不銹(xiu)鋼裝置設備布置及配管設計的實質是對不(bu)銹鋼(gang)廊、塔、立式容器、反應器、不銹(xiu)鋼(gang)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、安全性


 ①. 工程建設時可以安(an)全(quan)和(he)方便(bian)地(di)施工。


 ②. 運行(xing)時運轉(zhuan)平穩,沒有或(huo)者少有跑(pao)、冒、滴、漏(lou)現象,不至于造成裝置(zhi)短(duan)生產周期(qi)的停車(che)或(huo)頻繁停車(che);操作和維護風險(xian)小,安全系數大,不至于因失(shi)效而產生重(zhong)大事故。


    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(xiu)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(yong):設備布置設計錯誤引起的不安全施工


   某石化裝(zhuang)置(zhi)設備布置(zhi)設計時(shi),由于(yu)設計考(kao)慮不(bu)周,某立式(shi)設備的吊(diao)裝(zhuang)通道(dao)被阻(zu)擋(dang),造成一(yi)立式(shi)設備無法用吊(diao)車吊(diao)裝(zhuang),后來只能用直(zhi)升機吊(diao)裝(zhuang),造成施工建設時(shi)的不(bu)安全,這種吊(diao)裝(zhuang)也是非(fei)常不(bu)經濟的。


工(gong)程應用:放空排凈(jing)的不合理位置


   某煉油裝置(zhi)項目,在管(guan)廊上放空(kong)排凈設計時(shi),沒有集中布(bu)置(zhi),并把放空(kong)排凈布(bu)置(zhi)在了不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)廊的里面,由于管(guan)廊層(ceng)高較低,施工人員進行放空(kong)排凈時(shi)既不(bu)(bu)安全又不(bu)(bu)方便。


工程應用:配管設計柔性不合格引起的泄漏


  某裝(zhuang)置因不銹鋼配(pei)管(guan)設計柔性(xing)不合格引起的(de)流體介質泄漏(lou)的(de)事故。如圖(tu)1.4(a)所示(shi),長(chang)期運行(xing)時(shi),造成設備與管(guan)子接口位置泄漏(lou)。修(xiu)改(gai)為(wei)圖(tu)1.4(b)所示(shi)的(de)方(fang)案(an),增加(jia)了(le)自然(ran)補償(chang)彎,可以(yi)正常運行(xing)了(le)。


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工程應用:流(liu)體分配不均的不合理設計


   圖1.5(a)所示為流體(ti)分(fen)配(pei)(pei)不均引起(qi)的配(pei)(pei)管(guan)設計(ji)錯(cuo)誤,流體(ti)流量(liang)一般是滿足泵(beng)A、泵(beng)B需要的,當液位低或系統壓力高的時(shi)候,只有阻(zu)力小的那(nei)一邊可以起(qi)作(zuo)用,另一臺泵(beng)阻(zu)力大(da),等于半廢(fei)狀態。修改為圖1.5(b)所示配(pei)(pei)管(guan)時(shi),可避免流體(ti)分(fen)配(pei)(pei)不均的問題,如果(guo)管(guan)道(dao)比較(jiao)長,還需要考慮管(guan)道(dao)熱脹冷縮時(shi)的柔性設計(ji)。


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二、滿足工(gong)藝


 ①. 滿(man)足工藝(yi)要求是工藝(yi)裝置布置及不銹(xiu)鋼配管設計的最基本要求。


 ②. 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程的(de)(de)(de)(de)(de)開發來(lai)源于工(gong)(gong)廠的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術革新(xin)或研究單(dan)位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)技(ji)術開發。現代工(gong)(gong)程設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程大(da)都由工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)過程的(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利擁有者(zhe)提供工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),包(bao)括工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)物料平(ping)衡、熱(re)平(ping)衡、主要工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)算和工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程圖,而工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程擁有者(zhe)常(chang)是科(ke)研單(dan)位(wei)和這(zhe)一產品的(de)(de)(de)(de)(de)已有生產廠,或者(zhe)兩者(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)合。近(jin)年來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)型工(gong)(gong)程設(she)計(ji)(ji)已開始向(xiang)(xiang)這(zhe)方向(xiang)(xiang)發展,購買(mai)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),然后(hou)根據工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao)進行工(gong)(gong)程設(she)計(ji)(ji),這(zhe)對保證(zheng)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程的(de)(de)(de)(de)(de)先進性和可靠性有極大(da)意義。


 ③. 用于工(gong)藝(yi)流程的(de)(de)設(she)計圖(tu)(tu)紙有三種:方(fang)框圖(tu)(tu)BFD,主(zhu)要是(shi)對(dui)(dui)整個流程有個大致的(de)(de)了解;工(gong)藝(yi)流程圖(tu)(tu)PFD,主(zhu)要是(shi)針(zhen)對(dui)(dui)各個工(gong)藝(yi)的(de)(de)主(zhu)要設(she)備(bei)和(he)管(guan)道畫出的(de)(de)圖(tu)(tu),是(shi)對(dui)(dui)BFD的(de)(de)進一步(bu)細(xi)化(hua);管(guan)道及儀表流程圖(tu)(tu)PID,是(shi)針(zhen)對(dui)(dui)某(mou)一設(she)備(bei)或者主(zhu)要管(guan)道,加上儀表和(he)控制系統畫出的(de)(de)圖(tu)(tu),是(shi)對(dui)(dui)PFD的(de)(de)進一步(bu)細(xi)化(hua)。


   工(gong)藝裝(zhuang)置布置及配管(guan)設計需要參考的工(gong)藝流程圖(tu),一般指工(gong)藝流程圖(tu)PFD和(he)管(guan)道及儀表流程圖(tu)PID。



三、經濟性


  經(jing)濟性是指(zhi)一次(ci)投資(zi)費(fei)用和操作維護費(fei)用的綜合指(zhi)數低。一般情況下,如果(guo)一次(ci)投資(zi)較高,其可靠(kao)性好,操作、維護費(fei)用低。借助計算機分析(xi)可以(yi)取(qu)最優(you)化的組合。在(zai)設(she)計中,要力(li)爭做到管系中各(ge)元件(jian)具有(you)相同的強度和壽(shou)命。


  減(jian)少(shao)裝置的(de)(de)占地(di)面積也是(shi)(shi)降低基建投資的(de)(de)一(yi)個有效手段(duan),而減(jian)少(shao)占地(di)面積又往往與操作、維護、消(xiao)防以及(ji)其(qi)他技術(shu)需(xu)求一(yi)定的(de)(de)空間相矛盾,良好的(de)(de)設計應是(shi)(shi)二(er)者的(de)(de)優(you)化組(zu)合。



四、人性化


  人(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)計是在滿(man)足(zu)配管(guan)設(she)計基本技(ji)術要求(qiu)的(de)基礎(chu)上(shang),使設(she)計與(yu)人(ren)體相適(shi)應,減少(shao)人(ren)的(de)不適(shi)應性(xing)和(he)負擔,使人(ren)與(yu)工(gong)廠配管(guan)系統(tong)(tong)結合(he)(he)更(geng)加優化(hua)(hua),使配管(guan)更(geng)加適(shi)合(he)(he)施(shi)工(gong)人(ren)員(yuan)(yuan)、運(yun)行人(ren)員(yuan)(yuan)及檢修人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)要求(qiu)。人(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)計重視作(zuo)(zuo)業人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)生(sheng)理、心(xin)理特性(xing),為作(zuo)(zuo)業人(ren)員(yuan)(yuan)構建安全、舒適(shi)和(he)高(gao)效的(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)環境,使作(zuo)(zuo)業人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)簡便(bian)省力、迅速準確、安全舒適(shi),充分(fen)發揮效能,提(ti)高(gao)整個(ge)系統(tong)(tong)的(de)效益和(he)質量。工(gong)藝(yi)裝置布置及配管(guan)設(she)計的(de)人(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)計一(yi)般(ban)包含:作(zuo)(zuo)業空(kong)間人(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)計;作(zuo)(zuo)業強度人(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)計;作(zuo)(zuo)業安全人(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)計。


工程應用:人性化(hua)(hua)配管設計(ji)的優化(hua)(hua)


  良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)作(zuo)業(ye)(ye)強度人(ren)性化(hua)設(she)計,可(ke)以減(jian)少運行、檢(jian)修、維護作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)工作(zuo)強度,提(ti)高作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)工作(zuo)效率。例如,某工程項目需(xu)(xu)要(yao)在常(chang)年寒(han)冷地區布(bu)置儲(chu)罐,如果建成后儲(chu)罐頂(ding)部的(de)(de)(de)閥門需(xu)(xu)要(yao)經常(chang)手動操作(zuo)。圖1.6(a)所示方案(an)的(de)(de)(de)設(she)計,作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)需(xu)(xu)要(yao)在寒(han)冷的(de)(de)(de)環(huan)境下反復(fu)爬(pa)(pa)直梯(ti)到(dao)罐頂(ding)部,去操作(zuo)罐頂(ding)閥門;而圖1.6(b)所示方案(an)的(de)(de)(de)設(she)計,作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)通過斜(xie)爬(pa)(pa)梯(ti)到(dao)罐頂(ding)聯合(he)平臺(tai)就可(ke)以一次性完成罐頂(ding)部所有閥門的(de)(de)(de)操作(zuo);在寒(han)冷環(huan)境下,斜(xie)爬(pa)(pa)梯(ti)更(geng)舒適和(he)安全,更(geng)具有人(ren)性化(hua),而罐頂(ding)聯合(he)平臺(tai)也避免了(le)作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)反復(fu)爬(pa)(pa)梯(ti)子的(de)(de)(de)工作(zuo),因此,圖1.6(b)所示方案(an)的(de)(de)(de)設(she)計更(geng)好(hao)。


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五、模塊化


  進行標準化、系(xi)列化設(she)計(ji)可有效(xiao)(xiao)地減(jian)少(shao)設(she)計(ji)、生產、安裝(zhuang)(zhuang)投入(ru)的(de)人力和(he)(he)物力,同時(shi)給維護、檢修、更(geng)換帶來方便。設(she)計(ji)、制造(zao)、安裝(zhuang)(zhuang)和(he)(he)生產上越來越多(duo)地采用和(he)(he)等效(xiao)(xiao)采用國外(wai)的(de)一些先進的(de)標準規范。


 工(gong)程(cheng)應用:模(mo)塊化(hua)設計


  圖(tu)1.7所示為(wei)某裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)示意圖(tu),這(zhe)(zhe)個裝(zhuang)置(zhi)有11個模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),整個項目有5套(tao)這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)裝(zhuang)置(zhi),配管(guan)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)時(shi),僅(jin)需(xu)完(wan)成這(zhe)(zhe)一套(tao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji),其他(ta)同樣的(de)(de)裝(zhuang)置(zhi),只需(xu)拷(kao)貝就可以。模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)時(shi),先將裝(zhuang)置(zhi)進(jin)(jin)行模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)(hua)功能(neng)分塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),有一些模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)內的(de)(de)配管(guan)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)完(wan)全相同,可實(shi)現模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)批(pi)量(liang)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)批(pi)量(liang)預制、采購和施工(gong)。便捷模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)有助于(yu)加快(kuai)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)(jin)度(du)、提高設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)質量(liang)、提高施工(gong)進(jin)(jin)度(du)。


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六、美觀


  進入石油(you)化工生產裝置(zhi),給人最(zui)直觀(guan)的感覺就(jiu)是不銹鋼管道(dao)的布置(zhi)和設備平面布置(zhi),層次(ci)分明、美觀(guan)的工業管道(dao)布置(zhi)是反映設計水準(zhun)高低(di)的一(yi)個很重(zhong)要的指(zhi)標。


 工程應用:某(mou)裝置不美觀的配管設計


 某項目施工結束后,發現整體配管設計(ji)比較紊(wen)亂(luan),不美觀,主要(yao)表現在(zai)以下幾方面:


   ①. 塔、罐、容器等設(she)(she)備(bei)布置時,設(she)(she)備(bei)沒有中心或者切(qie)線對齊;


   ②. 進(jin)出管廊的管子沒(mei)有(you)成(cheng)排(pai)對齊布置;


   ③. 成對(dui)連接(jie)設(she)備的配管沒有對(dui)稱或相同走向(xiang)布置;


   ④. 成排的泵、壓縮機、換熱(re)器、塔等設備的同樣設計內容,配管(guan)布置風格卻不一致,有很多種配管(guan)走向。