浅谈加氢站工程多项目管理方法的研究

浅谈加氢站工程多项目管理方法的研究

张宏娥

甘肃公航旅中油能源有限责任公司 730000

摘要：“碳中和”时代发展的大背景下，以氢能为代表的新兴环保产业正在逐渐形成规模，我国也在持续加大对加氢站项目的支持和推动。针对多个区域同时进行建设的需求，探讨一种适合于加氢站建设的多项目多方案的施工管理方式显得十分必要。本文以多项目管理的思想为基础，结合有关在加氢站项目管理中的实践体会，针对我国现有的加氢站项目，指出了现存在的一些重要问题，并从组织资源配置、设计标准化、采购模块化、施工质量控制等几个角度入手推进，以期使项目组能够有效地进行协作管理，对更多的加氢站的施工项目管理，提供一定的借鉴意义。

关键词：加氢站 工程 多项目管理

引言：氢能本身具有清洁、高效、安全和可持续发展的特点，被广泛誉为21世纪最有发展前景的清洁能源。近年来，由于氢能源动力汽车的广泛推广使用，到2020年底，全世界的燃料电池车已经超过了3.4万台，在国内，达到7729台，占五分之一。中国石化致力于建设中国最大的氢能源企业，到“十四五”期间，将规划建设1千座加氢站。各相关分公司、合资公司纷纷增加了对加氢装置的投资，广东和上海等南方区域已经具备了加氢站相当的工程规模，北部地区主要以北京、河北张家口等冬季奥运的核心区域为中心，并逐步进入高速建设的阶段。因此，今后的加氢站将会面对多项目同时立项、项目周期短、技术规范高、政府审批严格等问题。因此，在加氢站建设过程中，协调寻找出适合于加氢站建设的多项目管理模式是十分必要的。

1多项目管理

1.1多项目管理综述

工程项目管理是将知识、技能、工具和技术运用到工程活动中去，使之符合工程需求。

项目管理的八个关键控制要素需要合理利用（进度控制、质量控制、安全控制、费用控制、合同控制、风险控制、材料控制、文档控制），从五个流程群开始（开始，计划，执行，监督，结束）系统地管理工程。在传统的单一工程管理标准中，有清晰的开始和结束设定，在管理进程中，更加注重确定特定的项目规模和直接相关者的需要，在实施中，协调各个流程小组的工作进程，以达到项目的最后目标。在多项目的管理中，各项目并不需要相互依存，也不需要有直接的联系，通过项目的启动、组织、实施、风险评估、验收评估等全流程的管理，实现项目的内部控制；在项目之间进行有效的协作，以达到最大限度地提高企业的效益。该模型是一种新工程集合管理模型。多项目管理需要面对企业内部、外部环境条件的剧烈变动，从而产生超过单个项目价值的总和。

1.2多项目管理的特征

（1）多样性与不确定性

多项目管理由于属地政策、技术资源和投资规模的差异，确定了项目的管理模式，从项目的范围划分、进度控制、成本控制等方面进行“具体的项目分析”，而不仅仅局限于单一工程管理上。面对内外环境叠加、交叉情况多的多项管理，在资源分配和风险控制方面复杂程度大，工程项目的管理方式存在着多元的不确定因素。

（2）相似性

多项目之间的知识、技术路线和工具一般都是同一类的，同时多项目的共同点在于它们在共同发展策略中会结合在一起，通过组织的方式来实现效益的最大化。

（3）协同性

多项目管控下的项目间联系是相互依赖和相互影响的，在项目进度、资源配置、沟通协调等方面都存在着“冲突”。由于多项目工程的相互冲突，使得多项目工程的实施更加困难，其应用的原理和手段必须具有高度的协作能力，不仅要能达到工程的进度指标，还要能从质量和安全两个方面进行控制，以达到工程项目的最终目的。

2加氢站建设及其特点

2.1加氢站建设概况

在新能源行业中，氢燃料电池汽车逐渐占据了主导地位，加氢站是我国向其供应氢气的重要基础设备，已经在国内大规模的兴建和普及。我国目前的加氢厂建设，以成套设备的设计和供货为主，辅助功能模块和公共设施的设计。当前，中国石化和中国石油都在增加投资，严格遵守我国先后出台的加氢站、加气站等相关技术规范，通过对加氢站的改造，实现了我国加氢站建设技术的不断成熟发展；其站点的布局与设计日趋合理，日益系统化。

2.2项目特点

（1）建设周期短

“加氢站”是我国推进“绿色”能源运输的重要支撑项目，对整个社会有很强的积极作用。为了响应国家政府的要求，目前我国的加氢站工程建设理念以“短，平，快”为主，而设计、采购、施工过程相互重叠，相互影响，所以整个工程的环节都安排得非常紧凑，整体统筹部署和精确管控有所差异。以新建一座35 MPa、70MPa的全系列加氢站为实例，争取把施工周期限制在四个多月内，业主希望能够在时间成本最佳、投入指数稳定的情况下，使管理效益最大化。

（2）建设内容相似性高

整个加氢站的复用率高，设备配置、控制一体化、配套土建工程量等方面具有很高的一致性。在站房、罩棚等的规划上，中石化加氢站采用了业内规范和图形规范，使其在设计思想上达到了一致。随着我国加氢站建设项目的设计和技术规范不断的颁布，整个加氢站的总体规划也日趋系统化和规范化。

（3）建站所在地的行政审查要求高

加氢站因其地理区位的特殊，对地方公用基础设施的依赖程度高，与地方行政管理机关有着紧密的关系，加之其工艺介质的特殊性，加注压力水平高，因此在本地引起了很大的重视。各地的审批机关对项目的质量和安全进行了全面的控制，从规划用地到施工方案的审核，到最后的安全检查和消防验收，都更加细化、严格。

3目前加氢站项目管理存在的问题

由于各地区的政策和对氢资源的需求不尽相同，因此各个区域在氢能方面的发展水平也是不尽相同。在推行之初，由于没有统一的产业标准和规范，所以对加氢站工程建设的管理只能“摸石头过河”，采用以往的成功经验来推动，而大多数地方的建设和管理程度还处在初级阶段。

3.1建站前期整合管理的界限划分不清晰

由于加氢站属于新能源行业，在起步期，各个管理者对其所需要的一体化整合流程还尚不熟悉，急需学习和掌握。具体内容有：确定施工区域的分区；了解工程建设的相关资料，合理安排工程的时间安排，资源的分配。项目的一体化经营边界不明确，不仅会对项目合同的签订、项目进度的统筹安排、项目投资的整体预测产生不利的后果，而且还会对项目的管理产生负效益。

3.2设计资源配置不合理

确保加氢站工程设计、施工的安全与高品质，对我国的加氢站的发展具有重要的意义和深远的影响；包括技术路线、涉及各方资源的最优分配。在加氢站建设中，一般都需要缩短其建设周期，尤其是在多个工程中，多专业的人才要同时承担多项目的任务，造成设计人员高度重叠，项目任务应接不暇，盲目地在短时间内实现计划的目标，造成设计漏项、变更增加等问题，使工地上的返工现象增多，从而造成项目的质量下降和工期延迟。

3.3采购管理不统一

目前，我国具备一定技术应用加氢装置技术的供应商数量很少，属于“只占一半”的状况。投标人对投标文件的解读和响应不够充分，在工程项目建设中，其供货方式和现场的合作施工更偏向于以前的工程，没有明确的、行之有效的规范和制约。除成套的专用装备以外，大量的物料都是从供应商那里采购的，这种分散式的独家采购方式没有一个完整的系统制度，在某种意义上会给项目成本和风险控制带来不确定的影响。

4我国加氢技术路线

根据以上的理论和国内的实际情况，国内的加氢站在核心技术、设备等领域还与国外存在着很大的距离，在国内，应该采用高压储氢和液态加氢相结合的工艺，主要提高加氢站的主要原料和部件的技术水平，开发高性能，长寿命，低成本的氢气压缩机，液氢泵，形成一个具有系统性和自主化的完整的生产体系，满足了燃料电池车辆对氢气的需要。

4.1低预冷能耗、高可靠性、满足国际加注协议70 MPa加氢机

在加氢工艺上，对于 III类汽车，需要发展新的加氢化控制算法、高精确性的加氢法、低费用的调压技术、高可靠性的氢气通信技术等。对于 IV型罐车，需要研制具有反应速度快、能耗小的氢气预冷却技术、智能加氢系统的智能动态调整技术和高可靠性的氢调压控技术。并在提高加氢站的运行可靠性的基础上，研制加氢机-氢能汽车的无线通信技术。在支持系统上，需要研制出一套快速的加氢发动机使用周期检测技术，并对其进行可靠性评估，研制和实施试验验证。

4.2高氢气利用率、低功耗的加氢站工艺控制系统

在加氢站的控制技术上，通过对加氢站工艺参数的分析，对加氢站的加氢性能及设备可靠性进行了深入的分析，开发了高性能、高可靠加氢站过程的实时动态过程优化控制技术。在加氢站新技术上，对加氢站的供氢、储氢、压缩和加注单元的优化控制技术进行了深入的探讨，并对加氢站的加氢效率和能耗进行了改善。

4.3低能耗高可靠性液氢泵

开展液态氢泵的工作原理分析；通过对现有有限单元法与常规的设计与计算相结合的方式，建立了液体氢泵的设计与理论模式；主要零部件的应力应变规律是由主要力学规律决定的；研究了不同结构、不同流量、不同扬程条件下的氢泵可靠度对其性能的影响。开发可调整的分级汽化器，以适应各种流速要求。设计了一个用于检测液体氢的流动、压力等的低温试验装置。

5加氢站多项目管理方法的研究

5.1整合管理团队完善多项目管理程序

优化集成工程项目经理队伍优势在加氢站项目中的不同工艺群中进行数据的分享是重要的，这就涉及整个项目前期咨询、规划、估算、技术经济分析、技术方案比选评审、工程设计、竣工验收经营链。这样才能对项目的早期工作范围进行识别，对干系人的期望进行干预，并对项目的外部资料进行搜集。通过对已有的工作信息，对多个工程中存在的隐患进行了有效的控制，降低了工程实施过程中存在的问题和冲突，为以后的工作打好基础。通过建立统一的工程管理流程和方法，对工程项目进行科学的划分和定量，使各个工程的资金得到有效的调配。在项目实施过程中，对多个工程的实施进行合理的排序；统一管理各个工程，以最大限度地防止同一种工作重叠；当设计区域或要求发生变化或偏离时，能及时进行修正，以确保工程进度的顺利完成。

5.2持续推进专业设计标准化管理

目前我国的加氢站项目大多采用“短、平、快”的施工方式，而设计则是项目施工的重要环节。一种高效、一体的设计思想，既能加快设计进度，又能提高设计质量，并且合理、高效地管理整个项目的造价，避免因未知原因造成的“成本支出”。同时，该标准的开发思想也为技术过程和控制体系的不断深入发展奠定了良好的基础。

（1）组建加氢站设计团队

建议各专业部门、部室抽调具有加氢站工程设计经验的专家，具有处理多项目工程建设设计的能力。此外，涉及建筑、结构、管道等领域的设计者，必须具有相应的设计资格，才能更好地适应项目的各种工作流程。配备专业的加氢站设计队伍，可以在多项目的管理中，实现各专业的有效协作，有效地进行各种条件的传递和交流。在面对多任务设计的情况下，专业设计人员可以根据自己的专业工作优先对应选择，并参考前期工程经验，进行合理最优设计。同一设计小组能够有效地适应所处的工作环境，并与项目管理小组合作，以实现计划的进度控制和业主的期望。

（2）统一设计标准规范原则

随着我国加氢站工程建设的不断完善，加氢站行业和企业标准陆续出台，引起了社会的广泛重视。在新的标准下，项目的编制设计基础都要经过一个“磨合”的阶段。为了使标准和工程的实际运用达到完美的结合，工程管理人员应当组织企业技术规格组，对现行的标准进行整合和明晰，并将一些与工程实际相抵触的技术规范问题进行审查，并制定统一指导意见。针对加氢站的施工特性，在实施中对各个项目的质量、安全和沟通控制管理体系进行协调，并对各种文件的管理和制定提出了规范的管理要求，制定了各个项目模块化的规范流程，使得管理各部门的工作有据可循，从而科学化推进设计工作有序进行。专业设计规范中，除了应符合国外规范之外，还应根据现有的加氢站项目的设计实践，整理总结出一系列专业的内部规范，以反映各个专业在加氢站的实践中所吸取的经验和最佳的设计思想，为今后的系统内加氢站工程设计提供经验和指导。

（3）工艺流程及设备选型的标准化设计

当前，我国的氢气加注站以高压气态氢为主，生产技术相对比较完善。将氢能燃料供应给35、70 MPa的电池厂，通过卸气、压缩、储氢、充氢四个步骤来实现。根据不同的装料结构需求，可以通过针对设计来实现相对应的组合工序，目前已经形成了一个规范化的工艺设计过程。在设备选择方面，加氢站可以大体分成成套设备类、罐类设备、瓶类设备和长管道挂车。每一台的装备种类组成大体相同，长度的挂车通常是标准的。由于充填的压力级别不同，氢容器按45 MPa和90 MPa的压力级别相对应；其它动力装置（包括压缩机、加氢机和辅助设施）的结构也各不相同。在设备选择方面，通过对不同供应商所供应的各种装置的性能进行了分析和比较，确定了各种装置的外径（可供设计参照）。对后续管道和土建工程量进行了统一的定量评价，实现了设备的规范化选择。设计流程和设备选择的规范化，从根本上解决了设计规范问题导致的返工问题，为按时完成项目的工期提供了充足的资金支持。

（4）站内设备平面布局标准化设计

由于各个站点所处的地理环境和建筑结构的不同，其总体布置没有任何规则。为此，从站房设备、站房和罩棚的平面布置入手，对设备布置进行模块化的划分。根据生产工艺的特性，站内加氢设备区大致可划分成压缩机区、加氢机区、罐区、拖车区和放散区、附属机区和地面管道、车站（包括罩棚）。从相关模式中了解，尽管两个加氢站点的位置都是不规则的，但是它们的设施布置却是比较一致的。站内设备间的间隔都按照加氢装置的设计规范中的参照基准进行了比较；它的布局也为标准的设计提供了一个实用的证明。

（5）安全设施设计标准化

尽管有所执行标准规范，但仍然对加氢站项目的所有审查还是存在很大的争论；而在加氢站项目中，加强安全设备的规范化设计发挥着很大的作用。将设计准则与规范相结合，以排除不同意见和疑问，达到一致的设计认可。比如在确定罩结构形式、合理配置氢气探测器、火灾警报器等，对该相关设施进行标准化设计，并对该工程进行了企业审查评估和讨论，制定标准的安全设施方案。防止各地审查意见不一致，造成过度的方案设计，降低工程后期工程的安全性。

结语：加氢站多项目管理是将各个项目进行统一的协调，并根据各个项目的需要和目的，使资源配置最大化，互通有无，资源分享。采用规范化的管理方式，使设计理念得到了最优配置，设备订货质量得到了保障，项目施工得以顺利进行。同时，通过实施规范化的项目建设，可以缩短项目建设周期，降低项目建设的风险和成本控制，达到企业的战略性规划。这对于实施集约式、规范化的加氢项目施工管理模式有一定的指导作用。

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