不銹(xiu)鋼裝置設備布置及配管設計的實質是對不銹鋼廊、塔、立式容器、反應器、不銹鋼換熱器、再沸器、空冷器、加熱爐、臥式容器、儲罐(組)、泵、壓縮機、建筑物、構筑物、平臺、梯子、道路等的布置及其配管設計。


一(yi)、安全性


 ①. 工程(cheng)建設時可以(yi)安全和(he)方便地施(shi)工。


 ②. 運行時運轉平穩,沒有(you)或者少有(you)跑、冒(mao)、滴、漏現(xian)象(xiang),不至于(yu)造成裝置短生(sheng)產(chan)周期的(de)停車或頻繁停車;操作和維(wei)護(hu)風險(xian)小(xiao),安(an)全系數大,不至于(yu)因失效而產(chan)生(sheng)重大事故(gu)。


    設計時,對可能發生的安全問題做出正確評價,在裝置設備布置及其配管設計時給予充分考慮,降低事故發生的概率。安全問題涉及人的生命,是最重要的因素,應該把安全問題放在設計的首要位置。設計部門的設計裝備、設計環境、設計管理水平、設計質量控制水平、設計手段以及設計人員的責任心、技術水平、設計經驗等無不對不銹鋼工業管道的安全性產生影響。一個良好的設計單位,應是在上述各個方面做得都是比較好的。影響管道設計安全性的因素是多環節、多方位的,每個環節出現問題都將危及其安全性,因此,保證工藝裝置布置及配管設計的安全性要全方位進行。


工程應用:設(she)備布置設(she)計錯誤引(yin)起的不(bu)安全施工


   某石化裝置設備(bei)布(bu)置設計(ji)(ji)時,由于(yu)設計(ji)(ji)考(kao)慮不(bu)周(zhou),某立(li)式設備(bei)的(de)吊(diao)裝通道被阻擋,造(zao)成一立(li)式設備(bei)無法用(yong)吊(diao)車(che)吊(diao)裝,后來只能用(yong)直(zhi)升機吊(diao)裝,造(zao)成施工建設時的(de)不(bu)安全,這(zhe)種吊(diao)裝也是非常不(bu)經濟(ji)的(de)。


工程應用(yong):放空(kong)排凈的不(bu)合(he)理位置


   某煉(lian)油(you)裝置項目,在管廊上放空(kong)排(pai)凈(jing)(jing)設計時(shi),沒有集中(zhong)布置,并把放空(kong)排(pai)凈(jing)(jing)布置在了不(bu)銹鋼(gang)管廊的里(li)面(mian),由于管廊層高較低,施工(gong)人(ren)員進行放空(kong)排(pai)凈(jing)(jing)時(shi)既(ji)不(bu)安全又不(bu)方便。


工程應用(yong):配(pei)管(guan)設計柔性不合格引起的泄漏(lou)


  某裝(zhuang)置因不(bu)銹鋼(gang)配管(guan)(guan)設計(ji)柔性不(bu)合格(ge)引起的(de)流體(ti)介質泄漏的(de)事故。如圖1.4(a)所(suo)(suo)示,長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)時,造成設備與管(guan)(guan)子(zi)接(jie)口(kou)位(wei)置泄漏。修(xiu)改(gai)為圖1.4(b)所(suo)(suo)示的(de)方案,增加了自(zi)然補償(chang)彎(wan),可以正常運(yun)行(xing)了。


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工(gong)程應用:流體分配不(bu)均的不(bu)合理設(she)計


   圖1.5(a)所示(shi)為流體(ti)(ti)分配(pei)不均引起的配(pei)管(guan)設計錯誤,流體(ti)(ti)流量一般是滿(man)足泵A、泵B需要(yao)的,當液位低或系統壓力(li)(li)高的時候,只有阻(zu)力(li)(li)小(xiao)的那一邊可(ke)以起作(zuo)用(yong),另一臺泵阻(zu)力(li)(li)大,等于半(ban)廢狀態。修改(gai)為圖1.5(b)所示(shi)配(pei)管(guan)時,可(ke)避免流體(ti)(ti)分配(pei)不均的問題,如(ru)果(guo)管(guan)道比較長,還需要(yao)考慮管(guan)道熱脹冷(leng)縮(suo)時的柔性設計。


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二(er)、滿(man)足(zu)工藝(yi)


 ①. 滿足工藝要求是工藝裝置布置及(ji)不銹鋼(gang)配管設計的(de)最基本(ben)要求。


 ②. 工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)開發(fa)來源于(yu)工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)技術革新(xin)或研究(jiu)單位(wei)的(de)(de)(de)(de)新(xin)技術開發(fa)。現代(dai)工(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)大都由工(gong)藝(yi)(yi)(yi)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)專利擁(yong)有(you)者提(ti)供工(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),包(bao)括工(gong)藝(yi)(yi)(yi)設計(ji)的(de)(de)(de)(de)物料平(ping)(ping)衡、熱(re)平(ping)(ping)衡、主要工(gong)藝(yi)(yi)(yi)設備(bei)的(de)(de)(de)(de)計(ji)算和工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)圖(tu),而工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)擁(yong)有(you)者常是科研單位(wei)和這一產(chan)品的(de)(de)(de)(de)已(yi)有(you)生(sheng)產(chan)廠(chang),或者兩者的(de)(de)(de)(de)結合(he)。近年來的(de)(de)(de)(de)大型工(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)已(yi)開始向這方向發(fa)展,購買工(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),然(ran)后根(gen)據(ju)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao)進行工(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji),這對保證工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)先進性(xing)和可靠性(xing)有(you)極大意義。


 ③. 用于工(gong)藝(yi)流(liu)程的(de)設(she)計圖(tu)紙有三(san)種:方(fang)框(kuang)圖(tu)BFD,主要(yao)是(shi)(shi)對(dui)(dui)整個(ge)流(liu)程有個(ge)大致的(de)了解(jie);工(gong)藝(yi)流(liu)程圖(tu)PFD,主要(yao)是(shi)(shi)針(zhen)對(dui)(dui)各個(ge)工(gong)藝(yi)的(de)主要(yao)設(she)備(bei)和管道畫出的(de)圖(tu),是(shi)(shi)對(dui)(dui)BFD的(de)進(jin)一(yi)步細化;管道及儀表流(liu)程圖(tu)PID,是(shi)(shi)針(zhen)對(dui)(dui)某一(yi)設(she)備(bei)或者(zhe)主要(yao)管道,加(jia)上(shang)儀表和控制系統畫出的(de)圖(tu),是(shi)(shi)對(dui)(dui)PFD的(de)進(jin)一(yi)步細化。


   工(gong)(gong)藝(yi)(yi)裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)及(ji)配管(guan)設計(ji)需要參考(kao)的工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)圖,一(yi)般指工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)圖PFD和管(guan)道(dao)及(ji)儀表流程(cheng)(cheng)圖PID。



三、經(jing)濟(ji)性


  經濟性是指(zhi)一(yi)次投(tou)資(zi)費(fei)用和操(cao)作維護費(fei)用的綜合(he)指(zhi)數低(di)。一(yi)般情況(kuang)下,如果一(yi)次投(tou)資(zi)較高,其可(ke)靠性好(hao),操(cao)作、維護費(fei)用低(di)。借助計(ji)算機分析可(ke)以取最優化的組(zu)合(he)。在設計(ji)中(zhong),要力(li)爭做到管系中(zhong)各(ge)元件具(ju)有相同的強(qiang)度(du)和壽命。


  減少(shao)裝置(zhi)的(de)占(zhan)地面(mian)積也是降低基建投資的(de)一個有效手段(duan),而減少(shao)占(zhan)地面(mian)積又往(wang)往(wang)與操作、維護(hu)、消防以及其(qi)他技術需(xu)求一定的(de)空間相(xiang)矛(mao)盾,良好的(de)設(she)計應是二者的(de)優(you)化組合。



四(si)、人性化(hua)


  人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化設計(ji)是在滿足配(pei)管(guan)(guan)設計(ji)基本技術要(yao)(yao)求的(de)基礎上,使(shi)(shi)設計(ji)與人(ren)(ren)(ren)(ren)體相適(shi)(shi)應,減少人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)不適(shi)(shi)應性(xing)和(he)負擔(dan),使(shi)(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)與工廠配(pei)管(guan)(guan)系統(tong)結合(he)更加優化,使(shi)(shi)配(pei)管(guan)(guan)更加適(shi)(shi)合(he)施工人(ren)(ren)(ren)(ren)員、運行人(ren)(ren)(ren)(ren)員及檢修人(ren)(ren)(ren)(ren)員的(de)要(yao)(yao)求。人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化設計(ji)重視作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)員的(de)生理、心理特性(xing),為作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)員構建安全、舒適(shi)(shi)和(he)高效(xiao)的(de)操(cao)(cao)作(zuo)環境,使(shi)(shi)作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)員的(de)操(cao)(cao)作(zuo)簡便省力、迅(xun)速準確(que)、安全舒適(shi)(shi),充分發揮效(xiao)能,提高整(zheng)個(ge)系統(tong)的(de)效(xiao)益和(he)質量。工藝裝置布置及配(pei)管(guan)(guan)設計(ji)的(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化設計(ji)一般包含(han):作(zuo)業(ye)空(kong)間人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化設計(ji);作(zuo)業(ye)強度人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化設計(ji);作(zuo)業(ye)安全人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化設計(ji)。


工(gong)程(cheng)應用(yong):人性(xing)化(hua)配管(guan)設計的(de)優化(hua)


  良好(hao)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)強度(du)人(ren)性化設(she)計(ji)(ji),可(ke)以(yi)減少(shao)運行(xing)、檢修(xiu)、維護作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)強度(du),提高作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)效率。例如,某(mou)工(gong)程項目(mu)需(xu)要(yao)在常年寒冷地區布置(zhi)儲罐(guan),如果建成后儲罐(guan)頂(ding)(ding)(ding)部(bu)的(de)(de)(de)閥門需(xu)要(yao)經常手動(dong)操(cao)作(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji),作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員需(xu)要(yao)在寒冷的(de)(de)(de)環(huan)境下(xia)反復爬(pa)直梯(ti)(ti)到罐(guan)頂(ding)(ding)(ding)部(bu),去(qu)操(cao)作(zuo)(zuo)罐(guan)頂(ding)(ding)(ding)閥門;而圖1.6(b)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji),作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員通(tong)過斜(xie)(xie)爬(pa)梯(ti)(ti)到罐(guan)頂(ding)(ding)(ding)聯合(he)平臺就(jiu)可(ke)以(yi)一次(ci)性完(wan)成罐(guan)頂(ding)(ding)(ding)部(bu)所有(you)閥門的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo);在寒冷環(huan)境下(xia),斜(xie)(xie)爬(pa)梯(ti)(ti)更舒適和安全(quan),更具有(you)人(ren)性化,而罐(guan)頂(ding)(ding)(ding)聯合(he)平臺也避免了作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員反復爬(pa)梯(ti)(ti)子的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo),因此,圖1.6(b)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)更好(hao)。


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五(wu)、模(mo)塊化(hua)


  進(jin)行標(biao)準化(hua)、系列化(hua)設計可有效地(di)減少設計、生產、安裝投入的(de)人力和(he)(he)物力,同時給維(wei)護(hu)、檢(jian)修、更換帶來(lai)方便。設計、制造(zao)、安裝和(he)(he)生產上越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)采用和(he)(he)等效采用國外(wai)的(de)一些先進(jin)的(de)標(biao)準規范(fan)。


 工(gong)程應用:模塊化(hua)設計


  圖1.7所示為某(mou)裝置的(de)(de)(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)計(ji)分塊(kuai)(kuai)示意圖,這個(ge)裝置有(you)11個(ge)模(mo)塊(kuai)(kuai),整個(ge)項目有(you)5套這樣的(de)(de)(de)裝置,配(pei)管設(she)(she)計(ji)時(shi),僅需完成這一套裝置的(de)(de)(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)計(ji),其他(ta)同(tong)樣的(de)(de)(de)裝置,只需拷貝就可(ke)(ke)以。模(mo)塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)計(ji)時(shi),先將裝置進(jin)行模(mo)塊(kuai)(kuai)化功(gong)能分塊(kuai)(kuai),有(you)一些模(mo)塊(kuai)(kuai)內的(de)(de)(de)配(pei)管設(she)(she)計(ji)完全相同(tong),可(ke)(ke)實(shi)現模(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)批(pi)量(liang)設(she)(she)計(ji)、模(mo)塊(kuai)(kuai)批(pi)量(liang)預(yu)制、采購和施工。便捷模(mo)塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)計(ji)有(you)助(zhu)于加快設(she)(she)計(ji)進(jin)度、提高設(she)(she)計(ji)質量(liang)、提高施工進(jin)度。


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六、美觀


  進入石油化工生產裝置(zhi),給(gei)人最(zui)直觀的(de)(de)感覺就(jiu)是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼管道的(de)(de)布置(zhi)和設(she)備平面布置(zhi),層次(ci)分明、美觀的(de)(de)工業管道布置(zhi)是(shi)反映設(she)計水準高低的(de)(de)一個(ge)很重要的(de)(de)指(zhi)標。


 工程應用:某裝置(zhi)不美(mei)觀的配(pei)管(guan)設(she)計


 某項目施工結(jie)束后,發(fa)現整體配(pei)管設計比(bi)較紊亂,不美(mei)觀,主(zhu)要(yao)表(biao)現在以下幾方面:


   ①. 塔、罐(guan)、容器(qi)等設備布置時,設備沒有(you)中(zhong)心或(huo)者切線對齊;


   ②. 進出(chu)管(guan)廊的(de)管(guan)子沒有成排(pai)對齊布(bu)置;


   ③. 成對(dui)連接設備的配管沒有(you)對(dui)稱或相同走向布(bu)置;


   ④. 成排的泵、壓縮(suo)機、換(huan)熱器、塔等(deng)設(she)備的同樣設(she)計內容,配管布置風格卻(que)不(bu)一致,有很多種配管走向。