不銹鋼裝置設備布置及配管設計的實質是對不銹鋼管廊、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(yi)、安全性(xing)
①. 工(gong)程(cheng)建設時(shi)可以安全和方(fang)便地施工(gong)。
②. 運(yun)行時(shi)運(yun)轉平穩,沒有或者少有跑、冒、滴、漏(lou)現象,不至于(yu)造成裝置短生產(chan)周期(qi)的(de)停車或頻繁(fan)停車;操作和維護風(feng)險小,安全系數大(da),不至于(yu)因(yin)失效而產(chan)生重大(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銹鋼(gang)工(gong)業(ye)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(she)備布置設(she)計錯誤引起(qi)的不(bu)安全(quan)施工
某石化裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)設備布置(zhi)設計時,由于設計考(kao)慮不(bu)周,某立(li)式設備的吊裝(zhuang)(zhuang)通(tong)道被阻擋,造成一(yi)立(li)式設備無法用吊車吊裝(zhuang)(zhuang),后來只能用直(zhi)升機(ji)吊裝(zhuang)(zhuang),造成施工建設時的不(bu)安全,這種吊裝(zhuang)(zhuang)也是非常不(bu)經濟(ji)的。
工程應用:放空排凈的不合理位置
某煉油(you)裝(zhuang)置(zhi)項目,在管(guan)廊上放(fang)空(kong)排(pai)凈(jing)設計(ji)時(shi),沒(mei)有(you)集中布(bu)置(zhi),并把放(fang)空(kong)排(pai)凈(jing)布(bu)置(zhi)在了不銹(xiu)鋼管(guan)廊的里面,由于管(guan)廊層高(gao)較低,施工人員進行放(fang)空(kong)排(pai)凈(jing)時(shi)既不安全(quan)又不方(fang)便。
工(gong)程應用(yong):配管(guan)設計柔性不合格引起的泄(xie)漏
某裝置(zhi)因不銹鋼(gang)配管(guan)(guan)設計柔性不合格引起的(de)流體介質泄漏(lou)的(de)事故。如圖1.4(a)所示,長(chang)期運(yun)行時(shi),造成設備(bei)與管(guan)(guan)子(zi)接口位置(zhi)泄漏(lou)。修改(gai)為圖1.4(b)所示的(de)方案(an),增加了自然補(bu)償(chang)彎,可以(yi)正常運(yun)行了。

工程應用:流體分配不(bu)均的不(bu)合理設計
圖(tu)1.5(a)所示為流(liu)(liu)(liu)體(ti)分(fen)配不(bu)均(jun)引起(qi)的配管(guan)設(she)計錯誤,流(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)量一(yi)般是滿足泵(beng)A、泵(beng)B需要的,當液(ye)位低或系統壓(ya)力高的時(shi)候,只有阻(zu)力小的那一(yi)邊可(ke)以起(qi)作用,另(ling)一(yi)臺泵(beng)阻(zu)力大,等于半廢狀態(tai)。修(xiu)改為圖(tu)1.5(b)所示配管(guan)時(shi),可(ke)避免流(liu)(liu)(liu)體(ti)分(fen)配不(bu)均(jun)的問(wen)題,如果管(guan)道(dao)比(bi)較長,還需要考慮管(guan)道(dao)熱脹冷縮時(shi)的柔性設(she)計。

二、滿足工藝
①. 滿足工(gong)藝(yi)要(yao)(yao)求是工(gong)藝(yi)裝置布置及不銹鋼配(pei)管設計的(de)最基本要(yao)(yao)求。
②. 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)(de)開(kai)(kai)(kai)發來(lai)源(yuan)于工(gong)(gong)廠(chang)的(de)(de)技術(shu)(shu)革新或研究單位的(de)(de)新技術(shu)(shu)開(kai)(kai)(kai)發。現代工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)大都(dou)由工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)專利擁(yong)有(you)(you)(you)(you)者(zhe)提供(gong)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),包(bao)括工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)物料平(ping)(ping)衡、熱平(ping)(ping)衡、主要工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)設(she)(she)備的(de)(de)計(ji)(ji)算和工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)圖(tu),而工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)擁(yong)有(you)(you)(you)(you)者(zhe)常是科研單位和這一產品的(de)(de)已有(you)(you)(you)(you)生產廠(chang),或者(zhe)兩者(zhe)的(de)(de)結(jie)合(he)。近年來(lai)的(de)(de)大型(xing)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)計(ji)(ji)已開(kai)(kai)(kai)始向(xiang)這方向(xiang)發展,購買工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao),然后根據工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)包(bao)進行工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)計(ji)(ji),這對保(bao)證工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)(de)先進性和可(ke)靠(kao)性有(you)(you)(you)(you)極大意義。
③. 用于(yu)工藝(yi)流(liu)程的(de)設(she)計圖紙有三種:方框圖BFD,主(zhu)要(yao)是對(dui)整個流(liu)程有個大(da)致的(de)了(le)解;工藝(yi)流(liu)程圖PFD,主(zhu)要(yao)是針對(dui)各個工藝(yi)的(de)主(zhu)要(yao)設(she)備和管道(dao)畫出的(de)圖,是對(dui)BFD的(de)進(jin)一(yi)步細化;管道(dao)及(ji)儀表(biao)流(liu)程圖PID,是針對(dui)某一(yi)設(she)備或者(zhe)主(zhu)要(yao)管道(dao),加上儀表(biao)和控制系統(tong)畫出的(de)圖,是對(dui)PFD的(de)進(jin)一(yi)步細化。
工藝裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)及(ji)配管(guan)設計(ji)需(xu)要參考的工藝流(liu)(liu)程(cheng)圖(tu)(tu),一般指工藝流(liu)(liu)程(cheng)圖(tu)(tu)PFD和管(guan)道及(ji)儀表流(liu)(liu)程(cheng)圖(tu)(tu)PID。
三(san)、經濟性(xing)
經(jing)濟(ji)性是指一(yi)次投資(zi)費(fei)用(yong)(yong)和操作(zuo)維(wei)護費(fei)用(yong)(yong)的綜合(he)指數低(di)。一(yi)般情況下,如果(guo)一(yi)次投資(zi)較高,其(qi)可靠性好,操作(zuo)、維(wei)護費(fei)用(yong)(yong)低(di)。借助計(ji)算機(ji)分析可以取最優(you)化的組(zu)合(he)。在設(she)計(ji)中,要力爭(zheng)做到管系中各(ge)元(yuan)件具有相(xiang)同的強(qiang)度和壽命。
減(jian)少(shao)裝置(zhi)的(de)占地(di)面(mian)(mian)積(ji)也(ye)是(shi)降低基建投資的(de)一(yi)個有效手段,而減(jian)少(shao)占地(di)面(mian)(mian)積(ji)又往(wang)往(wang)與操(cao)作、維護、消防(fang)以及其他技(ji)術需求一(yi)定的(de)空間相矛盾,良好的(de)設(she)計應是(shi)二者的(de)優化組合(he)。
四、人性化
人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)是在(zai)滿足(zu)配(pei)管設(she)(she)(she)計(ji)(ji)基本技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)的(de)(de)基礎上,使(shi)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)與(yu)(yu)人(ren)(ren)(ren)體相(xiang)適(shi)(shi)應,減少人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)不適(shi)(shi)應性(xing)(xing)和(he)負擔,使(shi)人(ren)(ren)(ren)與(yu)(yu)工(gong)廠(chang)配(pei)管系統結合更加(jia)優化(hua),使(shi)配(pei)管更加(jia)適(shi)(shi)合施(shi)工(gong)人(ren)(ren)(ren)員、運行人(ren)(ren)(ren)員及檢修人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)要(yao)求(qiu)。人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)重視作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)生理(li)、心(xin)理(li)特性(xing)(xing),為作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)員構(gou)建安全(quan)(quan)、舒適(shi)(shi)和(he)高效的(de)(de)操(cao)作(zuo)環境,使(shi)作(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)操(cao)作(zuo)簡便省力、迅速(su)準確(que)、安全(quan)(quan)舒適(shi)(shi),充分發揮效能,提高整個(ge)系統的(de)(de)效益和(he)質量。工(gong)藝裝置(zhi)布置(zhi)及配(pei)管設(she)(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)一般包含(han):作(zuo)業(ye)(ye)空間人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)業(ye)(ye)強(qiang)度人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)業(ye)(ye)安全(quan)(quan)人(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)。
工(gong)程應用:人性化配(pei)管設計的優化
良好的(de)(de)作業(ye)(ye)(ye)強(qiang)度人(ren)(ren)性化設計(ji),可(ke)以減少運行(xing)、檢(jian)修、維護作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)工(gong)(gong)作強(qiang)度,提高(gao)作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)工(gong)(gong)作效率。例(li)如,某工(gong)(gong)程項目需要在常年寒(han)冷地區(qu)布置儲罐(guan)(guan),如果建(jian)成后儲罐(guan)(guan)頂部的(de)(de)閥(fa)門需要經常手動操(cao)作。圖1.6(a)所(suo)(suo)示方(fang)(fang)案的(de)(de)設計(ji),作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)需要在寒(han)冷的(de)(de)環(huan)(huan)境下反復(fu)爬(pa)(pa)直梯(ti)到(dao)罐(guan)(guan)頂部,去操(cao)作罐(guan)(guan)頂閥(fa)門;而圖1.6(b)所(suo)(suo)示方(fang)(fang)案的(de)(de)設計(ji),作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)通過斜爬(pa)(pa)梯(ti)到(dao)罐(guan)(guan)頂聯合平臺(tai)就可(ke)以一次(ci)性完(wan)成罐(guan)(guan)頂部所(suo)(suo)有閥(fa)門的(de)(de)操(cao)作;在寒(han)冷環(huan)(huan)境下,斜爬(pa)(pa)梯(ti)更舒適和安全,更具(ju)有人(ren)(ren)性化,而罐(guan)(guan)頂聯合平臺(tai)也避免了作業(ye)(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)反復(fu)爬(pa)(pa)梯(ti)子的(de)(de)工(gong)(gong)作,因此(ci),圖1.6(b)所(suo)(suo)示方(fang)(fang)案的(de)(de)設計(ji)更好。

五、模(mo)塊化(hua)
進(jin)行標準化、系列化設計可有效地減少(shao)設計、生產(chan)、安裝投入的人力和(he)物力,同(tong)時給(gei)維(wei)護、檢修(xiu)、更換帶(dai)來方便。設計、制(zhi)造(zao)、安裝和(he)生產(chan)上越來越多地采(cai)用(yong)和(he)等效采(cai)用(yong)國外的一些(xie)先進(jin)的標準規范。
工(gong)程應用:模(mo)塊(kuai)化設計(ji)
圖1.7所示為某裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)示意(yi)圖,這個裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)有(you)11個模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),整(zheng)個項目(mu)有(you)5套這樣的(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),配(pei)管(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)時,僅需(xu)(xu)完(wan)(wan)成這一套裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),其他同樣的(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),只(zhi)需(xu)(xu)拷貝(bei)就可以。模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)時,先(xian)將裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)進(jin)行模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)功(gong)能分塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),有(you)一些模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)內的(de)配(pei)管(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)完(wan)(wan)全相同,可實現模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)批量設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)批量預制(zhi)、采購和施工。便捷(jie)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)助(zhu)于(yu)加快(kuai)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)度、提(ti)高設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)質量、提(ti)高施工進(jin)度。

六、美(mei)觀
進入石油(you)化工生產裝置,給人最直觀(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)感覺(jue)就是(shi)不(bu)銹鋼管道(dao)的(de)(de)(de)(de)布置和設備平面布置,層次分(fen)明、美(mei)觀(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)工業管道(dao)布置是(shi)反映設計水準(zhun)高低的(de)(de)(de)(de)一個很重要的(de)(de)(de)(de)指標。
工程(cheng)應用:某裝置不美(mei)觀(guan)的(de)配管(guan)設計
某項目施(shi)工結束(shu)后,發現整體(ti)配管(guan)設計比較紊亂,不美觀,主要表現在以(yi)下幾方(fang)面:
①. 塔、罐、容器等設備(bei)布置時,設備(bei)沒有中心或者切線對齊;
②. 進出管廊的管子(zi)沒有成(cheng)排對齊布(bu)置;
③. 成(cheng)對連接設備的配管沒有對稱或相同走向布(bu)置;
④. 成排的泵、壓縮機、換熱(re)器(qi)、塔等設(she)備的同樣設(she)計內容,配(pei)管(guan)布置風(feng)格卻不(bu)一致,有很多種配(pei)管(guan)走(zou)向。

