不(bu)銹(xiu)鋼(gang)裝置設備布置及配管設計的實質是對不(bu)銹鋼管廊、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、安(an)全性
①. 工(gong)程建設時可以安全和方便地施(shi)工(gong)。
②. 運行時運轉平穩,沒有或(huo)者少(shao)有跑(pao)、冒、滴、漏現象,不至于造成裝置(zhi)短生(sheng)產周期(qi)的(de)停(ting)車或(huo)頻繁停(ting)車;操作和維護風(feng)險小,安(an)全(quan)系數大(da),不至于因失效(xiao)而產生(sheng)重大(da)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鋼工(gong)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(gong)程(cheng)應用:設備(bei)布(bu)置設計錯(cuo)誤引(yin)起(qi)的不安全施(shi)工(gong)
某石化(hua)裝置(zhi)設(she)(she)備(bei)布置(zhi)設(she)(she)計(ji)時,由于(yu)設(she)(she)計(ji)考慮不周,某立(li)式設(she)(she)備(bei)的吊(diao)裝通道被阻擋,造(zao)成一立(li)式設(she)(she)備(bei)無法用吊(diao)車吊(diao)裝,后(hou)來只能用直升機吊(diao)裝,造(zao)成施工(gong)建設(she)(she)時的不安全,這種吊(diao)裝也是非常不經濟的。
工程(cheng)應(ying)用:放空排凈的不合理(li)位(wei)置
某煉(lian)油(you)裝置(zhi)項(xiang)目,在管廊(lang)上放(fang)空(kong)(kong)排凈(jing)(jing)設(she)計時,沒有(you)集中布置(zhi),并把放(fang)空(kong)(kong)排凈(jing)(jing)布置(zhi)在了(le)不(bu)銹鋼管廊(lang)的里面,由于管廊(lang)層高較低,施(shi)工人員進行放(fang)空(kong)(kong)排凈(jing)(jing)時既不(bu)安全又不(bu)方(fang)便。
工程應用:配管(guan)設計柔性不合(he)格引起(qi)的(de)泄(xie)漏
某裝置因不(bu)銹鋼配管設計(ji)柔性不(bu)合格引(yin)起的(de)流體介質泄(xie)漏的(de)事故。如(ru)圖(tu)1.4(a)所(suo)示(shi),長期運(yun)(yun)行時(shi),造成設備與管子(zi)接(jie)口位置泄(xie)漏。修改為圖(tu)1.4(b)所(suo)示(shi)的(de)方案,增加了自然補償彎,可以(yi)正常運(yun)(yun)行了。
工程應用:流體(ti)分配(pei)不均的不合理設計
圖1.5(a)所示為(wei)(wei)流(liu)(liu)體分配(pei)(pei)不均(jun)引起(qi)(qi)的(de)配(pei)(pei)管(guan)設(she)計錯(cuo)誤,流(liu)(liu)體流(liu)(liu)量一(yi)(yi)般是滿(man)足泵A、泵B需要(yao)的(de),當(dang)液(ye)位低(di)或系統壓力高的(de)時候,只有阻(zu)力小的(de)那一(yi)(yi)邊(bian)可以起(qi)(qi)作用,另一(yi)(yi)臺(tai)泵阻(zu)力大,等于半廢狀態。修改為(wei)(wei)圖1.5(b)所示配(pei)(pei)管(guan)時,可避免流(liu)(liu)體分配(pei)(pei)不均(jun)的(de)問題,如果管(guan)道(dao)比較長,還需要(yao)考慮管(guan)道(dao)熱脹冷縮時的(de)柔性設(she)計。
二、滿足(zu)工藝(yi)
①. 滿足工藝(yi)(yi)要(yao)(yao)求(qiu)是工藝(yi)(yi)裝置布置及(ji)不銹鋼配管(guan)設計(ji)的最基本(ben)要(yao)(yao)求(qiu)。
②. 工(gong)(gong)藝流程(cheng)(cheng)的(de)(de)開(kai)發(fa)來源于(yu)工(gong)(gong)廠的(de)(de)技術(shu)革新(xin)(xin)或(huo)研究單(dan)位(wei)的(de)(de)新(xin)(xin)技術(shu)開(kai)發(fa)。現(xian)代(dai)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)工(gong)(gong)藝流程(cheng)(cheng)大都由工(gong)(gong)藝過程(cheng)(cheng)的(de)(de)專利擁(yong)有(you)者(zhe)提供工(gong)(gong)藝包(bao),包(bao)括工(gong)(gong)藝設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)物料平衡(heng)、熱平衡(heng)、主(zhu)要工(gong)(gong)藝設(she)備的(de)(de)計(ji)(ji)算和(he)工(gong)(gong)藝流程(cheng)(cheng)圖,而工(gong)(gong)藝流程(cheng)(cheng)擁(yong)有(you)者(zhe)常是科研單(dan)位(wei)和(he)這(zhe)(zhe)一產品的(de)(de)已有(you)生產廠,或(huo)者(zhe)兩者(zhe)的(de)(de)結合。近年來的(de)(de)大型工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)已開(kai)始(shi)向這(zhe)(zhe)方向發(fa)展,購買工(gong)(gong)藝包(bao),然(ran)后(hou)根據工(gong)(gong)藝包(bao)進行工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji),這(zhe)(zhe)對保證工(gong)(gong)藝流程(cheng)(cheng)的(de)(de)先進性和(he)可靠性有(you)極大意(yi)義。
③. 用于工藝(yi)流(liu)程的設(she)計圖紙有三種:方框(kuang)圖BFD,主要(yao)是(shi)對整個流(liu)程有個大(da)致(zhi)的了(le)解;工藝(yi)流(liu)程圖PFD,主要(yao)是(shi)針對各個工藝(yi)的主要(yao)設(she)備和管(guan)道畫出的圖,是(shi)對BFD的進(jin)一(yi)步(bu)細(xi)(xi)化(hua)(hua);管(guan)道及儀表流(liu)程圖PID,是(shi)針對某一(yi)設(she)備或者(zhe)主要(yao)管(guan)道,加(jia)上儀表和控制系統畫出的圖,是(shi)對PFD的進(jin)一(yi)步(bu)細(xi)(xi)化(hua)(hua)。
工(gong)藝(yi)(yi)裝置(zhi)布置(zhi)及配管(guan)設(she)計需要參考的工(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)圖(tu),一般指工(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)圖(tu)PFD和管(guan)道及儀表流程(cheng)(cheng)圖(tu)PID。
三、經濟性
經濟性是指一次投資費(fei)用和(he)操作維護(hu)費(fei)用的綜(zong)合指數低(di)。一般情況下(xia),如果一次投資較高,其可靠性好,操作、維護(hu)費(fei)用低(di)。借(jie)助計算機分析(xi)可以取最優化的組合。在設計中,要(yao)力爭做(zuo)到管系中各元件具有(you)相同(tong)的強(qiang)度(du)和(he)壽(shou)命。
減少裝置(zhi)的(de)(de)占地(di)面積(ji)也是降(jiang)低基建投(tou)資的(de)(de)一個有效手段,而減少占地(di)面積(ji)又往(wang)往(wang)與操作(zuo)、維護、消(xiao)防以及其他(ta)技術需求一定的(de)(de)空間相矛盾,良(liang)好(hao)的(de)(de)設計應(ying)是二者的(de)(de)優化組合(he)。
四、人性化(hua)
人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)計是在滿足配(pei)管(guan)設(she)計基本技術要求的(de)(de)(de)基礎上,使設(she)計與人(ren)(ren)(ren)(ren)體(ti)相適應,減少人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)不適應性(xing)(xing)和(he)負擔(dan),使人(ren)(ren)(ren)(ren)與工(gong)廠配(pei)管(guan)系(xi)(xi)統結合更加優化(hua),使配(pei)管(guan)更加適合施(shi)工(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)、運行人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)及檢(jian)修人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)要求。人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)計重視作(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)生理(li)、心理(li)特性(xing)(xing),為(wei)作(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)構建安全、舒(shu)適和(he)高效的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)環境,使作(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)簡便(bian)省力(li)、迅速準確(que)、安全舒(shu)適,充分發揮(hui)效能,提高整個系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)效益和(he)質量。工(gong)藝裝置(zhi)布置(zhi)及配(pei)管(guan)設(she)計的(de)(de)(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)計一般包含:作(zuo)業空間人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)計;作(zuo)業強度人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)計;作(zuo)業安全人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)計。
工程(cheng)應用:人性化配管設計的優化
良好的(de)(de)作(zuo)業(ye)(ye)強度人(ren)(ren)性化設計,可以(yi)減(jian)少運(yun)行、檢修、維護作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)強度,提高作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)效率。例(li)如(ru)(ru),某工(gong)(gong)程(cheng)項目需要在常(chang)(chang)年寒冷地區布置儲罐(guan)(guan),如(ru)(ru)果建成(cheng)后儲罐(guan)(guan)頂部的(de)(de)閥(fa)門(men)(men)需要經常(chang)(chang)手動操(cao)作(zuo)。圖(tu)(tu)1.6(a)所示方(fang)(fang)(fang)案(an)的(de)(de)設計,作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)需要在寒冷的(de)(de)環境下反復爬直梯(ti)到罐(guan)(guan)頂部,去操(cao)作(zuo)罐(guan)(guan)頂閥(fa)門(men)(men);而圖(tu)(tu)1.6(b)所示方(fang)(fang)(fang)案(an)的(de)(de)設計,作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)通過斜(xie)爬梯(ti)到罐(guan)(guan)頂聯合平(ping)臺就可以(yi)一次性完成(cheng)罐(guan)(guan)頂部所有(you)閥(fa)門(men)(men)的(de)(de)操(cao)作(zuo);在寒冷環境下,斜(xie)爬梯(ti)更(geng)(geng)舒適和安全,更(geng)(geng)具有(you)人(ren)(ren)性化,而罐(guan)(guan)頂聯合平(ping)臺也避免了作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)反復爬梯(ti)子(zi)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo),因此(ci),圖(tu)(tu)1.6(b)所示方(fang)(fang)(fang)案(an)的(de)(de)設計更(geng)(geng)好。
五、模塊化
進(jin)行標準化、系列(lie)化設(she)計(ji)可有效地(di)減少設(she)計(ji)、生產、安(an)裝投入的人力和物力,同時給維護(hu)、檢修、更換帶來(lai)方便。設(she)計(ji)、制造、安(an)裝和生產上越來(lai)越多地(di)采用和等效采用國(guo)外的一些先進(jin)的標準規范。
工程應用:模(mo)塊化設計
圖(tu)1.7所(suo)示(shi)為某裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)分(fen)塊(kuai)示(shi)意圖(tu),這個裝(zhuang)置(zhi)(zhi)有(you)(you)11個模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai),整個項目有(you)(you)5套(tao)這樣的(de)裝(zhuang)置(zhi)(zhi),配(pei)管(guan)設(she)計(ji)時,僅需完成這一(yi)套(tao)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji),其他(ta)同樣的(de)裝(zhuang)置(zhi)(zhi),只需拷(kao)貝就可以。模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)時,先將裝(zhuang)置(zhi)(zhi)進行模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)化(hua)功能分(fen)塊(kuai),有(you)(you)一(yi)些模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)內的(de)配(pei)管(guan)設(she)計(ji)完全相同,可實現(xian)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)的(de)批(pi)量設(she)計(ji)、模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)批(pi)量預制(zhi)、采購和施(shi)工。便捷模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)有(you)(you)助于(yu)加快設(she)計(ji)進度(du)、提高(gao)設(she)計(ji)質量、提高(gao)施(shi)工進度(du)。
六、美觀
進入石(shi)油化工(gong)生產裝置,給人最直(zhi)觀(guan)的感覺就是不銹鋼管(guan)(guan)道的布(bu)(bu)置和設備平面(mian)布(bu)(bu)置,層次分(fen)明、美(mei)觀(guan)的工(gong)業管(guan)(guan)道布(bu)(bu)置是反映(ying)設計水(shui)準(zhun)高低的一個很重要的指(zhi)標。
工程應用(yong):某(mou)裝置不美觀(guan)的配管設計
某項目施工結束后,發現整體配(pei)管設計比較紊亂,不美(mei)觀(guan),主(zhu)要表現在以下幾方面:
①. 塔、罐、容(rong)器等(deng)設備布置時,設備沒(mei)有中心或者切線對齊;
②. 進出管廊的(de)管子(zi)沒(mei)有成排對齊布置;
③. 成對連接設備的配管沒有對稱或相(xiang)同走向布置;
④. 成排的泵、壓縮機、換(huan)熱(re)器(qi)、塔等設(she)備的同樣設(she)計(ji)內容(rong),配管(guan)布置(zhi)風(feng)格(ge)卻不一致,有很多種配管(guan)走向。