等. 一种石化装置模块化设计方法：， CN111597623A[P]. 2020.
[5]王文静， 李志武， 于春义，等. 模块化钢结构建筑结构体系研究进展[J]. 施工技术， 2020（11）：24-30.
[6]文亚智. 绿色装配式钢结构建筑体系研究应用[J]. 甘肃科技纵横， 2020（8）.