不(bu)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(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


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


 ②. 運(yun)行時(shi)運(yun)轉平穩,沒有或(huo)者少(shao)有跑、冒、滴、漏現象,不(bu)至(zhi)(zhi)于(yu)造成(cheng)裝置(zhi)短生(sheng)產周期的停(ting)車(che)或(huo)頻(pin)繁(fan)停(ting)車(che);操作(zuo)和維(wei)護風險小,安(an)全系數大(da),不(bu)至(zhi)(zhi)于(yu)因失(shi)效而產生(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(gong)程應用:設備(bei)布(bu)置設計(ji)錯誤引起的不安全(quan)施工(gong)


   某石化裝(zhuang)(zhuang)置設(she)備(bei)布置設(she)計時(shi),由于設(she)計考慮不(bu)周(zhou),某立式(shi)設(she)備(bei)的(de)(de)吊(diao)(diao)裝(zhuang)(zhuang)通道(dao)被阻擋,造成一立式(shi)設(she)備(bei)無(wu)法用(yong)吊(diao)(diao)車吊(diao)(diao)裝(zhuang)(zhuang),后來只能用(yong)直升機(ji)吊(diao)(diao)裝(zhuang)(zhuang),造成施工建設(she)時(shi)的(de)(de)不(bu)安全,這種吊(diao)(diao)裝(zhuang)(zhuang)也是非(fei)常不(bu)經濟的(de)(de)。


工程應用(yong):放空排(pai)凈的不合(he)理位(wei)置


   某(mou)煉油(you)裝置項目,在(zai)管廊上放空排凈設計(ji)時,沒有集(ji)中布置,并把放空排凈布置在(zai)了不(bu)銹鋼(gang)管廊的(de)里面(mian),由于管廊層(ceng)高(gao)較低,施工人(ren)員進行放空排凈時既不(bu)安(an)全又不(bu)方便。


工程應用:配管設(she)計柔(rou)性不合格(ge)引(yin)起(qi)的泄(xie)漏


  某裝置因不銹鋼(gang)配管(guan)設計柔性不合格引起的流體介質泄漏的事故。如(ru)圖1.4(a)所(suo)示(shi),長期運行時,造成設備與管(guan)子接口位置泄漏。修改為圖1.4(b)所(suo)示(shi)的方案,增加了自然補償彎,可(ke)以正(zheng)常運行了。


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工(gong)程應用(yong):流(liu)體分配不均的不合理設計


   圖(tu)1.5(a)所示為(wei)流(liu)體分配不(bu)均(jun)(jun)引起的(de)配管(guan)設計錯誤(wu),流(liu)體流(liu)量一(yi)般(ban)是滿足泵A、泵B需要(yao)的(de),當液位低或系統壓力高的(de)時候,只有阻力小(xiao)的(de)那(nei)一(yi)邊可以起作用,另(ling)一(yi)臺泵阻力大,等于半廢狀態(tai)。修改(gai)為(wei)圖(tu)1.5(b)所示配管(guan)時,可避(bi)免(mian)流(liu)體分配不(bu)均(jun)(jun)的(de)問題,如果(guo)管(guan)道比(bi)較長(chang),還需要(yao)考(kao)慮管(guan)道熱脹冷縮時的(de)柔性設計。


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二(er)、滿足工藝


 ①. 滿足工(gong)藝(yi)要求是工(gong)藝(yi)裝置布置及不(bu)銹(xiu)鋼配管設計(ji)的最基本要求。


 ②. 工藝(yi)流程(cheng)的(de)(de)(de)開(kai)發(fa)來源(yuan)于工廠的(de)(de)(de)技術革新或(huo)研(yan)究單(dan)(dan)位的(de)(de)(de)新技術開(kai)發(fa)。現代工程(cheng)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)工藝(yi)流程(cheng)大都由工藝(yi)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)專利擁有(you)者提供工藝(yi)包,包括工藝(yi)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)物(wu)料(liao)平衡、熱(re)平衡、主要工藝(yi)設(she)(she)(she)備的(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算和工藝(yi)流程(cheng)圖(tu),而工藝(yi)流程(cheng)擁有(you)者常是科研(yan)單(dan)(dan)位和這(zhe)(zhe)一產品的(de)(de)(de)已(yi)有(you)生(sheng)產廠,或(huo)者兩者的(de)(de)(de)結合(he)。近年來的(de)(de)(de)大型(xing)工程(cheng)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)已(yi)開(kai)始向這(zhe)(zhe)方向發(fa)展,購買工藝(yi)包,然后根據工藝(yi)包進(jin)行(xing)工程(cheng)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji),這(zhe)(zhe)對保證工藝(yi)流程(cheng)的(de)(de)(de)先進(jin)性(xing)(xing)和可靠(kao)性(xing)(xing)有(you)極大意義。


 ③. 用于工藝流(liu)程(cheng)的(de)(de)(de)設(she)計圖(tu)(tu)紙有(you)三種:方框(kuang)圖(tu)(tu)BFD,主要(yao)(yao)是對整個流(liu)程(cheng)有(you)個大致的(de)(de)(de)了解(jie);工藝流(liu)程(cheng)圖(tu)(tu)PFD,主要(yao)(yao)是針對各個工藝的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)設(she)備(bei)和管道(dao)畫(hua)出(chu)的(de)(de)(de)圖(tu)(tu),是對BFD的(de)(de)(de)進一(yi)步細化;管道(dao)及儀表流(liu)程(cheng)圖(tu)(tu)PID,是針對某一(yi)設(she)備(bei)或者主要(yao)(yao)管道(dao),加上儀表和控制(zhi)系統畫(hua)出(chu)的(de)(de)(de)圖(tu)(tu),是對PFD的(de)(de)(de)進一(yi)步細化。


   工(gong)藝裝(zhuang)置布置及(ji)配管(guan)(guan)設(she)計需要參考的(de)工(gong)藝流(liu)程圖,一般指工(gong)藝流(liu)程圖PFD和管(guan)(guan)道及(ji)儀表流(liu)程圖PID。



三、經濟(ji)性


  經濟性是指(zhi)一(yi)次(ci)投資(zi)費(fei)用和操作維(wei)護費(fei)用的綜合(he)指(zhi)數(shu)低。一(yi)般情況下,如果(guo)一(yi)次(ci)投資(zi)較高,其可靠(kao)性好(hao),操作、維(wei)護費(fei)用低。借(jie)助計(ji)算(suan)機分析可以(yi)取最優化的組合(he)。在設計(ji)中,要力爭做到管(guan)系中各元(yuan)件(jian)具有相同的強度和壽命。


  減少裝(zhuang)置(zhi)的占(zhan)地(di)面積也是降低基建投資(zi)的一個有效手(shou)段,而減少占(zhan)地(di)面積又(you)往往與操作(zuo)、維護、消防以(yi)及(ji)其他技術需(xu)求一定的空(kong)間相矛盾,良好的設(she)計(ji)應是二者的優(you)化組合(he)。



四、人性化(hua)


  人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)是在滿足配管設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)基本(ben)技術要求的(de)(de)基礎上,使設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)與人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)體相適(shi)(shi)應(ying),減少人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)不適(shi)(shi)應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)負(fu)擔(dan),使人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)與工(gong)(gong)廠配管系統結合更加優化(hua),使配管更加適(shi)(shi)合施工(gong)(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)、運行人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)及檢(jian)修人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)要求。人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)重視作(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)生(sheng)理、心理特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing),為作(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)構建安全、舒適(shi)(shi)和(he)高(gao)效的(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)環境,使作(zuo)(zuo)業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)簡便(bian)省(sheng)力(li)、迅速準(zhun)確、安全舒適(shi)(shi),充分(fen)發揮(hui)效能,提高(gao)整個系統的(de)(de)效益和(he)質量。工(gong)(gong)藝(yi)裝(zhuang)置布置及配管設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)一般包含:作(zuo)(zuo)業(ye)空間人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業(ye)強度(du)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業(ye)安全人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)。


工程應用(yong):人性化(hua)配管設計(ji)的優(you)化(hua)


  良好的(de)(de)作(zuo)(zuo)業(ye)強(qiang)度人性化(hua)設計,可(ke)以減(jian)少運行(xing)、檢修、維護作(zuo)(zuo)業(ye)人員(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)強(qiang)度,提高(gao)作(zuo)(zuo)業(ye)人員(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)效率。例如(ru),某工(gong)程項目需要在(zai)常(chang)(chang)年寒(han)冷(leng)地(di)區布置(zhi)儲(chu)(chu)罐,如(ru)果(guo)建(jian)成后儲(chu)(chu)罐頂(ding)(ding)部(bu)(bu)的(de)(de)閥(fa)門需要經常(chang)(chang)手動(dong)操(cao)作(zuo)(zuo)。圖(tu)1.6(a)所示(shi)方(fang)案(an)的(de)(de)設計,作(zuo)(zuo)業(ye)人員(yuan)(yuan)(yuan)需要在(zai)寒(han)冷(leng)的(de)(de)環境下反(fan)復(fu)爬直梯(ti)(ti)到(dao)罐頂(ding)(ding)部(bu)(bu),去(qu)操(cao)作(zuo)(zuo)罐頂(ding)(ding)閥(fa)門;而圖(tu)1.6(b)所示(shi)方(fang)案(an)的(de)(de)設計,作(zuo)(zuo)業(ye)人員(yuan)(yuan)(yuan)通過斜(xie)爬梯(ti)(ti)到(dao)罐頂(ding)(ding)聯合平臺就可(ke)以一(yi)次性完成罐頂(ding)(ding)部(bu)(bu)所有(you)閥(fa)門的(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo);在(zai)寒(han)冷(leng)環境下,斜(xie)爬梯(ti)(ti)更舒適和安全,更具有(you)人性化(hua),而罐頂(ding)(ding)聯合平臺也避(bi)免了作(zuo)(zuo)業(ye)人員(yuan)(yuan)(yuan)反(fan)復(fu)爬梯(ti)(ti)子的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo),因此,圖(tu)1.6(b)所示(shi)方(fang)案(an)的(de)(de)設計更好。


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五(wu)、模(mo)塊(kuai)化


  進(jin)行(xing)標準化、系列(lie)化設(she)計可(ke)有效(xiao)地減少設(she)計、生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)、安裝(zhuang)投入的人力(li)和(he)物(wu)力(li),同時給維護、檢修、更換帶來方便。設(she)計、制造、安裝(zhuang)和(he)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)上(shang)越來越多地采用(yong)和(he)等效(xiao)采用(yong)國外的一(yi)些先進(jin)的標準規范。


 工程(cheng)應用(yong):模塊化設(she)計(ji)


  圖1.7所(suo)示為某裝(zhuang)置(zhi)的(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)示意(yi)圖,這個(ge)裝(zhuang)置(zhi)有11個(ge)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),整(zheng)個(ge)項目有5套(tao)這樣的(de)裝(zhuang)置(zhi),配(pei)管設(she)(she)計(ji)(ji)時(shi),僅需(xu)完(wan)成這一套(tao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji),其(qi)他同(tong)樣的(de)裝(zhuang)置(zhi),只需(xu)拷貝就可以。模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)時(shi),先將裝(zhuang)置(zhi)進行模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)功能分塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai),有一些(xie)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)內的(de)配(pei)管設(she)(she)計(ji)(ji)完(wan)全相同(tong),可實現模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)批量(liang)設(she)(she)計(ji)(ji)、模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)批量(liang)預制、采購和施工(gong)(gong)。便捷模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)計(ji)(ji)有助(zhu)于加快設(she)(she)計(ji)(ji)進度(du)、提高(gao)設(she)(she)計(ji)(ji)質(zhi)量(liang)、提高(gao)施工(gong)(gong)進度(du)。


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六、美觀


  進(jin)入石油化工(gong)生(sheng)產(chan)裝置(zhi)(zhi),給人最直觀的(de)(de)感(gan)覺(jue)就是不銹鋼管(guan)道的(de)(de)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)和設備平面布(bu)(bu)置(zhi)(zhi),層次(ci)分明、美觀的(de)(de)工(gong)業管(guan)道布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)是反映設計水準高低的(de)(de)一個(ge)很重要的(de)(de)指標。


 工程應(ying)用:某裝置不美觀的配管設計


 某項目施(shi)工結束后,發現(xian)整體配管(guan)設計比較紊(wen)亂(luan),不美觀,主(zhu)要表(biao)現(xian)在以(yi)下幾方面:


   ①. 塔、罐、容器等設備布置時,設備沒有中心或者切(qie)線對齊;


   ②. 進出管廊的管子沒有成排對(dui)齊(qi)布置;


   ③. 成對連接(jie)設備的配管沒(mei)有對稱或相同走(zou)向(xiang)布置;


   ④. 成排的(de)(de)泵(beng)、壓縮機(ji)、換熱(re)器、塔等設(she)備的(de)(de)同(tong)樣(yang)設(she)計(ji)內(nei)容(rong),配(pei)管布置(zhi)風格卻(que)不一(yi)致,有很多種配(pei)管走向。