不(bu)銹鋼裝置設備布置及配管設計的實質是對不(bu)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


 ①. 工(gong)程(cheng)建(jian)設時(shi)可以安全和(he)方便(bian)地(di)施(shi)工(gong)。


 ②. 運(yun)行時運(yun)轉(zhuan)平穩(wen),沒有或者少有跑、冒、滴、漏現象,不至于(yu)(yu)造成(cheng)裝置短生(sheng)產(chan)周期(qi)的停車或頻繁停車;操作和維護風險小,安(an)全(quan)系(xi)數大(da),不至于(yu)(yu)因失效而產(chan)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(bu)銹鋼工業管(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。


工程應用:設備布置設計錯(cuo)誤引起的不安全施工


   某(mou)石化(hua)裝(zhuang)置(zhi)設備布(bu)置(zhi)設計(ji)時,由于設計(ji)考慮不(bu)周,某(mou)立式設備的(de)吊裝(zhuang)通道被阻擋,造成一立式設備無法用吊車(che)吊裝(zhuang),后來只(zhi)能用直升機吊裝(zhuang),造成施工建設時的(de)不(bu)安(an)全,這種吊裝(zhuang)也(ye)是非常不(bu)經濟的(de)。


工程(cheng)應用:放空排(pai)凈(jing)的不合理位置


   某煉(lian)油裝(zhuang)置(zhi)項目(mu),在(zai)管廊(lang)(lang)(lang)上(shang)放空(kong)(kong)排凈設計時,沒(mei)有集中布(bu)置(zhi),并把放空(kong)(kong)排凈布(bu)置(zhi)在(zai)了不銹(xiu)鋼管廊(lang)(lang)(lang)的里面,由于管廊(lang)(lang)(lang)層高較低(di),施(shi)工人員進行放空(kong)(kong)排凈時既(ji)不安全又(you)不方(fang)便。


工程應用:配管設(she)計柔(rou)性不合格(ge)引起的泄漏


  某(mou)裝置因不(bu)銹鋼配管(guan)設(she)計柔性不(bu)合格引起的流(liu)體介(jie)質泄漏的事故。如圖1.4(a)所示(shi),長(chang)期運行時,造成設(she)備與管(guan)子接口位置泄漏。修改為圖1.4(b)所示(shi)的方案,增加(jia)了(le)自然補償彎,可以正(zheng)常運行了(le)。


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工程(cheng)應用:流體(ti)分配不均(jun)的不合(he)理(li)設計


   圖(tu)1.5(a)所示為(wei)流(liu)體(ti)分配(pei)不(bu)均引(yin)起(qi)(qi)的配(pei)管(guan)設計(ji)錯誤,流(liu)體(ti)流(liu)量一(yi)般是(shi)滿足泵A、泵B需要的,當液位低或(huo)系統壓力(li)高的時(shi)候,只有(you)阻力(li)小(xiao)的那一(yi)邊可以起(qi)(qi)作用,另(ling)一(yi)臺(tai)泵阻力(li)大,等于(yu)半(ban)廢狀態(tai)。修改(gai)為(wei)圖(tu)1.5(b)所示配(pei)管(guan)時(shi),可避(bi)免流(liu)體(ti)分配(pei)不(bu)均的問題,如果(guo)管(guan)道(dao)比較長(chang),還(huan)需要考(kao)慮管(guan)道(dao)熱(re)脹冷縮時(shi)的柔性設計(ji)。


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二(er)、滿足(zu)工藝


 ①. 滿足工藝(yi)要求(qiu)是工藝(yi)裝置布置及不銹鋼配管設計的最基本要求(qiu)。


 ②. 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)開發來源于工(gong)(gong)(gong)廠的(de)(de)(de)技(ji)術革新(xin)(xin)或研究(jiu)單位的(de)(de)(de)新(xin)(xin)技(ji)術開發。現代工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)設計(ji)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)大(da)都由工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)專利(li)擁(yong)有(you)(you)者(zhe)提(ti)供工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),包(bao)括(kuo)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)設計(ji)的(de)(de)(de)物料平衡、熱平衡、主要工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)設備的(de)(de)(de)計(ji)算(suan)和工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)圖,而工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)擁(yong)有(you)(you)者(zhe)常是科研單位和這一產品的(de)(de)(de)已(yi)有(you)(you)生產廠,或者(zhe)兩者(zhe)的(de)(de)(de)結合。近年(nian)來的(de)(de)(de)大(da)型工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)設計(ji)已(yi)開始向這方(fang)向發展,購(gou)買工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),然后根據工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao)進行工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)設計(ji),這對保證(zheng)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)先進性和可靠性有(you)(you)極大(da)意義(yi)。


 ③. 用于(yu)工(gong)藝流(liu)程(cheng)的(de)(de)設(she)計圖(tu)(tu)紙(zhi)有三(san)種:方(fang)框圖(tu)(tu)BFD,主(zhu)要是(shi)(shi)(shi)(shi)對(dui)整(zheng)個流(liu)程(cheng)有個大致(zhi)的(de)(de)了解;工(gong)藝流(liu)程(cheng)圖(tu)(tu)PFD,主(zhu)要是(shi)(shi)(shi)(shi)針對(dui)各個工(gong)藝的(de)(de)主(zhu)要設(she)備(bei)和管(guan)道(dao)(dao)畫出的(de)(de)圖(tu)(tu),是(shi)(shi)(shi)(shi)對(dui)BFD的(de)(de)進(jin)一步(bu)細化(hua);管(guan)道(dao)(dao)及儀表(biao)流(liu)程(cheng)圖(tu)(tu)PID,是(shi)(shi)(shi)(shi)針對(dui)某一設(she)備(bei)或者主(zhu)要管(guan)道(dao)(dao),加上(shang)儀表(biao)和控(kong)制(zhi)系統畫出的(de)(de)圖(tu)(tu),是(shi)(shi)(shi)(shi)對(dui)PFD的(de)(de)進(jin)一步(bu)細化(hua)。


   工(gong)藝裝置(zhi)(zhi)布(bu)置(zhi)(zhi)及配管(guan)設計需要參(can)考的(de)工(gong)藝流程圖,一般(ban)指工(gong)藝流程圖PFD和管(guan)道及儀(yi)表流程圖PID。



三、經濟性


  經濟性是指一(yi)次投(tou)資費(fei)用和操(cao)作維護費(fei)用的(de)(de)綜合(he)指數低。一(yi)般情況(kuang)下,如果一(yi)次投(tou)資較(jiao)高,其(qi)可靠(kao)性好,操(cao)作、維護費(fei)用低。借(jie)助計(ji)算機分析可以取最(zui)優化的(de)(de)組合(he)。在設計(ji)中(zhong),要(yao)力(li)爭做(zuo)到(dao)管(guan)系中(zhong)各元件(jian)具有相同的(de)(de)強度(du)和壽命。


  減少裝置的占(zhan)地(di)面積也是降低基建(jian)投(tou)資的一(yi)個有(you)效手(shou)段,而減少占(zhan)地(di)面積又往往與操作、維護、消防以及(ji)其他技術需求(qiu)一(yi)定的空(kong)間相矛盾,良(liang)好的設(she)計應是二者(zhe)的優化組合。



四(si)、人性化(hua)


  人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)設計(ji)(ji)(ji)是(shi)在滿(man)足配(pei)管(guan)(guan)設計(ji)(ji)(ji)基本技術要求的(de)基礎上,使設計(ji)(ji)(ji)與人(ren)(ren)(ren)體相適(shi)應,減少人(ren)(ren)(ren)的(de)不適(shi)應性(xing)(xing)(xing)和負擔,使人(ren)(ren)(ren)與工(gong)廠(chang)配(pei)管(guan)(guan)系統結合更加優化(hua),使配(pei)管(guan)(guan)更加適(shi)合施工(gong)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)、運行人(ren)(ren)(ren)員(yuan)及檢修(xiu)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)要求。人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)設計(ji)(ji)(ji)重(zhong)視作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)生理、心(xin)理特性(xing)(xing)(xing),為作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)構(gou)建(jian)安(an)全、舒(shu)適(shi)和高效(xiao)(xiao)的(de)操(cao)(cao)作(zuo)環境,使作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)操(cao)(cao)作(zuo)簡便(bian)省力(li)、迅速準確、安(an)全舒(shu)適(shi),充分(fen)發揮效(xiao)(xiao)能,提高整個系統的(de)效(xiao)(xiao)益和質量。工(gong)藝裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)及配(pei)管(guan)(guan)設計(ji)(ji)(ji)的(de)人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)設計(ji)(ji)(ji)一般包含:作(zuo)業(ye)(ye)空間(jian)人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)設計(ji)(ji)(ji);作(zuo)業(ye)(ye)強(qiang)度人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)設計(ji)(ji)(ji);作(zuo)業(ye)(ye)安(an)全人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)化(hua)設計(ji)(ji)(ji)。


工(gong)程應用:人(ren)性化(hua)配管設計的優化(hua)


  良(liang)好(hao)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業強度(du)人(ren)(ren)(ren)性化設計(ji),可以減少運(yun)行、檢修、維護作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)強度(du),提高作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)效率(lv)。例如,某工(gong)(gong)程項目需要(yao)在(zai)(zai)常(chang)年(nian)寒(han)冷地(di)區布(bu)置儲罐(guan),如果建成(cheng)后儲罐(guan)頂部(bu)的(de)(de)閥門需要(yao)經常(chang)手動操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所示(shi)方案的(de)(de)設計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員需要(yao)在(zai)(zai)寒(han)冷的(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)下(xia)反(fan)復(fu)(fu)爬直梯(ti)到(dao)罐(guan)頂部(bu),去操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)罐(guan)頂閥門;而圖1.6(b)所示(shi)方案的(de)(de)設計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員通(tong)過斜爬梯(ti)到(dao)罐(guan)頂聯合平臺就(jiu)可以一次性完(wan)成(cheng)罐(guan)頂部(bu)所有閥門的(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo);在(zai)(zai)寒(han)冷環(huan)境(jing)(jing)下(xia),斜爬梯(ti)更舒適和(he)安全,更具有人(ren)(ren)(ren)性化,而罐(guan)頂聯合平臺也避免了作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員反(fan)復(fu)(fu)爬梯(ti)子(zi)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo),因此,圖1.6(b)所示(shi)方案的(de)(de)設計(ji)更好(hao)。


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五、模塊化


  進(jin)行標(biao)準(zhun)化(hua)、系列化(hua)設計可(ke)有效地減少設計、生產(chan)、安裝(zhuang)投(tou)入(ru)的(de)人力(li)和(he)(he)物(wu)力(li),同時(shi)給維護、檢修、更換(huan)帶來方便。設計、制造、安裝(zhuang)和(he)(he)生產(chan)上(shang)越(yue)來越(yue)多地采用和(he)(he)等效采用國外的(de)一些(xie)先(xian)進(jin)的(de)標(biao)準(zhun)規范。


 工程應(ying)用:模塊化(hua)設計


  圖(tu)1.7所示為某(mou)裝置(zhi)(zhi)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化設(she)計(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)示意圖(tu),這(zhe)個(ge)裝置(zhi)(zhi)有(you)(you)11個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),整(zheng)個(ge)項目有(you)(you)5套(tao)這(zhe)樣(yang)的(de)裝置(zhi)(zhi),配管(guan)(guan)設(she)計(ji)(ji)時,僅需完(wan)成這(zhe)一(yi)套(tao)裝置(zhi)(zhi)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化設(she)計(ji)(ji),其他(ta)同(tong)樣(yang)的(de)裝置(zhi)(zhi),只需拷(kao)貝就可以。模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化設(she)計(ji)(ji)時,先將裝置(zhi)(zhi)進行模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化功能分塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),有(you)(you)一(yi)些模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)內(nei)的(de)配管(guan)(guan)設(she)計(ji)(ji)完(wan)全相(xiang)同(tong),可實現模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)批(pi)量設(she)計(ji)(ji)、模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)批(pi)量預制、采購(gou)和施(shi)工。便捷模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化設(she)計(ji)(ji)有(you)(you)助于(yu)加快設(she)計(ji)(ji)進度、提(ti)高(gao)設(she)計(ji)(ji)質量、提(ti)高(gao)施(shi)工進度。


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六(liu)、美觀


  進入石油化(hua)工(gong)生(sheng)產裝置(zhi),給人(ren)最直觀的感覺就是不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)道的布置(zhi)和(he)設備平(ping)面布置(zhi),層(ceng)次分明、美觀的工(gong)業管(guan)(guan)道布置(zhi)是反映設計水準(zhun)高低的一個很重要的指標。


 工程應用:某裝置不美觀的配(pei)管(guan)設(she)計


 某項(xiang)目施(shi)工結束后,發現整體配管設(she)計比較(jiao)紊亂,不美觀(guan),主要表(biao)現在以下幾方面:


   ①. 塔(ta)、罐、容器等設備布置(zhi)時,設備沒有中(zhong)心或(huo)者切線對齊;


   ②. 進出管廊的管子沒(mei)有成排對齊布置;


   ③. 成對連(lian)接設備的配管沒有對稱(cheng)或相同走向布置;


   ④. 成排的泵、壓縮(suo)機(ji)、換熱器(qi)、塔等設備(bei)的同(tong)樣設計內(nei)容(rong),配管(guan)布置風格卻不(bu)一致,有(you)很(hen)多種(zhong)配管(guan)走向。