不銹鋼裝置設備布置及配管設計的實質是對不(bu)銹鋼管廊、塔、立式容器、反應器、不(bu)銹鋼(gang)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)(gong)程建(jian)設時(shi)可以安全和方(fang)便地施工(gong)(gong)。
②. 運行時(shi)運轉(zhuan)平穩,沒有或者少有跑、冒、滴、漏現象,不(bu)至于造成裝(zhuang)置(zhi)短生產周期的(de)停(ting)車(che)或頻繁(fan)停(ting)車(che);操作和維護(hu)風險小,安全系數大,不(bu)至于因失效而(er)產生重大事故。
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:設(she)備布置設(she)計(ji)錯誤引起的不安全施工
某石化裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)設(she)(she)備布置(zhi)設(she)(she)計時(shi),由于設(she)(she)計考(kao)慮不(bu)周,某立(li)式設(she)(she)備的(de)吊(diao)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)通道(dao)被阻擋,造(zao)成一立(li)式設(she)(she)備無法用(yong)吊(diao)車吊(diao)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang),后來只能用(yong)直升機吊(diao)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang),造(zao)成施工建設(she)(she)時(shi)的(de)不(bu)安全,這種吊(diao)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)也是非常不(bu)經濟(ji)的(de)。
工程應用:放空(kong)排凈的(de)不(bu)合理位置
某煉油裝置項目,在管(guan)廊(lang)上放空排凈設計時,沒有集中(zhong)布(bu)(bu)置,并(bing)把放空排凈布(bu)(bu)置在了不銹鋼管(guan)廊(lang)的(de)里面,由于管(guan)廊(lang)層(ceng)高較低,施工人(ren)員進行放空排凈時既不安全(quan)又不方便。
工(gong)程應用:配管設(she)計(ji)柔性不合格引起的泄漏
某裝(zhuang)置(zhi)因不銹鋼配管(guan)設(she)計柔性(xing)不合格(ge)引起的(de)流體介質泄漏的(de)事故。如圖(tu)(tu)1.4(a)所(suo)示(shi),長期(qi)運行時,造成設(she)備與管(guan)子接口位置(zhi)泄漏。修改為圖(tu)(tu)1.4(b)所(suo)示(shi)的(de)方案,增(zeng)加了(le)自然(ran)補(bu)償彎(wan),可(ke)以正常(chang)運行了(le)。
工程應用(yong):流體分配不(bu)均的不(bu)合理設計
圖(tu)1.5(a)所示(shi)為流(liu)體(ti)分配(pei)不(bu)均(jun)引起(qi)的(de)(de)(de)配(pei)管設計錯誤,流(liu)體(ti)流(liu)量一般是滿足泵A、泵B需(xu)要的(de)(de)(de),當液位低或系(xi)統(tong)壓力(li)高的(de)(de)(de)時候,只(zhi)有阻力(li)小的(de)(de)(de)那一邊可以起(qi)作用,另一臺泵阻力(li)大(da),等于半廢(fei)狀(zhuang)態。修改為圖(tu)1.5(b)所示(shi)配(pei)管時,可避免流(liu)體(ti)分配(pei)不(bu)均(jun)的(de)(de)(de)問題,如果管道(dao)比(bi)較(jiao)長,還需(xu)要考慮(lv)管道(dao)熱脹(zhang)冷縮時的(de)(de)(de)柔性設計。
二、滿足工藝
①. 滿(man)足工(gong)藝要求是工(gong)藝裝置(zhi)布置(zhi)及不(bu)銹(xiu)鋼配管(guan)設計的最基本要求。
②. 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)(de)開發來(lai)源于工(gong)(gong)廠(chang)的(de)(de)技(ji)(ji)術革(ge)新(xin)(xin)或研究單位的(de)(de)新(xin)(xin)技(ji)(ji)術開發。現代工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)大都由(you)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)專利擁(yong)有(you)者提供工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)包(bao)(bao),包(bao)(bao)括工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)設計(ji)的(de)(de)物(wu)料平(ping)衡(heng)、熱(re)平(ping)衡(heng)、主要(yao)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)設備的(de)(de)計(ji)算和工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)圖,而工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)擁(yong)有(you)者常是科研單位和這一產品(pin)的(de)(de)已有(you)生產廠(chang),或者兩者的(de)(de)結合。近年來(lai)的(de)(de)大型(xing)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)已開始向(xiang)這方向(xiang)發展,購(gou)買工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)包(bao)(bao),然(ran)后根(gen)據工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)包(bao)(bao)進行(xing)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji),這對保證工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)(de)先進性和可靠(kao)性有(you)極大意義。
③. 用于工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)(cheng)的(de)(de)設計圖(tu)紙有三種:方(fang)框圖(tu)BFD,主(zhu)要是(shi)(shi)對整個流(liu)程(cheng)(cheng)有個大(da)致(zhi)的(de)(de)了解(jie);工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)(cheng)圖(tu)PFD,主(zhu)要是(shi)(shi)針對各(ge)個工(gong)藝(yi)的(de)(de)主(zhu)要設備和(he)管(guan)(guan)道畫(hua)出(chu)的(de)(de)圖(tu),是(shi)(shi)對BFD的(de)(de)進(jin)(jin)一步細化;管(guan)(guan)道及(ji)儀表流(liu)程(cheng)(cheng)圖(tu)PID,是(shi)(shi)針對某一設備或者(zhe)主(zhu)要管(guan)(guan)道,加上儀表和(he)控制系統畫(hua)出(chu)的(de)(de)圖(tu),是(shi)(shi)對PFD的(de)(de)進(jin)(jin)一步細化。
工(gong)藝裝置(zhi)布(bu)置(zhi)及配管(guan)設(she)計需要參考的工(gong)藝流(liu)程圖(tu)(tu),一般指工(gong)藝流(liu)程圖(tu)(tu)PFD和(he)管(guan)道及儀表流(liu)程圖(tu)(tu)PID。
三、經濟(ji)性
經濟(ji)性是指(zhi)一次投(tou)資費用(yong)和(he)操作維(wei)護(hu)費用(yong)的綜合指(zhi)數低(di)。一般(ban)情(qing)況下,如果(guo)一次投(tou)資較高,其可靠性好,操作、維(wei)護(hu)費用(yong)低(di)。借助計(ji)(ji)算機分析可以(yi)取最優(you)化的組(zu)合。在設計(ji)(ji)中,要力爭做到管系中各元件具有(you)相同(tong)的強度和(he)壽命。
減少(shao)裝置的(de)占地面積也是(shi)降低(di)基建投(tou)資的(de)一個(ge)有(you)效手段,而減少(shao)占地面積又(you)往往與操作、維護、消(xiao)防以及其他技術(shu)需求一定的(de)空間相矛(mao)盾,良(liang)好(hao)的(de)設計應是(shi)二者的(de)優(you)化組合(he)。
四、人性化
人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)是在(zai)滿(man)足配(pei)管設(she)計(ji)(ji)基本技(ji)術要求的基礎上(shang),使(shi)設(she)計(ji)(ji)與(yu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)體相(xiang)適(shi)(shi)應,減少人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的不(bu)適(shi)(shi)應性(xing)(xing)和負擔,使(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)與(yu)工(gong)廠(chang)配(pei)管系統結(jie)合更(geng)加優化(hua)(hua),使(shi)配(pei)管更(geng)加適(shi)(shi)合施工(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)、運(yun)行人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)及檢修人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的要求。人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)重視作(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的生理、心(xin)理特性(xing)(xing),為(wei)作(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)構建安全、舒適(shi)(shi)和高(gao)效(xiao)的操(cao)作(zuo)(zuo)環境(jing),使(shi)作(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的操(cao)作(zuo)(zuo)簡便省力、迅速準(zhun)確、安全舒適(shi)(shi),充分發揮效(xiao)能,提(ti)高(gao)整個系統的效(xiao)益和質(zhi)量。工(gong)藝裝置布置及配(pei)管設(she)計(ji)(ji)的人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)一般包含:作(zuo)(zuo)業空間人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業強(qiang)度(du)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業安全人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)(hua)設(she)計(ji)(ji)。
工程應用:人性化配(pei)管設計的優化
良(liang)好的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)(ye)強度人(ren)性(xing)化設計(ji),可(ke)以(yi)(yi)減少運(yun)行、檢修、維護作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)強度,提高作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)效率。例如(ru),某工(gong)(gong)(gong)程項目需要(yao)在常年寒冷地區布置儲(chu)罐(guan),如(ru)果建成后儲(chu)罐(guan)頂(ding)部(bu)的(de)(de)閥門需要(yao)經常手動操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)。圖(tu)1.6(a)所(suo)(suo)示(shi)方(fang)案的(de)(de)設計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)需要(yao)在寒冷的(de)(de)環(huan)境下(xia)反(fan)復爬(pa)直梯到罐(guan)頂(ding)部(bu),去操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)罐(guan)頂(ding)閥門;而圖(tu)1.6(b)所(suo)(suo)示(shi)方(fang)案的(de)(de)設計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)通過斜(xie)爬(pa)梯到罐(guan)頂(ding)聯(lian)合平臺就可(ke)以(yi)(yi)一次(ci)性(xing)完(wan)成罐(guan)頂(ding)部(bu)所(suo)(suo)有閥門的(de)(de)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo);在寒冷環(huan)境下(xia),斜(xie)爬(pa)梯更(geng)(geng)舒適(shi)和安(an)全,更(geng)(geng)具有人(ren)性(xing)化,而罐(guan)頂(ding)聯(lian)合平臺也避(bi)免了(le)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)反(fan)復爬(pa)梯子的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo),因此(ci),圖(tu)1.6(b)所(suo)(suo)示(shi)方(fang)案的(de)(de)設計(ji)更(geng)(geng)好。
五、模塊化
進(jin)(jin)行標(biao)(biao)準(zhun)化、系列化設計(ji)可有效(xiao)地減少設計(ji)、生(sheng)(sheng)產、安裝投入的(de)人(ren)力和物力,同時給維護、檢(jian)修、更換帶(dai)來方(fang)便。設計(ji)、制造、安裝和生(sheng)(sheng)產上越來越多地采(cai)用(yong)和等效(xiao)采(cai)用(yong)國外的(de)一些先進(jin)(jin)的(de)標(biao)(biao)準(zhun)規范。
工(gong)程應用:模塊(kuai)化設計
圖1.7所示(shi)為某裝(zhuang)置的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)計(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)示(shi)意(yi)圖,這(zhe)(zhe)個(ge)裝(zhuang)置有(you)(you)11個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai),整個(ge)項目有(you)(you)5套這(zhe)(zhe)樣(yang)(yang)的(de)裝(zhuang)置,配(pei)管設(she)計(ji)(ji)時,僅(jin)需完(wan)成這(zhe)(zhe)一(yi)套裝(zhuang)置的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)計(ji)(ji),其他同樣(yang)(yang)的(de)裝(zhuang)置,只(zhi)需拷貝(bei)就可(ke)以(yi)。模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)計(ji)(ji)時,先將裝(zhuang)置進(jin)(jin)行模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)功能分塊(kuai)(kuai),有(you)(you)一(yi)些模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)內的(de)配(pei)管設(she)計(ji)(ji)完(wan)全相同,可(ke)實(shi)現模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)批(pi)量設(she)計(ji)(ji)、模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)批(pi)量預制、采購和施工(gong)。便捷模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)計(ji)(ji)有(you)(you)助于加快(kuai)設(she)計(ji)(ji)進(jin)(jin)度、提高設(she)計(ji)(ji)質量、提高施工(gong)進(jin)(jin)度。
六(liu)、美觀
進入石油化(hua)工生(sheng)產裝置,給人最直觀的感覺就是(shi)不銹鋼管道(dao)的布(bu)置和(he)設(she)備平(ping)面布(bu)置,層次分(fen)明、美觀的工業(ye)管道(dao)布(bu)置是(shi)反映設(she)計水準高低的一(yi)個很重要(yao)的指標。
工程應用(yong):某裝置(zhi)不(bu)美觀的配(pei)管設計
某項目施工結束后,發(fa)現整體配管設計(ji)比較紊亂,不美觀(guan),主要(yao)表(biao)現在(zai)以下(xia)幾方面:
①. 塔(ta)、罐(guan)、容器等設備布置時,設備沒有中心或者切線對齊;
②. 進出管廊的管子沒(mei)有(you)成排對(dui)齊(qi)布置;
③. 成對連接設備的配管沒有對稱或相同走向布置;
④. 成排的(de)泵、壓縮機(ji)、換熱器(qi)、塔等設備(bei)的(de)同樣設計(ji)內容,配管布置風格卻不一致(zhi),有很多種(zhong)配管走(zou)向。