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. 工程建設時(shi)可以安全(quan)和方(fang)便地施工。


 ②. 運行時運轉平穩,沒有(you)或者少有(you)跑、冒、滴、漏(lou)現象,不至于造成裝置短生(sheng)產(chan)周期的停車或頻繁(fan)停車;操作和維護風(feng)險小,安全系數大,不至于因失效(xiao)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銹(xiu)鋼(gang)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(cheng)應用:設(she)(she)備(bei)布置設(she)(she)計錯誤(wu)引起(qi)的不安全施(shi)工(gong)


   某(mou)石化(hua)裝置設(she)(she)備布置設(she)(she)計(ji)時,由于設(she)(she)計(ji)考慮不(bu)周,某(mou)立式設(she)(she)備的吊(diao)裝通道被阻擋,造成一立式設(she)(she)備無法用(yong)吊(diao)車吊(diao)裝,后(hou)來只能(neng)用(yong)直升機吊(diao)裝,造成施工建設(she)(she)時的不(bu)安(an)全,這種吊(diao)裝也是非常不(bu)經濟的。


工程應用:放空(kong)排凈的不合理位置(zhi)


   某(mou)煉油裝置項(xiang)目,在(zai)管廊(lang)上放(fang)空(kong)(kong)(kong)排(pai)(pai)凈(jing)設(she)計時,沒有集中布置,并把放(fang)空(kong)(kong)(kong)排(pai)(pai)凈(jing)布置在(zai)了不銹鋼管廊(lang)的里面,由于管廊(lang)層(ceng)高較低,施工人員(yuan)進行(xing)放(fang)空(kong)(kong)(kong)排(pai)(pai)凈(jing)時既不安全又不方便(bian)。


工(gong)程應用:配(pei)管設計柔性不合格引起的泄漏


  某裝置(zhi)因(yin)不(bu)銹鋼配管設計柔性(xing)不(bu)合格引起的(de)流體介質泄漏(lou)的(de)事故。如圖(tu)1.4(a)所(suo)示(shi),長(chang)期運行(xing)時,造(zao)成設備與管子接口位置(zhi)泄漏(lou)。修改為圖(tu)1.4(b)所(suo)示(shi)的(de)方案,增(zeng)加了(le)自然補償彎,可以正常運行(xing)了(le)。


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工(gong)程(cheng)應用:流(liu)體分配不均的不合理設(she)計


   圖1.5(a)所(suo)示(shi)(shi)為流體(ti)分(fen)配(pei)不均(jun)引起的(de)配(pei)管(guan)設(she)計錯誤(wu),流體(ti)流量(liang)一般是滿(man)足泵(beng)A、泵(beng)B需(xu)要的(de),當液(ye)位低或系統壓(ya)力高的(de)時(shi)候,只有阻力小的(de)那一邊可以(yi)起作(zuo)用,另一臺泵(beng)阻力大(da),等于半(ban)廢狀態。修改為圖1.5(b)所(suo)示(shi)(shi)配(pei)管(guan)時(shi),可避免流體(ti)分(fen)配(pei)不均(jun)的(de)問題,如果管(guan)道比較(jiao)長,還需(xu)要考慮管(guan)道熱脹(zhang)冷(leng)縮(suo)時(shi)的(de)柔性(xing)設(she)計。


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二、滿足工藝


 ①. 滿足工(gong)藝(yi)要求(qiu)(qiu)是工(gong)藝(yi)裝(zhuang)置布置及(ji)不銹鋼配(pei)管設計(ji)的最(zui)基本要求(qiu)(qiu)。


 ②. 工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)開(kai)發來源于工(gong)廠(chang)的(de)技術(shu)革(ge)新或研(yan)究(jiu)單位(wei)的(de)新技術(shu)開(kai)發。現代工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)計(ji)的(de)工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)大都由工(gong)藝(yi)過程(cheng)(cheng)的(de)專利擁有(you)者(zhe)提供(gong)工(gong)藝(yi)包,包括工(gong)藝(yi)設(she)(she)計(ji)的(de)物(wu)料平衡、熱(re)平衡、主要(yao)工(gong)藝(yi)設(she)(she)備的(de)計(ji)算和(he)工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)圖,而工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)擁有(you)者(zhe)常是科研(yan)單位(wei)和(he)這一產品的(de)已(yi)有(you)生產廠(chang),或者(zhe)兩者(zhe)的(de)結合。近年來的(de)大型工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)計(ji)已(yi)開(kai)始(shi)向這方向發展,購買工(gong)藝(yi)包,然(ran)后(hou)根據工(gong)藝(yi)包進(jin)行(xing)工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)計(ji),這對保證工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)先進(jin)性和(he)可靠(kao)性有(you)極大意義(yi)。


 ③. 用于工藝流程(cheng)(cheng)的(de)(de)設(she)計圖(tu)紙有三(san)種(zhong):方框圖(tu)BFD,主要是(shi)對整(zheng)個(ge)流程(cheng)(cheng)有個(ge)大致的(de)(de)了解;工藝流程(cheng)(cheng)圖(tu)PFD,主要是(shi)針對各個(ge)工藝的(de)(de)主要設(she)備和(he)管道畫出(chu)的(de)(de)圖(tu),是(shi)對BFD的(de)(de)進(jin)一步細(xi)化;管道及儀(yi)表流程(cheng)(cheng)圖(tu)PID,是(shi)針對某一設(she)備或者主要管道,加(jia)上(shang)儀(yi)表和(he)控(kong)制(zhi)系統畫出(chu)的(de)(de)圖(tu),是(shi)對PFD的(de)(de)進(jin)一步細(xi)化。


   工(gong)藝(yi)裝置布(bu)置及配管設(she)計需要參(can)考的工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)圖(tu),一般(ban)指工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)圖(tu)PFD和管道及儀表流(liu)程(cheng)圖(tu)PID。



三、經濟(ji)性


  經濟性是指一(yi)次(ci)投(tou)資費(fei)(fei)用和(he)操作(zuo)維(wei)護(hu)(hu)費(fei)(fei)用的(de)綜(zong)合指數低。一(yi)般情況下,如果(guo)一(yi)次(ci)投(tou)資較高(gao),其可靠性好,操作(zuo)、維(wei)護(hu)(hu)費(fei)(fei)用低。借助計(ji)算(suan)機(ji)分析可以取(qu)最(zui)優化(hua)的(de)組合。在設計(ji)中,要力(li)爭做到管系中各元件具有相同的(de)強度(du)和(he)壽命。


  減(jian)少裝置的(de)占地(di)面積也是(shi)降低基建投資的(de)一個有效手(shou)段,而減(jian)少占地(di)面積又往往與操作、維護、消防(fang)以(yi)及其他技術需求一定的(de)空間相(xiang)矛盾,良好的(de)設計(ji)應(ying)是(shi)二者的(de)優化(hua)組合(he)。



四、人(ren)性化


  人(ren)(ren)(ren)(ren)性化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)是在滿足配(pei)管設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)基本(ben)技術(shu)要求的(de)基礎(chu)上,使設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)與(yu)人(ren)(ren)(ren)(ren)體相適(shi)應(ying),減少人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)不(bu)適(shi)應(ying)性和負擔,使人(ren)(ren)(ren)(ren)與(yu)工(gong)廠配(pei)管系統結合(he)更加優化,使配(pei)管更加適(shi)合(he)施工(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)、運行人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)及檢修(xiu)人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)要求。人(ren)(ren)(ren)(ren)性化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)重視作(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)生理、心理特性,為作(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)構建安(an)全(quan)(quan)、舒(shu)適(shi)和高(gao)效的(de)操作(zuo)(zuo)環境(jing),使作(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)操作(zuo)(zuo)簡便省力、迅(xun)速準(zhun)確(que)、安(an)全(quan)(quan)舒(shu)適(shi),充分發(fa)揮效能,提高(gao)整個系統的(de)效益和質量。工(gong)藝裝置布置及配(pei)管設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)性化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)一(yi)般(ban)包(bao)含:作(zuo)(zuo)業空(kong)間人(ren)(ren)(ren)(ren)性化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業強度人(ren)(ren)(ren)(ren)性化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業安(an)全(quan)(quan)人(ren)(ren)(ren)(ren)性化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)。


工程應用:人性化配管(guan)設計的優(you)化


  良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)強度人(ren)(ren)性化設(she)計,可(ke)(ke)以減少(shao)運行、檢修、維(wei)護作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)強度,提高作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)效率。例(li)如,某工(gong)程項目(mu)需要在常(chang)年寒(han)冷(leng)地區布置(zhi)儲(chu)罐(guan),如果建成后儲(chu)罐(guan)頂(ding)部的(de)(de)(de)(de)閥(fa)門(men)需要經常(chang)手動操作(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所示方(fang)案的(de)(de)(de)(de)設(she)計,作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)需要在寒(han)冷(leng)的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)下反復(fu)爬(pa)直(zhi)梯到(dao)罐(guan)頂(ding)部,去(qu)操作(zuo)(zuo)罐(guan)頂(ding)閥(fa)門(men);而(er)圖1.6(b)所示方(fang)案的(de)(de)(de)(de)設(she)計,作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)通過斜爬(pa)梯到(dao)罐(guan)頂(ding)聯合(he)平臺(tai)就可(ke)(ke)以一次性完成罐(guan)頂(ding)部所有閥(fa)門(men)的(de)(de)(de)(de)操作(zuo)(zuo);在寒(han)冷(leng)環(huan)(huan)境(jing)下,斜爬(pa)梯更(geng)舒適和(he)安全,更(geng)具有人(ren)(ren)性化,而(er)罐(guan)頂(ding)聯合(he)平臺(tai)也(ye)避免了作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)員(yuan)反復(fu)爬(pa)梯子的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo),因此(ci),圖1.6(b)所示方(fang)案的(de)(de)(de)(de)設(she)計更(geng)好(hao)。


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五、模塊化


  進行標準(zhun)化、系(xi)列化設計可有效地減少設計、生產(chan)、安裝(zhuang)投入的人力和物(wu)力,同時給維護、檢修、更換帶來方便。設計、制造、安裝(zhuang)和生產(chan)上越來越多(duo)地采用和等效采用國外(wai)的一些(xie)先(xian)進的標準(zhun)規范(fan)。


 工程應(ying)用:模(mo)塊化設計


  圖1.7所示為某裝置(zhi)的(de)(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)示意(yi)圖,這(zhe)(zhe)個(ge)裝置(zhi)有11個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai),整個(ge)項目有5套(tao)這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)(de)裝置(zhi),配管(guan)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)時(shi),僅需完(wan)成這(zhe)(zhe)一(yi)套(tao)裝置(zhi)的(de)(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji),其他(ta)同(tong)樣(yang)的(de)(de)裝置(zhi),只需拷(kao)貝就可以。模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)時(shi),先將裝置(zhi)進(jin)行模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)功能分塊(kuai)(kuai),有一(yi)些模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)內的(de)(de)配管(guan)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)完(wan)全相(xiang)同(tong),可實現模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)(de)批(pi)量(liang)(liang)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)批(pi)量(liang)(liang)預制、采購(gou)和(he)施(shi)工。便(bian)捷模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)有助(zhu)于加(jia)快設(she)(she)(she)計(ji)(ji)進(jin)度、提高設(she)(she)(she)計(ji)(ji)質量(liang)(liang)、提高施(shi)工進(jin)度。


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六、美觀


  進入石油化工生產裝置,給人最(zui)直(zhi)觀的(de)感覺就是(shi)不銹鋼管道(dao)的(de)布置和設備(bei)平面布置,層次分明、美觀的(de)工業管道(dao)布置是(shi)反(fan)映設計水準高低的(de)一個很(hen)重要的(de)指標。


 工(gong)程應用:某裝置不(bu)美觀的(de)配管設計(ji)


 某(mou)項目施工結束后,發現(xian)整體配管設(she)計比較紊亂,不美(mei)觀,主要表現(xian)在(zai)以下幾方(fang)面:


   ①. 塔(ta)、罐(guan)、容器(qi)等(deng)設備布置時,設備沒有中心或(huo)者切線對齊;


   ②. 進(jin)出(chu)管廊的管子沒有成排對齊(qi)布置;


   ③. 成對連接設備的(de)配管沒有(you)對稱(cheng)或相(xiang)同走向布置(zhi);


   ④. 成(cheng)排的泵、壓縮機(ji)、換熱(re)器、塔等設(she)備(bei)的同樣設(she)計內容,配管布置風格卻不一致,有很多種配管走向。