不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(bu)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、安全性


 ①. 工(gong)程建設(she)時可以安全和方便地施工(gong)。


 ②. 運(yun)行(xing)時(shi)運(yun)轉平穩(wen),沒有或(huo)者少有跑、冒、滴(di)、漏現象(xiang),不至于造成(cheng)裝置(zhi)短生產(chan)周(zhou)期(qi)的停車(che)或(huo)頻(pin)繁停車(che);操作和(he)維護(hu)風險小,安全系數大,不至于因失效(xiao)而產(chan)生重大事故(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(dao)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(cheng)應用(yong):設備布置設計錯(cuo)誤引起(qi)的不安全施工


   某石化裝(zhuang)置(zhi)設(she)(she)備(bei)布置(zhi)設(she)(she)計時,由于(yu)設(she)(she)計考慮不周(zhou),某立式設(she)(she)備(bei)的(de)吊(diao)裝(zhuang)通(tong)道被阻擋,造成一立式設(she)(she)備(bei)無法用(yong)吊(diao)車吊(diao)裝(zhuang),后來只能(neng)用(yong)直升機(ji)吊(diao)裝(zhuang),造成施(shi)工(gong)建設(she)(she)時的(de)不安全,這種(zhong)吊(diao)裝(zhuang)也是非常不經濟(ji)的(de)。


工程應用:放空排凈(jing)的不(bu)合理位置


   某(mou)煉(lian)油(you)裝(zhuang)置(zhi)項目,在(zai)管廊上(shang)放空(kong)(kong)排凈設(she)計時(shi),沒有集中布置(zhi),并把放空(kong)(kong)排凈布置(zhi)在(zai)了(le)不銹鋼管廊的里(li)面(mian),由于(yu)管廊層高較(jiao)低,施工人員進(jin)行放空(kong)(kong)排凈時(shi)既不安全又(you)不方(fang)便(bian)。


工程應用(yong):配管(guan)設計柔性不(bu)合格引起(qi)的泄漏


  某(mou)裝置因不銹鋼配管設計柔性(xing)不合格引起的流體介質泄(xie)漏的事(shi)故。如圖1.4(a)所(suo)示(shi),長期運(yun)行(xing)時,造成設備與管子接口位置泄(xie)漏。修改為圖1.4(b)所(suo)示(shi)的方案(an),增加了(le)自然補償彎,可以正常運(yun)行(xing)了(le)。


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工程(cheng)應用:流體分配不(bu)均的不(bu)合理設計


   圖1.5(a)所示為流體(ti)分配(pei)(pei)不(bu)均引起的(de)(de)配(pei)(pei)管設計錯誤(wu),流體(ti)流量一般是滿足泵A、泵B需要的(de)(de),當液位低(di)或系統壓力高的(de)(de)時(shi)候,只有阻力小的(de)(de)那一邊可以起作用,另一臺泵阻力大,等(deng)于半廢狀態。修改為圖1.5(b)所示配(pei)(pei)管時(shi),可避免(mian)流體(ti)分配(pei)(pei)不(bu)均的(de)(de)問題,如果(guo)管道(dao)比較(jiao)長,還需要考(kao)慮管道(dao)熱(re)脹(zhang)冷縮時(shi)的(de)(de)柔性設計。


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二(er)、滿足工藝


 ①. 滿足工(gong)藝要(yao)求(qiu)是工(gong)藝裝置布(bu)置及不銹鋼配管設計的最基本要(yao)求(qiu)。


 ②. 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程的(de)開(kai)發來(lai)源于工(gong)(gong)廠(chang)的(de)技術(shu)革新或研(yan)究單(dan)位(wei)的(de)新技術(shu)開(kai)發。現代(dai)工(gong)(gong)程設(she)計的(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程大(da)都由工(gong)(gong)藝(yi)(yi)過程的(de)專(zhuan)利(li)擁有者(zhe)提供工(gong)(gong)藝(yi)(yi)包(bao),包(bao)括工(gong)(gong)藝(yi)(yi)設(she)計的(de)物料平衡、熱平衡、主要(yao)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)設(she)備的(de)計算和(he)(he)(he)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程圖,而工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程擁有者(zhe)常是(shi)科(ke)研(yan)單(dan)位(wei)和(he)(he)(he)這(zhe)一產品的(de)已(yi)有生產廠(chang),或者(zhe)兩者(zhe)的(de)結(jie)合。近年來(lai)的(de)大(da)型(xing)工(gong)(gong)程設(she)計已(yi)開(kai)始向這(zhe)方向發展,購買工(gong)(gong)藝(yi)(yi)包(bao),然(ran)后根(gen)據工(gong)(gong)藝(yi)(yi)包(bao)進行工(gong)(gong)程設(she)計,這(zhe)對保證工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程的(de)先進性(xing)和(he)(he)(he)可靠性(xing)有極大(da)意義。


 ③. 用(yong)于工(gong)藝(yi)流程(cheng)的(de)(de)設(she)計(ji)圖紙(zhi)有(you)三種:方框(kuang)圖BFD,主要是對整個(ge)(ge)流程(cheng)有(you)個(ge)(ge)大致(zhi)的(de)(de)了解;工(gong)藝(yi)流程(cheng)圖PFD,主要是針對各個(ge)(ge)工(gong)藝(yi)的(de)(de)主要設(she)備和管道(dao)畫出的(de)(de)圖,是對BFD的(de)(de)進一(yi)(yi)(yi)步細(xi)化(hua);管道(dao)及儀表流程(cheng)圖PID,是針對某一(yi)(yi)(yi)設(she)備或者主要管道(dao),加上儀表和控制(zhi)系統(tong)畫出的(de)(de)圖,是對PFD的(de)(de)進一(yi)(yi)(yi)步細(xi)化(hua)。


   工藝裝置布置及配管設計(ji)需要參考(kao)的(de)工藝流程(cheng)圖,一般指工藝流程(cheng)圖PFD和(he)管道及儀表流程(cheng)圖PID。



三、經(jing)濟性


  經濟性是指一次投資(zi)費用和操(cao)作維護(hu)費用的(de)綜合指數低(di)。一般情況(kuang)下,如果(guo)一次投資(zi)較高,其可靠性好,操(cao)作、維護(hu)費用低(di)。借助計算機分析可以取最(zui)優化的(de)組(zu)合。在設(she)計中(zhong),要(yao)力爭做到管系中(zhong)各元(yuan)件具有相(xiang)同的(de)強度和壽命。


  減(jian)少(shao)(shao)裝置的(de)(de)(de)占(zhan)地(di)面積也是降低(di)基建投資的(de)(de)(de)一個有(you)效手段,而減(jian)少(shao)(shao)占(zhan)地(di)面積又往往與操(cao)作、維護、消防以及其他技術需求一定的(de)(de)(de)空間(jian)相矛盾,良好的(de)(de)(de)設計應是二者的(de)(de)(de)優化組合。



四、人性化


  人(ren)(ren)(ren)性化設(she)計(ji)是在滿足(zu)配管(guan)(guan)(guan)設(she)計(ji)基本技術要(yao)求的(de)(de)(de)基礎上(shang),使(shi)(shi)設(she)計(ji)與(yu)人(ren)(ren)(ren)體相適(shi)(shi)應,減少人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)不適(shi)(shi)應性和(he)負擔,使(shi)(shi)人(ren)(ren)(ren)與(yu)工廠配管(guan)(guan)(guan)系統結(jie)合更加(jia)優化,使(shi)(shi)配管(guan)(guan)(guan)更加(jia)適(shi)(shi)合施工人(ren)(ren)(ren)員(yuan)、運行人(ren)(ren)(ren)員(yuan)及檢修人(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)要(yao)求。人(ren)(ren)(ren)性化設(she)計(ji)重視作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)生理、心(xin)理特(te)性,為作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)構建安(an)全、舒適(shi)(shi)和(he)高效的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)環境,使(shi)(shi)作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)簡便(bian)省力、迅速準確、安(an)全舒適(shi)(shi),充分發揮效能,提高整個系統的(de)(de)(de)效益和(he)質量。工藝(yi)裝置布置及配管(guan)(guan)(guan)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)人(ren)(ren)(ren)性化設(she)計(ji)一般包含:作(zuo)業(ye)空間人(ren)(ren)(ren)性化設(she)計(ji);作(zuo)業(ye)強度人(ren)(ren)(ren)性化設(she)計(ji);作(zuo)業(ye)安(an)全人(ren)(ren)(ren)性化設(she)計(ji)。


工程應用:人性化配管設(she)計的優化


  良好(hao)的作業(ye)(ye)(ye)強度人(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)化設計,可(ke)以減(jian)少運(yun)行(xing)、檢修、維護作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員的工作強度,提(ti)高作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員的工作效率(lv)。例如,某工程項目需要在常(chang)年寒冷地區布(bu)置儲罐,如果建成(cheng)后儲罐頂(ding)部(bu)的閥門需要經(jing)常(chang)手動操作。圖1.6(a)所(suo)示方案的設計,作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員需要在寒冷的環境下(xia)(xia)反復爬(pa)直梯(ti)到罐頂(ding)部(bu),去(qu)操作罐頂(ding)閥門;而圖1.6(b)所(suo)示方案的設計,作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員通過(guo)斜(xie)爬(pa)梯(ti)到罐頂(ding)聯(lian)合(he)平臺(tai)就可(ke)以一次性(xing)(xing)(xing)完成(cheng)罐頂(ding)部(bu)所(suo)有(you)閥門的操作;在寒冷環境下(xia)(xia),斜(xie)爬(pa)梯(ti)更舒適和安全,更具(ju)有(you)人(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)化,而罐頂(ding)聯(lian)合(he)平臺(tai)也避(bi)免了(le)作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員反復爬(pa)梯(ti)子的工作,因此,圖1.6(b)所(suo)示方案的設計更好(hao)。


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五(wu)、模塊(kuai)化


  進(jin)行(xing)標準(zhun)(zhun)化、系列(lie)化設計(ji)可有效地減少設計(ji)、生(sheng)(sheng)產(chan)、安裝投入(ru)的人力和(he)物力,同時給維護、檢修(xiu)、更換帶來方便。設計(ji)、制造、安裝和(he)生(sheng)(sheng)產(chan)上越(yue)來越(yue)多地采用(yong)(yong)和(he)等效采用(yong)(yong)國外的一些先進(jin)的標準(zhun)(zhun)規(gui)范。


 工程(cheng)應用:模塊化設計


  圖1.7所示(shi)為某裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)化設(she)計(ji)(ji)分(fen)塊(kuai)示(shi)意圖,這(zhe)個(ge)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)有(you)11個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai),整個(ge)項(xiang)目(mu)有(you)5套這(zhe)樣的(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),配管(guan)設(she)計(ji)(ji)時(shi),僅需完(wan)成這(zhe)一套裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)化設(she)計(ji)(ji),其他同樣的(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),只需拷(kao)貝就可(ke)以。模(mo)(mo)塊(kuai)化設(she)計(ji)(ji)時(shi),先將裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)進(jin)行(xing)模(mo)(mo)塊(kuai)化功能分(fen)塊(kuai),有(you)一些模(mo)(mo)塊(kuai)內的(de)配管(guan)設(she)計(ji)(ji)完(wan)全相同,可(ke)實現(xian)模(mo)(mo)塊(kuai)的(de)批(pi)量(liang)(liang)設(she)計(ji)(ji)、模(mo)(mo)塊(kuai)批(pi)量(liang)(liang)預制(zhi)、采購和施工。便捷模(mo)(mo)塊(kuai)化設(she)計(ji)(ji)有(you)助(zhu)于加(jia)快設(she)計(ji)(ji)進(jin)度、提(ti)高設(she)計(ji)(ji)質量(liang)(liang)、提(ti)高施工進(jin)度。


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六、美觀


  進入石油化工(gong)生產(chan)裝置,給人最直觀的感(gan)覺就是(shi)不銹鋼管(guan)道(dao)的布(bu)置和設(she)備平面(mian)布(bu)置,層次(ci)分明(ming)、美觀的工(gong)業管(guan)道(dao)布(bu)置是(shi)反映設(she)計水準(zhun)高低(di)的一個很重要的指(zhi)標(biao)。


 工程(cheng)應用:某裝置不美觀的配管設計(ji)


 某項目施工(gong)結(jie)束(shu)后(hou),發(fa)現(xian)整體配管設計比較紊(wen)亂,不(bu)美觀(guan),主要表現(xian)在以下幾方面(mian):


   ①. 塔、罐、容(rong)器等設(she)備(bei)布(bu)置時,設(she)備(bei)沒有中心或(huo)者切線對齊;


   ②. 進出管(guan)廊的管(guan)子沒有成排對齊布(bu)置;


   ③. 成對連接(jie)設備的(de)配管沒(mei)有對稱或相同(tong)走向布置;


   ④. 成排的(de)泵(beng)、壓縮機、換(huan)熱器、塔(ta)等設(she)備的(de)同樣設(she)計(ji)內容,配(pei)管布置風格(ge)卻不一致,有很多種配(pei)管走向。