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、安全(quan)性(xing)


 ①. 工(gong)程建設(she)時(shi)可以安(an)全和方便地施工(gong)。


 ②. 運行時運轉平(ping)穩,沒(mei)有或(huo)者少有跑、冒、滴、漏(lou)現象,不至于(yu)造成(cheng)裝置短生產周期的停車或(huo)頻繁(fan)停車;操(cao)作和維護(hu)風險小,安(an)全系數大,不至于(yu)因失效(xiao)而產生重大事故。


    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(bei)布置設計錯(cuo)誤引(yin)起的(de)不安全施工


   某石化裝(zhuang)置(zhi)設(she)備布置(zhi)設(she)計時,由于設(she)計考慮(lv)不(bu)(bu)周,某立式(shi)設(she)備的(de)吊裝(zhuang)通道被阻擋,造成(cheng)一立式(shi)設(she)備無法用吊車(che)吊裝(zhuang),后來只能用直(zhi)升機吊裝(zhuang),造成(cheng)施工建(jian)設(she)時的(de)不(bu)(bu)安全,這種(zhong)吊裝(zhuang)也是非(fei)常不(bu)(bu)經濟的(de)。


工程應用:放空排(pai)凈的(de)不合(he)理位置


   某煉(lian)油裝置(zhi)項(xiang)目,在管(guan)廊上放空排(pai)凈(jing)設計時(shi),沒(mei)有集中(zhong)布置(zhi),并把放空排(pai)凈(jing)布置(zhi)在了不(bu)銹鋼管(guan)廊的里面(mian),由于(yu)管(guan)廊層高較低,施工(gong)人員進行放空排(pai)凈(jing)時(shi)既不(bu)安(an)全又(you)不(bu)方便。


工程應用(yong):配管設計柔性不(bu)合(he)格引起的泄漏


  某(mou)裝置因(yin)不(bu)銹(xiu)鋼配(pei)管設計(ji)柔(rou)性不(bu)合格引起的(de)流(liu)體介質泄(xie)漏的(de)事故。如圖(tu)1.4(a)所示,長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)時(shi),造成設備與管子接口(kou)位置泄(xie)漏。修改(gai)為圖(tu)1.4(b)所示的(de)方案,增加(jia)了(le)(le)自然補償彎(wan),可以正常運(yun)行(xing)了(le)(le)。


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工程應(ying)用:流體分(fen)配(pei)不(bu)均的不(bu)合理設計


   圖1.5(a)所示為(wei)流(liu)體(ti)(ti)分配(pei)不(bu)均引(yin)起的配(pei)管(guan)(guan)設計錯誤,流(liu)體(ti)(ti)流(liu)量(liang)一般是滿(man)足泵A、泵B需(xu)要的,當液(ye)位(wei)低或系統壓力(li)高的時候(hou),只有(you)阻力(li)小的那一邊(bian)可(ke)以起作用,另(ling)一臺泵阻力(li)大,等于(yu)半(ban)廢狀態。修改為(wei)圖1.5(b)所示配(pei)管(guan)(guan)時,可(ke)避免流(liu)體(ti)(ti)分配(pei)不(bu)均的問題(ti),如果(guo)管(guan)(guan)道(dao)比較(jiao)長(chang),還需(xu)要考(kao)慮(lv)管(guan)(guan)道(dao)熱脹冷(leng)縮時的柔性(xing)設計。


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二(er)、滿足工藝


 ①. 滿足工藝要求是工藝裝(zhuang)置(zhi)布(bu)置(zhi)及不銹鋼配(pei)管設計(ji)的最基本(ben)要求。


 ②. 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)的開(kai)(kai)發來(lai)源(yuan)于工(gong)(gong)(gong)廠(chang)的技術革新或研(yan)究單(dan)位的新技術開(kai)(kai)發。現(xian)代工(gong)(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji)的工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)大都由工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)過(guo)程(cheng)的專(zhuan)利(li)擁有(you)者(zhe)提(ti)供工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)包,包括工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)設(she)計(ji)的物料(liao)平(ping)衡、熱平(ping)衡、主要工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)設(she)備(bei)的計(ji)算(suan)和工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)圖,而工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)擁有(you)者(zhe)常(chang)是科研(yan)單(dan)位和這(zhe)(zhe)一(yi)產品(pin)的已有(you)生產廠(chang),或者(zhe)兩者(zhe)的結合(he)。近年來(lai)的大型工(gong)(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji)已開(kai)(kai)始向這(zhe)(zhe)方向發展,購買工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)包,然后根據工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)包進(jin)行工(gong)(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji),這(zhe)(zhe)對保證工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)的先進(jin)性和可靠(kao)性有(you)極大意義。


 ③. 用于(yu)工藝(yi)(yi)(yi)流(liu)程(cheng)的(de)(de)設(she)計(ji)圖紙有三種(zhong):方框(kuang)圖BFD,主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)是(shi)對整個流(liu)程(cheng)有個大致的(de)(de)了解(jie);工藝(yi)(yi)(yi)流(liu)程(cheng)圖PFD,主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)是(shi)針(zhen)對各個工藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)設(she)備和(he)管道畫出的(de)(de)圖,是(shi)對BFD的(de)(de)進一(yi)(yi)步細化;管道及(ji)儀(yi)表流(liu)程(cheng)圖PID,是(shi)針(zhen)對某一(yi)(yi)設(she)備或者主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)管道,加(jia)上(shang)儀(yi)表和(he)控制系統畫出的(de)(de)圖,是(shi)對PFD的(de)(de)進一(yi)(yi)步細化。


   工藝裝置(zhi)布置(zhi)及配管設計需要參考的工藝流(liu)程(cheng)圖,一般指工藝流(liu)程(cheng)圖PFD和管道及儀(yi)表流(liu)程(cheng)圖PID。



三(san)、經濟(ji)性(xing)


  經(jing)濟性(xing)(xing)是指一次投資費用(yong)(yong)和(he)操作維護費用(yong)(yong)的綜合(he)指數低。一般情(qing)況(kuang)下(xia),如果一次投資較高,其可靠(kao)性(xing)(xing)好(hao),操作、維護費用(yong)(yong)低。借助計(ji)算機分(fen)析(xi)可以取最優化的組合(he)。在設(she)計(ji)中,要力(li)爭(zheng)做到管系(xi)中各元件具(ju)有相同的強度和(he)壽命。


  減少(shao)裝置的(de)(de)(de)占地面積也是降低基(ji)建投資的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)有效手段,而減少(shao)占地面積又往往與操作(zuo)、維護(hu)、消防以及其(qi)他技術需求一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)空(kong)間相矛盾,良好的(de)(de)(de)設計應是二者的(de)(de)(de)優(you)化組合。



四(si)、人性化


  人(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)是在滿足配(pei)(pei)管設(she)計(ji)(ji)(ji)基本技術要(yao)求的(de)(de)基礎上,使設(she)計(ji)(ji)(ji)與人(ren)體相適(shi)應(ying),減少人(ren)的(de)(de)不適(shi)應(ying)性(xing)(xing)(xing)和負擔,使人(ren)與工(gong)廠配(pei)(pei)管系統(tong)結合更(geng)(geng)加優化(hua)(hua),使配(pei)(pei)管更(geng)(geng)加適(shi)合施工(gong)人(ren)員(yuan)(yuan)、運(yun)行人(ren)員(yuan)(yuan)及檢修人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)要(yao)求。人(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)重視作(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)生(sheng)理、心理特性(xing)(xing)(xing),為作(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)構建安(an)(an)全(quan)(quan)、舒(shu)(shu)適(shi)和高效(xiao)的(de)(de)操作(zuo)環境,使作(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)操作(zuo)簡(jian)便省力、迅速準(zhun)確、安(an)(an)全(quan)(quan)舒(shu)(shu)適(shi),充(chong)分發揮效(xiao)能,提高整個系統(tong)的(de)(de)效(xiao)益和質量。工(gong)藝裝置布置及配(pei)(pei)管設(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)人(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)一般包含:作(zuo)業(ye)空間人(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji);作(zuo)業(ye)強度(du)人(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji);作(zuo)業(ye)安(an)(an)全(quan)(quan)人(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)。


工程應用:人性化(hua)配管設計的優化(hua)


  良好的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)業強度(du)(du)人性(xing)化設計(ji),可以(yi)減少(shao)運行、檢修、維護作(zuo)(zuo)業人員的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)強度(du)(du),提高作(zuo)(zuo)業人員的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)效率(lv)。例(li)如(ru),某(mou)工程(cheng)項目需(xu)要(yao)在常年(nian)寒(han)冷地區布置儲罐(guan)(guan)(guan),如(ru)果(guo)建成后儲罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)部的(de)(de)(de)(de)(de)閥(fa)門(men)需(xu)要(yao)經常手動操(cao)作(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji),作(zuo)(zuo)業人員需(xu)要(yao)在寒(han)冷的(de)(de)(de)(de)(de)環境下反(fan)復爬直梯到罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)部,去(qu)操(cao)作(zuo)(zuo)罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)閥(fa)門(men);而(er)(er)圖1.6(b)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji),作(zuo)(zuo)業人員通過斜(xie)爬梯到罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)聯合平臺(tai)就可以(yi)一次(ci)性(xing)完成罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)部所有閥(fa)門(men)的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo);在寒(han)冷環境下,斜(xie)爬梯更舒適(shi)和安全(quan),更具(ju)有人性(xing)化,而(er)(er)罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)聯合平臺(tai)也避(bi)免了作(zuo)(zuo)業人員反(fan)復爬梯子的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo),因此(ci),圖1.6(b)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)更好。


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五、模塊化


  進(jin)行標(biao)(biao)準化、系列化設計可有效(xiao)地減少設計、生(sheng)(sheng)產(chan)、安裝投入的人力和(he)(he)物力,同時給維(wei)護、檢修(xiu)、更換帶(dai)來(lai)方便(bian)。設計、制(zhi)造、安裝和(he)(he)生(sheng)(sheng)產(chan)上越來(lai)越多地采(cai)用和(he)(he)等效(xiao)采(cai)用國外的一(yi)些先進(jin)的標(biao)(biao)準規范。


 工程應用:模塊化設計


  圖1.7所示(shi)為某裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)模塊(kuai)化設(she)(she)計(ji)分(fen)塊(kuai)示(shi)意圖,這個裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)有(you)(you)11個模塊(kuai),整個項目有(you)(you)5套這樣的(de)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),配管設(she)(she)計(ji)時,僅(jin)需(xu)完成這一(yi)套裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)模塊(kuai)化設(she)(she)計(ji),其他(ta)同(tong)樣的(de)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),只需(xu)拷貝就可以。模塊(kuai)化設(she)(she)計(ji)時,先將裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)進行模塊(kuai)化功能分(fen)塊(kuai),有(you)(you)一(yi)些模塊(kuai)內(nei)的(de)配管設(she)(she)計(ji)完全相同(tong),可實現模塊(kuai)的(de)批量設(she)(she)計(ji)、模塊(kuai)批量預制、采購和施工。便捷模塊(kuai)化設(she)(she)計(ji)有(you)(you)助于(yu)加快設(she)(she)計(ji)進度(du)、提(ti)高(gao)設(she)(she)計(ji)質量、提(ti)高(gao)施工進度(du)。


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六、美觀


  進入石油化工生產裝置(zhi)(zhi),給人最直觀的(de)感覺就(jiu)是不銹鋼管道的(de)布(bu)置(zhi)(zhi)和(he)設備(bei)平面布(bu)置(zhi)(zhi),層(ceng)次分(fen)明(ming)、美觀的(de)工業管道布(bu)置(zhi)(zhi)是反映設計水(shui)準高(gao)低的(de)一個很(hen)重要的(de)指標。


 工程應(ying)用:某裝置不美觀的配管設(she)計


 某(mou)項目施工結束后,發現(xian)整體配(pei)管設計比較紊(wen)亂(luan),不美(mei)觀,主要(yao)表現(xian)在以下幾方面:


   ①. 塔(ta)、罐(guan)、容器等設備布置時,設備沒有中(zhong)心或者切(qie)線對(dui)齊;


   ②. 進出管(guan)廊的管(guan)子(zi)沒有成(cheng)排(pai)對齊(qi)布置;


   ③. 成對連接設備的配管沒(mei)有對稱或相同走向(xiang)布置(zhi);


   ④. 成排的泵(beng)、壓(ya)縮機、換熱器、塔等設備的同樣設計內(nei)容,配管布置風格卻不一致(zhi),有很多種配管走向。