不(bu)銹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(xiu)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、安全(quan)性(xing)


 ①. 工(gong)程建設時可以安全(quan)和(he)方便地施(shi)工(gong)。


 ②. 運(yun)行時運(yun)轉(zhuan)平(ping)穩(wen),沒有或(huo)者少有跑、冒(mao)、滴、漏現象(xiang),不至于造成裝置短(duan)生產周期的停車或(huo)頻繁停車;操(cao)作和維(wei)護(hu)風險(xian)小,安全(quan)系數(shu)大,不至于因失效而產生重(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(bu)銹鋼(gang)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(gong)程應用:設(she)備布(bu)置設(she)計錯誤引起(qi)的不安全施工(gong)


   某石化裝置設(she)備布置設(she)計(ji)時,由于(yu)設(she)計(ji)考(kao)慮(lv)不周,某立(li)式設(she)備的(de)吊裝通道被(bei)阻(zu)擋,造(zao)成一(yi)立(li)式設(she)備無法用吊車吊裝,后來只能用直升機吊裝,造(zao)成施工建設(she)時的(de)不安全(quan),這種吊裝也是(shi)非常(chang)不經(jing)濟的(de)。


工程(cheng)應用:放空(kong)排凈的(de)不(bu)合理位(wei)置


   某煉油裝(zhuang)置(zhi)項目,在管(guan)廊上放(fang)空排(pai)凈設計(ji)時,沒有集中布置(zhi),并把放(fang)空排(pai)凈布置(zhi)在了不(bu)銹鋼管(guan)廊的里面,由(you)于管(guan)廊層高較低,施(shi)工人(ren)員進行放(fang)空排(pai)凈時既不(bu)安全又不(bu)方(fang)便。


工程應用:配管設(she)計柔性(xing)不合格引起的泄漏


  某裝置因不(bu)銹鋼配管設計柔性(xing)不(bu)合格引(yin)起(qi)的(de)流體介(jie)質泄(xie)漏(lou)的(de)事故。如圖1.4(a)所(suo)(suo)示,長期運(yun)行時,造(zao)成設備與(yu)管子接口位(wei)置泄(xie)漏(lou)。修改為圖1.4(b)所(suo)(suo)示的(de)方案(an),增加了自然補償彎,可以正常運(yun)行了。


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工程應(ying)用(yong):流體分配不(bu)均的不(bu)合理設(she)計


   圖1.5(a)所示為流(liu)(liu)體分配不均引起的(de)(de)配管設計錯誤,流(liu)(liu)體流(liu)(liu)量一般是(shi)滿(man)足(zu)泵A、泵B需(xu)要(yao)的(de)(de),當(dang)液位低(di)或系統壓力高的(de)(de)時候(hou),只有阻力小(xiao)的(de)(de)那一邊可以起作用,另(ling)一臺泵阻力大,等于(yu)半廢狀態(tai)。修改(gai)為圖1.5(b)所示配管時,可避免流(liu)(liu)體分配不均的(de)(de)問題,如果管道比較(jiao)長,還需(xu)要(yao)考慮管道熱(re)脹冷縮(suo)時的(de)(de)柔性設計。


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二(er)、滿足(zu)工藝


 ①. 滿足工(gong)藝要求(qiu)是工(gong)藝裝置布置及不(bu)銹鋼配(pei)管設計的最基本要求(qiu)。


 ②. 工(gong)藝流(liu)程的(de)(de)開發(fa)來(lai)(lai)源(yuan)于(yu)工(gong)廠的(de)(de)技術革新(xin)或研究單(dan)(dan)位的(de)(de)新(xin)技術開發(fa)。現代工(gong)程設(she)(she)計(ji)的(de)(de)工(gong)藝流(liu)程大(da)都由工(gong)藝過程的(de)(de)專利(li)擁(yong)有(you)者提(ti)供工(gong)藝包,包括工(gong)藝設(she)(she)計(ji)的(de)(de)物料平(ping)衡(heng)、熱平(ping)衡(heng)、主要工(gong)藝設(she)(she)備的(de)(de)計(ji)算和(he)(he)工(gong)藝流(liu)程圖,而工(gong)藝流(liu)程擁(yong)有(you)者常是科(ke)研單(dan)(dan)位和(he)(he)這一產(chan)品的(de)(de)已(yi)有(you)生產(chan)廠,或者兩者的(de)(de)結合。近年來(lai)(lai)的(de)(de)大(da)型工(gong)程設(she)(she)計(ji)已(yi)開始向(xiang)這方向(xiang)發(fa)展,購(gou)買(mai)工(gong)藝包,然(ran)后根據工(gong)藝包進行工(gong)程設(she)(she)計(ji),這對保證工(gong)藝流(liu)程的(de)(de)先進性和(he)(he)可靠性有(you)極(ji)大(da)意義。


 ③. 用(yong)于工藝(yi)流程(cheng)的設計圖紙有(you)三種:方框(kuang)圖BFD,主(zhu)(zhu)要是對(dui)整個(ge)流程(cheng)有(you)個(ge)大(da)致的了解;工藝(yi)流程(cheng)圖PFD,主(zhu)(zhu)要是針對(dui)各個(ge)工藝(yi)的主(zhu)(zhu)要設備(bei)和管道(dao)畫出的圖,是對(dui)BFD的進(jin)一(yi)步細(xi)化;管道(dao)及儀(yi)表流程(cheng)圖PID,是針對(dui)某一(yi)設備(bei)或者主(zhu)(zhu)要管道(dao),加上儀(yi)表和控制系統畫出的圖,是對(dui)PFD的進(jin)一(yi)步細(xi)化。


   工(gong)藝(yi)裝置(zhi)布置(zhi)及配管(guan)設計(ji)需要參考的工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)圖,一般指工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)圖PFD和管(guan)道及儀表(biao)流程(cheng)(cheng)圖PID。



三、經濟性


  經濟性是(shi)指(zhi)一次投(tou)資費用和操(cao)作維(wei)護費用的綜合指(zhi)數低。一般情況下,如果一次投(tou)資較高,其(qi)可靠性好,操(cao)作、維(wei)護費用低。借助(zhu)計算機分(fen)析可以取最優化的組合。在設計中(zhong),要力爭做到管系中(zhong)各元件(jian)具有相同的強度和壽命。


  減少(shao)裝置的(de)占地(di)面積也是(shi)降低(di)基建(jian)投資(zi)的(de)一個有效手(shou)段,而(er)減少(shao)占地(di)面積又往(wang)往(wang)與操作(zuo)、維護、消防(fang)以及(ji)其他技術需(xu)求一定的(de)空間相矛盾(dun),良好的(de)設(she)計應是(shi)二者的(de)優化(hua)組合。



四、人性(xing)化


  人(ren)(ren)性(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji)是在滿足(zu)配(pei)(pei)管(guan)(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)基本技術要求的基礎上,使(shi)設(she)(she)計(ji)(ji)與(yu)人(ren)(ren)體相適(shi)應(ying),減(jian)少人(ren)(ren)的不適(shi)應(ying)性(xing)(xing)和(he)負(fu)擔(dan),使(shi)人(ren)(ren)與(yu)工廠配(pei)(pei)管(guan)(guan)系統結合更加優(you)化,使(shi)配(pei)(pei)管(guan)(guan)更加適(shi)合施工人(ren)(ren)員(yuan)、運行(xing)人(ren)(ren)員(yuan)及檢(jian)修人(ren)(ren)員(yuan)的要求。人(ren)(ren)性(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji)重視作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)的生理、心理特性(xing)(xing),為作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)構(gou)建安(an)全(quan)、舒(shu)適(shi)和(he)高效(xiao)的操作(zuo)(zuo)環(huan)境(jing),使(shi)作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)的操作(zuo)(zuo)簡便省(sheng)力、迅速準確、安(an)全(quan)舒(shu)適(shi),充分發揮效(xiao)能,提高整個系統的效(xiao)益和(he)質量。工藝裝(zhuang)置布置及配(pei)(pei)管(guan)(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)的人(ren)(ren)性(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji)一般包含:作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)空間人(ren)(ren)性(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)強度人(ren)(ren)性(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)安(an)全(quan)人(ren)(ren)性(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji)。


工程應用(yong):人性(xing)化配(pei)管設計的優(you)化


  良(liang)好的(de)作(zuo)(zuo)業(ye)強度人(ren)性(xing)化(hua)設計,可以減(jian)少運行、檢(jian)修、維(wei)護作(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的(de)工作(zuo)(zuo)強度,提高作(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的(de)工作(zuo)(zuo)效(xiao)率(lv)。例如,某工程項目(mu)需(xu)要(yao)(yao)在(zai)(zai)常年(nian)寒冷地區(qu)布置儲罐(guan),如果(guo)建成(cheng)后(hou)儲罐(guan)頂(ding)部的(de)閥門(men)需(xu)要(yao)(yao)經常手動操(cao)作(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所示(shi)方案的(de)設計,作(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)需(xu)要(yao)(yao)在(zai)(zai)寒冷的(de)環境(jing)下反(fan)復爬(pa)直梯(ti)到(dao)罐(guan)頂(ding)部,去操(cao)作(zuo)(zuo)罐(guan)頂(ding)閥門(men);而(er)圖1.6(b)所示(shi)方案的(de)設計,作(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)通過(guo)斜爬(pa)梯(ti)到(dao)罐(guan)頂(ding)聯合平臺就(jiu)可以一次性(xing)完成(cheng)罐(guan)頂(ding)部所有閥門(men)的(de)操(cao)作(zuo)(zuo);在(zai)(zai)寒冷環境(jing)下,斜爬(pa)梯(ti)更(geng)(geng)舒適和安全,更(geng)(geng)具(ju)有人(ren)性(xing)化(hua),而(er)罐(guan)頂(ding)聯合平臺也避免了作(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)反(fan)復爬(pa)梯(ti)子的(de)工作(zuo)(zuo),因(yin)此,圖1.6(b)所示(shi)方案的(de)設計更(geng)(geng)好。


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五、模(mo)塊化(hua)


  進行(xing)標準化、系(xi)列(lie)化設(she)計(ji)可有效(xiao)(xiao)地減少設(she)計(ji)、生產(chan)、安裝投入的(de)人力(li)和物力(li),同時(shi)給維(wei)護(hu)、檢修、更換帶(dai)來方便。設(she)計(ji)、制(zhi)造(zao)、安裝和生產(chan)上越(yue)來越(yue)多地采用和等效(xiao)(xiao)采用國外(wai)的(de)一些先(xian)進的(de)標準規范。


 工程應用:模塊化設計


  圖1.7所示(shi)為(wei)某(mou)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)計(ji)分(fen)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)示(shi)意圖,這(zhe)個裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)有11個模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),整個項(xiang)目有5套(tao)這(zhe)樣的裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),配(pei)管設(she)計(ji)時(shi)(shi),僅(jin)需完成(cheng)這(zhe)一(yi)套(tao)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)計(ji),其(qi)他同樣的裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),只需拷(kao)貝就(jiu)可(ke)(ke)以。模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)計(ji)時(shi)(shi),先將(jiang)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)進行模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)功能分(fen)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),有一(yi)些模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)內的配(pei)管設(she)計(ji)完全相同,可(ke)(ke)實現模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的批量設(she)計(ji)、模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)批量預(yu)制、采購(gou)和施(shi)工。便捷模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)計(ji)有助于加(jia)快(kuai)設(she)計(ji)進度(du)、提高設(she)計(ji)質(zhi)量、提高施(shi)工進度(du)。


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六(liu)、美(mei)觀


  進入石油化工生產裝(zhuang)置,給人最直(zhi)觀(guan)的(de)感覺就是不銹鋼管道的(de)布(bu)置和設備平面布(bu)置,層次分明、美觀(guan)的(de)工業管道布(bu)置是反映設計水(shui)準高低的(de)一個(ge)很(hen)重要的(de)指標。


 工程(cheng)應用(yong):某裝置不(bu)美觀的配管設計


 某(mou)項(xiang)目施工結束后,發現(xian)整體配管設計比較紊亂,不美觀,主要表現(xian)在(zai)以下幾方面:


   ①. 塔、罐、容器(qi)等設(she)備布置時,設(she)備沒(mei)有中心(xin)或者切線對齊;


   ②. 進(jin)出管廊的管子(zi)沒有(you)成排對齊(qi)布置;


   ③. 成對(dui)連接設備的配管沒有對(dui)稱(cheng)或(huo)相同走向布置;


   ④. 成排的(de)泵、壓(ya)縮機、換熱(re)器、塔等設備的(de)同樣設計(ji)內容,配(pei)管布置風格(ge)卻(que)不一(yi)致,有(you)很多種(zhong)配(pei)管走向。