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(an)全性


 ①. 工程建設時可以(yi)安(an)全和方便地(di)施工。


 ②. 運(yun)行時運(yun)轉平(ping)穩,沒有(you)或(huo)者少有(you)跑、冒(mao)、滴、漏現象,不(bu)至于(yu)造成裝(zhuang)置短生(sheng)產(chan)周期的停車(che)或(huo)頻繁(fan)停車(che);操(cao)作和維護風險小,安全(quan)系(xi)數(shu)大,不(bu)至于(yu)因失效而產(chan)生(sheng)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(bu)銹(xiu)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。


工程應用(yong):設備布置設計錯誤引起的(de)不安全施工


   某石化裝置(zhi)設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)布置(zhi)設(she)(she)(she)(she)(she)計時,由于(yu)設(she)(she)(she)(she)(she)計考(kao)慮(lv)不(bu)周,某立式設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)的(de)吊裝通(tong)道被(bei)阻擋,造(zao)成一立式設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)無法(fa)用吊車吊裝,后來只能用直(zhi)升機吊裝,造(zao)成施(shi)工建設(she)(she)(she)(she)(she)時的(de)不(bu)安(an)全,這種吊裝也是(shi)非常不(bu)經濟的(de)。


工程應用:放空排(pai)凈(jing)的不合(he)理位置


   某(mou)煉油裝置項(xiang)目(mu),在(zai)管廊上放(fang)空排(pai)(pai)凈(jing)設(she)計時,沒有集中布(bu)置,并把放(fang)空排(pai)(pai)凈(jing)布(bu)置在(zai)了(le)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管廊的里面,由(you)于管廊層高(gao)較低,施工人(ren)員進行放(fang)空排(pai)(pai)凈(jing)時既(ji)不(bu)(bu)安全又不(bu)(bu)方便(bian)。


工程應用:配管設計柔性不合(he)格(ge)引起的泄漏


  某(mou)裝置因不銹鋼配管設(she)(she)計柔性不合格(ge)引(yin)起(qi)的(de)流體介質泄漏的(de)事故(gu)。如圖1.4(a)所示(shi),長期運行時,造成設(she)(she)備與管子接(jie)口(kou)位置泄漏。修改為圖1.4(b)所示(shi)的(de)方案,增加了自然補償彎,可以正常運行了。


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工程應(ying)用:流體分配(pei)不均的不合理設計


   圖1.5(a)所示(shi)為(wei)(wei)流(liu)體(ti)分配不(bu)均引起(qi)(qi)的(de)(de)配管(guan)設(she)計錯誤(wu),流(liu)體(ti)流(liu)量一般是滿足(zu)泵(beng)(beng)A、泵(beng)(beng)B需(xu)要(yao)的(de)(de),當液(ye)位低或系統壓力高的(de)(de)時候,只有阻力小的(de)(de)那一邊可以(yi)起(qi)(qi)作用,另一臺泵(beng)(beng)阻力大,等于半廢狀態(tai)。修(xiu)改為(wei)(wei)圖1.5(b)所示(shi)配管(guan)時,可避免流(liu)體(ti)分配不(bu)均的(de)(de)問題,如果(guo)管(guan)道(dao)(dao)比(bi)較長,還需(xu)要(yao)考慮管(guan)道(dao)(dao)熱脹冷縮時的(de)(de)柔性設(she)計。


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二、滿(man)足工(gong)藝


 ①. 滿(man)足(zu)工藝要(yao)求(qiu)是工藝裝置布置及(ji)不銹鋼配管設計(ji)的(de)最(zui)基本要(yao)求(qiu)。


 ②. 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)的(de)開(kai)(kai)發(fa)來源于工(gong)(gong)廠的(de)技(ji)術(shu)革新或(huo)研究單位的(de)新技(ji)術(shu)開(kai)(kai)發(fa)。現代工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)的(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)大都由工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)過程(cheng)(cheng)的(de)專利擁有(you)者(zhe)提供工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),包(bao)括工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)設(she)計(ji)的(de)物料(liao)平衡(heng)、熱平衡(heng)、主要(yao)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)設(she)備的(de)計(ji)算和(he)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)圖,而工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)擁有(you)者(zhe)常(chang)是科研單位和(he)這一產(chan)品的(de)已有(you)生產(chan)廠,或(huo)者(zhe)兩者(zhe)的(de)結合。近年(nian)來的(de)大型(xing)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)已開(kai)(kai)始向(xiang)這方向(xiang)發(fa)展,購買工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),然(ran)后(hou)根(gen)據工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao)進行工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji),這對保證工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)的(de)先進性(xing)和(he)可靠性(xing)有(you)極大意義。


 ③. 用于工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)圖紙(zhi)有三種(zhong):方(fang)框圖BFD,主要是(shi)對(dui)(dui)整個流(liu)程(cheng)(cheng)有個大致的(de)(de)(de)了(le)解;工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)(cheng)圖PFD,主要是(shi)針(zhen)對(dui)(dui)各個工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)主要設(she)(she)(she)備(bei)和(he)管(guan)道畫出(chu)的(de)(de)(de)圖,是(shi)對(dui)(dui)BFD的(de)(de)(de)進(jin)一步(bu)細化;管(guan)道及儀(yi)(yi)表(biao)流(liu)程(cheng)(cheng)圖PID,是(shi)針(zhen)對(dui)(dui)某一設(she)(she)(she)備(bei)或(huo)者(zhe)主要管(guan)道,加上儀(yi)(yi)表(biao)和(he)控制(zhi)系統畫出(chu)的(de)(de)(de)圖,是(shi)對(dui)(dui)PFD的(de)(de)(de)進(jin)一步(bu)細化。


   工(gong)(gong)藝裝置(zhi)(zhi)布(bu)置(zhi)(zhi)及配(pei)管設(she)計需要參考的工(gong)(gong)藝流程圖,一般(ban)指工(gong)(gong)藝流程圖PFD和管道及儀表流程圖PID。



三、經濟性


  經濟性(xing)是指一次投(tou)(tou)資費用和操作維護費用的綜合指數低。一般(ban)情況下,如果一次投(tou)(tou)資較高,其(qi)可(ke)靠性(xing)好,操作、維護費用低。借助計算機分析可(ke)以取(qu)最優化的組合。在設(she)計中,要力爭(zheng)做到管系中各元件具有相(xiang)同的強(qiang)度和壽(shou)命。


  減少裝(zhuang)置的占地面積也是降低基建投資(zi)的一個有效手段,而減少占地面積又往往與(yu)操作(zuo)、維護、消防以(yi)及(ji)其他(ta)技術需求(qiu)一定(ding)的空間相(xiang)矛盾,良好(hao)的設計應是二者的優化組合。



四(si)、人性化(hua)


  人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)是在滿足配(pei)管設(she)(she)計(ji)(ji)基(ji)本技術(shu)要求(qiu)的(de)基(ji)礎(chu)上,使(shi)(shi)設(she)(she)計(ji)(ji)與人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)體相適應(ying),減(jian)少人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)不適應(ying)性(xing)和負擔,使(shi)(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)與工廠配(pei)管系(xi)統結合更加(jia)優化(hua),使(shi)(shi)配(pei)管更加(jia)適合施工人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)、運行人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)及檢修人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)要求(qiu)。人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)重視作業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)生理、心理特(te)性(xing),為作業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)構建安全、舒適和高效的(de)操作環境(jing),使(shi)(shi)作業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)操作簡(jian)便省力、迅速準(zhun)確、安全舒適,充分(fen)發揮效能,提(ti)高整個系(xi)統的(de)效益和質量(liang)。工藝(yi)裝置布置及配(pei)管設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)一般包含:作業空間人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji);作業強度人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji);作業安全人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)。


工程應用:人(ren)性化(hua)配管設計的優化(hua)


  良好(hao)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)強(qiang)度(du)人(ren)性(xing)化設(she)計(ji),可以減(jian)少運行、檢修、維(wei)護作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)強(qiang)度(du),提高作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)效(xiao)率。例如(ru),某(mou)工(gong)程項目需(xu)要(yao)在常年(nian)寒(han)(han)(han)冷(leng)地區布(bu)置儲罐(guan)(guan)(guan),如(ru)果建(jian)成后儲罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)(ding)部的(de)(de)(de)(de)閥門(men)需(xu)要(yao)經常手動操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)需(xu)要(yao)在寒(han)(han)(han)冷(leng)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境下反復爬直梯(ti)(ti)到罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)(ding)部,去操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)(ding)閥門(men);而(er)圖1.6(b)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)通過斜爬梯(ti)(ti)到罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)(ding)聯合平臺就(jiu)可以一次性(xing)完成罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)(ding)部所有閥門(men)的(de)(de)(de)(de)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo);在寒(han)(han)(han)冷(leng)環(huan)境下,斜爬梯(ti)(ti)更舒適和安(an)全(quan),更具(ju)有人(ren)性(xing)化,而(er)罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)(ding)聯合平臺也避免了作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)員(yuan)反復爬梯(ti)(ti)子的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo),因(yin)此,圖1.6(b)所示方(fang)案(an)的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)更好(hao)。


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五(wu)、模塊化


  進(jin)行標準化、系列化設(she)計可有效(xiao)(xiao)地減少設(she)計、生產(chan)、安裝(zhuang)(zhuang)投入的(de)人力和(he)物力,同時給維護、檢修(xiu)、更(geng)換帶來(lai)方便(bian)。設(she)計、制造、安裝(zhuang)(zhuang)和(he)生產(chan)上(shang)越來(lai)越多地采用(yong)和(he)等效(xiao)(xiao)采用(yong)國外的(de)一(yi)些先進(jin)的(de)標準規范(fan)。


 工程應(ying)用:模(mo)塊(kuai)化設計


  圖(tu)1.7所示為某裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)模塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)分(fen)塊(kuai)示意圖(tu),這個裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)有(you)11個模塊(kuai),整個項目有(you)5套(tao)這樣的(de)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),配(pei)管(guan)設(she)計(ji)時(shi),僅(jin)需(xu)完(wan)成這一套(tao)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)模塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji),其他同(tong)樣的(de)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),只(zhi)需(xu)拷貝就可(ke)以(yi)。模塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)時(shi),先將裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)進行模塊(kuai)化(hua)功能分(fen)塊(kuai),有(you)一些模塊(kuai)內(nei)的(de)配(pei)管(guan)設(she)計(ji)完(wan)全(quan)相同(tong),可(ke)實現模塊(kuai)的(de)批量設(she)計(ji)、模塊(kuai)批量預制(zhi)、采購和施(shi)工。便捷模塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)有(you)助(zhu)于加快設(she)計(ji)進度、提高設(she)計(ji)質(zhi)量、提高施(shi)工進度。


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六(liu)、美(mei)觀(guan)


  進入石油(you)化(hua)工生產裝置,給(gei)人最(zui)直(zhi)觀(guan)的(de)(de)(de)感覺就是不銹鋼管(guan)道的(de)(de)(de)布(bu)置和設備平面(mian)布(bu)置,層次分明、美觀(guan)的(de)(de)(de)工業管(guan)道布(bu)置是反映設計水準(zhun)高(gao)低的(de)(de)(de)一個很重要的(de)(de)(de)指標。


 工程應(ying)用:某裝置(zhi)不美觀的配(pei)管設計


 某項目施工結束后,發現整體配管設計比較紊亂,不美(mei)觀,主要(yao)表現在以下幾(ji)方面:


   ①. 塔、罐、容(rong)器(qi)等設備布置時,設備沒有中心或(huo)者切線對齊;


   ②. 進出管廊的管子沒有成排對(dui)齊布(bu)置;


   ③. 成對連接設備的配管沒(mei)有對稱或相同走向布置;


   ④. 成排(pai)的泵、壓縮機、換熱器、塔等(deng)設備的同樣設計內容,配(pei)管(guan)布置(zhi)風格(ge)卻不一致,有很多種配(pei)管(guan)走向。