不銹鋼裝置設備布置及配管設計的實質是對不銹(xiu)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、安全性


 ①. 工(gong)程(cheng)建設時可以安(an)全(quan)和(he)方便地施工(gong)。


 ②. 運行時運轉平穩,沒有或者少有跑、冒、滴(di)、漏現象,不至(zhi)(zhi)于造成裝置短生產(chan)(chan)周(zhou)期的停(ting)車或頻繁停(ting)車;操作和維護風險小(xiao),安全系(xi)數大,不至(zhi)(zhi)于因失效而產(chan)(chan)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(gang)工業管(guan)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(cheng)應用:設備布(bu)置設計錯(cuo)誤引起的不安全施(shi)工


   某石化裝(zhuang)(zhuang)置設(she)(she)(she)備布置設(she)(she)(she)計時,由于(yu)設(she)(she)(she)計考慮不周,某立式設(she)(she)(she)備的吊裝(zhuang)(zhuang)通道(dao)被阻(zu)擋,造成(cheng)一(yi)立式設(she)(she)(she)備無(wu)法用吊車吊裝(zhuang)(zhuang),后來只能用直升機吊裝(zhuang)(zhuang),造成(cheng)施工建設(she)(she)(she)時的不安全(quan),這(zhe)種吊裝(zhuang)(zhuang)也(ye)是非常不經濟(ji)的。


工(gong)程應用:放空排凈的不合理位置


   某(mou)煉油裝置項目,在管(guan)廊上放空排(pai)凈設計時(shi)(shi),沒有集(ji)中布置,并把放空排(pai)凈布置在了不(bu)銹鋼管(guan)廊的里面,由于管(guan)廊層高較低,施工(gong)人員(yuan)進(jin)行放空排(pai)凈時(shi)(shi)既不(bu)安全(quan)又不(bu)方便。


工程應用:配管設計柔性不合(he)格引起的泄(xie)漏


  某裝置(zhi)因不銹(xiu)鋼(gang)配管(guan)設(she)計柔性不合格引起的(de)流體介質(zhi)泄漏(lou)的(de)事故。如圖1.4(a)所(suo)示(shi),長期運(yun)行時,造成設(she)備與管(guan)子接口位置(zhi)泄漏(lou)。修改為圖1.4(b)所(suo)示(shi)的(de)方案,增加了(le)自然補(bu)償彎,可以正(zheng)常運(yun)行了(le)。


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工程應(ying)用:流體分配(pei)不(bu)均的不(bu)合理(li)設計(ji)


   圖1.5(a)所(suo)示為(wei)流(liu)(liu)體(ti)分配(pei)不均(jun)引起(qi)的(de)(de)(de)配(pei)管(guan)設計(ji)錯誤,流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)量一般是滿足(zu)泵(beng)A、泵(beng)B需(xu)要的(de)(de)(de),當液(ye)位低或系統壓(ya)力(li)高的(de)(de)(de)時候(hou),只有阻(zu)力(li)小(xiao)的(de)(de)(de)那一邊(bian)可以(yi)起(qi)作用(yong),另一臺泵(beng)阻(zu)力(li)大(da),等于(yu)半廢狀態。修改為(wei)圖1.5(b)所(suo)示配(pei)管(guan)時,可避免流(liu)(liu)體(ti)分配(pei)不均(jun)的(de)(de)(de)問(wen)題,如果管(guan)道比較長(chang),還需(xu)要考慮管(guan)道熱(re)脹冷縮時的(de)(de)(de)柔性設計(ji)。


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二、滿(man)足工藝


 ①. 滿足工(gong)藝(yi)要求是工(gong)藝(yi)裝(zhuang)置布置及(ji)不(bu)銹鋼配管設計的最基(ji)本要求。


 ②. 工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)的(de)(de)開發(fa)來源于工(gong)(gong)(gong)(gong)廠的(de)(de)技(ji)術革(ge)新(xin)或(huo)研究(jiu)單(dan)位的(de)(de)新(xin)技(ji)術開發(fa)。現代(dai)工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)設計的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)大(da)(da)都由(you)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)過程(cheng)的(de)(de)專(zhuan)利擁有(you)(you)者提供工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)包(bao),包(bao)括工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)設計的(de)(de)物料平衡、熱平衡、主(zhu)要工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)設備的(de)(de)計算(suan)和(he)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)圖(tu),而工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)擁有(you)(you)者常是科研單(dan)位和(he)這一產(chan)品的(de)(de)已有(you)(you)生產(chan)廠,或(huo)者兩(liang)者的(de)(de)結合。近年來的(de)(de)大(da)(da)型工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)設計已開始向這方向發(fa)展,購買工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)包(bao),然后根據工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)包(bao)進行工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)設計,這對保證(zheng)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)的(de)(de)先進性(xing)和(he)可(ke)靠性(xing)有(you)(you)極(ji)大(da)(da)意(yi)義。


 ③. 用于工藝流程的(de)設(she)計圖(tu)(tu)紙有(you)三種:方框圖(tu)(tu)BFD,主(zhu)(zhu)要是(shi)對整個(ge)流程有(you)個(ge)大致的(de)了解;工藝流程圖(tu)(tu)PFD,主(zhu)(zhu)要是(shi)針對各個(ge)工藝的(de)主(zhu)(zhu)要設(she)備和(he)管(guan)道畫(hua)出的(de)圖(tu)(tu),是(shi)對BFD的(de)進一步(bu)細(xi)化;管(guan)道及儀表流程圖(tu)(tu)PID,是(shi)針對某一設(she)備或者主(zhu)(zhu)要管(guan)道,加上儀表和(he)控制(zhi)系統畫(hua)出的(de)圖(tu)(tu),是(shi)對PFD的(de)進一步(bu)細(xi)化。


   工(gong)藝裝置布置及(ji)配管設計需要參考的工(gong)藝流程圖,一般(ban)指(zhi)工(gong)藝流程圖PFD和管道及(ji)儀(yi)表流程圖PID。



三、經濟(ji)性


  經濟性是指一次(ci)投資(zi)費用和操作維(wei)護費用的綜合指數低。一般情況下,如(ru)果一次(ci)投資(zi)較高,其可靠(kao)性好,操作、維(wei)護費用低。借助計算機分析可以取最優化的組合。在設計中(zhong),要力爭做到管系中(zhong)各元件具有相同的強度(du)和壽命。


  減(jian)少裝(zhuang)置的(de)(de)占(zhan)地面積(ji)也是降(jiang)低基建投資的(de)(de)一個有(you)效手段(duan),而減(jian)少占(zhan)地面積(ji)又往(wang)往(wang)與操作(zuo)、維護(hu)、消防以及其他技術需求一定(ding)的(de)(de)空間相矛盾,良(liang)好的(de)(de)設(she)計應是二者的(de)(de)優(you)化組合。



四、人(ren)性化


  人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)是在滿足(zu)配管設(she)(she)計(ji)基本技術(shu)要(yao)求的(de)(de)(de)基礎上,使(shi)設(she)(she)計(ji)與(yu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)體相(xiang)適應,減少人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)不(bu)適應性(xing)和負擔,使(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)與(yu)工廠配管系(xi)統結(jie)合更(geng)加優(you)化(hua)(hua),使(shi)配管更(geng)加適合施工人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)、運行人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)及(ji)檢修人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)要(yao)求。人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)重視作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)生(sheng)理、心(xin)理特性(xing),為作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)構建(jian)安(an)全(quan)、舒(shu)適和高效的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)環境,使(shi)作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)簡便省力、迅速(su)準確、安(an)全(quan)舒(shu)適,充(chong)分發揮效能,提高整個系(xi)統的(de)(de)(de)效益和質(zhi)量。工藝裝置布(bu)置及(ji)配管設(she)(she)計(ji)的(de)(de)(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)一般包含:作(zuo)業(ye)空間(jian)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji);作(zuo)業(ye)強度人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji);作(zuo)業(ye)安(an)全(quan)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)。


工程(cheng)應用(yong):人(ren)性化配管設計的優化


  良好的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)強度(du)人(ren)(ren)(ren)性化設(she)計,可以(yi)減少運行(xing)、檢修、維護作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)強度(du),提高作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)效率。例(li)如(ru),某工(gong)程項目需要在常年寒冷地區布(bu)置儲(chu)罐(guan),如(ru)果建成(cheng)后儲(chu)罐(guan)頂(ding)部的(de)(de)(de)(de)(de)閥(fa)門(men)需要經(jing)常手動操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所(suo)示(shi)方案(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計,作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)需要在寒冷的(de)(de)(de)(de)(de)環境下(xia)反復爬(pa)直梯(ti)到罐(guan)頂(ding)部,去(qu)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)罐(guan)頂(ding)閥(fa)門(men);而(er)圖1.6(b)所(suo)示(shi)方案(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計,作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)通過斜爬(pa)梯(ti)到罐(guan)頂(ding)聯合平(ping)臺就可以(yi)一次性完成(cheng)罐(guan)頂(ding)部所(suo)有閥(fa)門(men)的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo);在寒冷環境下(xia),斜爬(pa)梯(ti)更(geng)舒(shu)適和安全,更(geng)具有人(ren)(ren)(ren)性化,而(er)罐(guan)頂(ding)聯合平(ping)臺也避免了作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)反復爬(pa)梯(ti)子的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo),因此,圖1.6(b)所(suo)示(shi)方案(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計更(geng)好。


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五(wu)、模(mo)塊化


  進(jin)行標(biao)準化(hua)、系列化(hua)設計(ji)(ji)可(ke)有效地(di)減少設計(ji)(ji)、生(sheng)產、安裝投(tou)入的人力(li)和(he)物力(li),同時給(gei)維護(hu)、檢修、更換帶來(lai)方便。設計(ji)(ji)、制造(zao)、安裝和(he)生(sheng)產上越(yue)來(lai)越(yue)多地(di)采(cai)用和(he)等(deng)效采(cai)用國外的一些先進(jin)的標(biao)準規范。


 工程應(ying)用:模(mo)塊化設計


  圖(tu)(tu)1.7所(suo)示為某裝(zhuang)置(zhi)的模塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)計(ji)分塊(kuai)(kuai)示意圖(tu)(tu),這個(ge)裝(zhuang)置(zhi)有(you)11個(ge)模塊(kuai)(kuai),整個(ge)項目有(you)5套(tao)這樣的裝(zhuang)置(zhi),配(pei)管設(she)(she)計(ji)時(shi),僅需(xu)完成這一套(tao)裝(zhuang)置(zhi)的模塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)計(ji),其(qi)他(ta)同樣的裝(zhuang)置(zhi),只需(xu)拷貝就可(ke)以。模塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)計(ji)時(shi),先(xian)將(jiang)裝(zhuang)置(zhi)進行模塊(kuai)(kuai)化(hua)功(gong)能分塊(kuai)(kuai),有(you)一些模塊(kuai)(kuai)內(nei)的配(pei)管設(she)(she)計(ji)完全相(xiang)同,可(ke)實現模塊(kuai)(kuai)的批量設(she)(she)計(ji)、模塊(kuai)(kuai)批量預制、采購和施(shi)工。便捷模塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)計(ji)有(you)助于(yu)加快設(she)(she)計(ji)進度(du)、提高(gao)設(she)(she)計(ji)質量、提高(gao)施(shi)工進度(du)。


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六、美觀


  進入(ru)石油化(hua)工生產(chan)裝置(zhi)(zhi),給(gei)人最直觀(guan)的(de)(de)感覺就是(shi)不銹鋼管道的(de)(de)布置(zhi)(zhi)和設(she)備平面布置(zhi)(zhi),層次分明、美觀(guan)的(de)(de)工業管道布置(zhi)(zhi)是(shi)反映設(she)計水準高低的(de)(de)一個很(hen)重要的(de)(de)指標。


 工程應用:某裝置不美觀(guan)的(de)配管設計(ji)


 某項目施工(gong)結(jie)束后,發現整體配管設計比較紊亂,不美觀,主要(yao)表現在以下(xia)幾方(fang)面(mian):


   ①. 塔、罐、容器等(deng)設(she)備布(bu)置時,設(she)備沒有(you)中心或者切線對齊;


   ②. 進出管廊的管子(zi)沒有成排對齊布置;


   ③. 成(cheng)對連接(jie)設備(bei)的配管沒(mei)有(you)對稱或相同走向布(bu)置;


   ④. 成排(pai)的(de)泵(beng)、壓(ya)縮機、換(huan)熱器、塔等設備(bei)的(de)同樣設計內容,配(pei)管布置風格卻不(bu)一致,有很(hen)多(duo)種配(pei)管走向(xiang)。