不銹鋼裝置設備布置及配管設計的實質是對不銹鋼(gang)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(jian)設時可以安全(quan)和方便地施工。


 ②. 運(yun)行時(shi)運(yun)轉平(ping)穩,沒有(you)或者少有(you)跑、冒、滴、漏現象,不至于(yu)造成裝置短(duan)生(sheng)產周期的停車或頻(pin)繁(fan)停車;操作(zuo)和維護(hu)風險小,安(an)全系數大,不至于(yu)因失效而產生(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。


工程應用:設(she)備布置(zhi)設(she)計(ji)錯誤引起的不安全(quan)施工


   某(mou)石化裝(zhuang)(zhuang)置設(she)(she)(she)備(bei)布置設(she)(she)(she)計時,由(you)于(yu)設(she)(she)(she)計考慮不周,某(mou)立(li)(li)式設(she)(she)(she)備(bei)的吊(diao)(diao)裝(zhuang)(zhuang)通道被阻擋,造(zao)成一立(li)(li)式設(she)(she)(she)備(bei)無法(fa)用吊(diao)(diao)車吊(diao)(diao)裝(zhuang)(zhuang),后來只能(neng)用直升機吊(diao)(diao)裝(zhuang)(zhuang),造(zao)成施工建(jian)設(she)(she)(she)時的不安全,這種吊(diao)(diao)裝(zhuang)(zhuang)也是非常不經(jing)濟的。


工(gong)程應用:放空排凈的不合理位置(zhi)


   某(mou)煉油(you)裝置(zhi)項(xiang)目,在管廊上(shang)放空(kong)排凈(jing)設(she)計時(shi)(shi),沒有集(ji)中布(bu)(bu)置(zhi),并(bing)把放空(kong)排凈(jing)布(bu)(bu)置(zhi)在了不(bu)(bu)(bu)銹鋼管廊的里(li)面,由于管廊層高較低(di),施工人員(yuan)進行放空(kong)排凈(jing)時(shi)(shi)既(ji)不(bu)(bu)(bu)安全又不(bu)(bu)(bu)方便。


工程應用:配管設計柔性不合格引起的泄漏


  某裝置(zhi)因不銹鋼配(pei)管(guan)(guan)設計柔性不合格引起的流體介質泄(xie)漏(lou)的事故。如圖1.4(a)所示,長(chang)期運行(xing)時,造(zao)成設備與管(guan)(guan)子接口(kou)位置(zhi)泄(xie)漏(lou)。修改(gai)為(wei)圖1.4(b)所示的方案,增加了自然補償彎,可以正常運行(xing)了。


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工程應用:流體分配(pei)不均的(de)不合理設計


   圖1.5(a)所(suo)示為流(liu)體(ti)分配不均(jun)引起的(de)配管設(she)計錯誤,流(liu)體(ti)流(liu)量一般是滿足泵A、泵B需要的(de),當液位(wei)低或系統壓力(li)高的(de)時候(hou),只有(you)阻力(li)小的(de)那一邊(bian)可(ke)以起作用,另一臺泵阻力(li)大,等于半廢狀態(tai)。修改(gai)為圖1.5(b)所(suo)示配管時,可(ke)避免流(liu)體(ti)分配不均(jun)的(de)問題(ti),如果(guo)管道(dao)比較(jiao)長,還需要考慮管道(dao)熱(re)脹冷縮時的(de)柔性(xing)設(she)計。


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二、滿足工藝


 ①. 滿足(zu)工藝要求(qiu)是(shi)工藝裝置布(bu)置及(ji)不(bu)銹鋼(gang)配(pei)管(guan)設計的最基本要求(qiu)。


 ②. 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)的(de)開發(fa)(fa)來(lai)源于工(gong)(gong)廠的(de)技(ji)術革新或研(yan)究(jiu)單(dan)位(wei)的(de)新技(ji)術開發(fa)(fa)。現代工(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji)(ji)的(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)大(da)都由工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)過程(cheng)的(de)專(zhuan)利擁(yong)有者(zhe)提供工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)包(bao),包(bao)括工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)設(she)計(ji)(ji)的(de)物料(liao)平衡、熱平衡、主要工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)設(she)備的(de)計(ji)(ji)算和(he)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)圖,而(er)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)擁(yong)有者(zhe)常是科研(yan)單(dan)位(wei)和(he)這(zhe)(zhe)一產(chan)品的(de)已有生產(chan)廠,或者(zhe)兩者(zhe)的(de)結(jie)合。近年來(lai)的(de)大(da)型工(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji)(ji)已開始向這(zhe)(zhe)方(fang)向發(fa)(fa)展,購買工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)包(bao),然后根據工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)包(bao)進行工(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji)(ji),這(zhe)(zhe)對保證(zheng)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)的(de)先進性(xing)和(he)可靠(kao)性(xing)有極(ji)大(da)意(yi)義。


 ③. 用于工藝流(liu)程的(de)(de)設(she)計圖(tu)(tu)(tu)紙(zhi)有(you)三(san)種:方框圖(tu)(tu)(tu)BFD,主要是(shi)(shi)對(dui)(dui)(dui)整個流(liu)程有(you)個大(da)致(zhi)的(de)(de)了解;工藝流(liu)程圖(tu)(tu)(tu)PFD,主要是(shi)(shi)針對(dui)(dui)(dui)各個工藝的(de)(de)主要設(she)備和(he)管(guan)道畫(hua)出的(de)(de)圖(tu)(tu)(tu),是(shi)(shi)對(dui)(dui)(dui)BFD的(de)(de)進一步細化;管(guan)道及(ji)儀(yi)表流(liu)程圖(tu)(tu)(tu)PID,是(shi)(shi)針對(dui)(dui)(dui)某(mou)一設(she)備或者主要管(guan)道,加(jia)上(shang)儀(yi)表和(he)控制系統畫(hua)出的(de)(de)圖(tu)(tu)(tu),是(shi)(shi)對(dui)(dui)(dui)PFD的(de)(de)進一步細化。


   工藝裝置(zhi)布置(zhi)及配管(guan)設計需要(yao)參考的工藝流程(cheng)(cheng)圖,一般指工藝流程(cheng)(cheng)圖PFD和管(guan)道(dao)及儀表流程(cheng)(cheng)圖PID。



三、經濟性


  經濟性(xing)(xing)是(shi)指(zhi)一(yi)次(ci)投(tou)資費用和操(cao)作維護(hu)費用的綜(zong)合指(zhi)數低。一(yi)般情(qing)況(kuang)下(xia),如果一(yi)次(ci)投(tou)資較高(gao),其可靠性(xing)(xing)好,操(cao)作、維護(hu)費用低。借助計算機(ji)分析可以取最(zui)優(you)化的組(zu)合。在設計中(zhong),要力(li)爭做到管(guan)系中(zhong)各元件(jian)具有相同的強(qiang)度(du)和壽命。


  減少裝置的(de)占地面積也(ye)是降低基建投資的(de)一(yi)個有效(xiao)手(shou)段,而減少占地面積又往(wang)(wang)往(wang)(wang)與操作、維護、消防(fang)以(yi)及其他技(ji)術(shu)需求一(yi)定的(de)空間相(xiang)矛盾,良好(hao)的(de)設計應是二者的(de)優化組合。



四、人性(xing)化


  人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)是在滿足配管設(she)(she)計(ji)基本(ben)技術要(yao)求(qiu)的(de)基礎上,使設(she)(she)計(ji)與人(ren)(ren)(ren)(ren)體相適應,減少人(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)不適應性(xing)和負擔(dan),使人(ren)(ren)(ren)(ren)與工廠配管系(xi)統(tong)結合更(geng)加(jia)(jia)優(you)化(hua),使配管更(geng)加(jia)(jia)適合施(shi)工人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)、運行人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)及(ji)檢修人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)要(yao)求(qiu)。人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)重視作業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)生理(li)、心理(li)特性(xing),為作業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)構(gou)建(jian)安(an)全(quan)(quan)、舒適和高效的(de)操作環境(jing),使作業(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)操作簡便省力、迅(xun)速準確(que)、安(an)全(quan)(quan)舒適,充分(fen)發揮效能,提高整個系(xi)統(tong)的(de)效益(yi)和質量。工藝裝置布置及(ji)配管設(she)(she)計(ji)的(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)一(yi)般包含:作業(ye)空(kong)間人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji);作業(ye)強度人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji);作業(ye)安(an)全(quan)(quan)人(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)。


工程應用:人性化配(pei)管設計的優化


  良好的(de)(de)作(zuo)業強度(du)人(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)計(ji)(ji),可以減少運行、檢修、維護作(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)強度(du),提(ti)高(gao)作(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)效率。例如(ru),某工(gong)(gong)程(cheng)項目需要(yao)在常年寒(han)冷(leng)地(di)區布置儲罐(guan)(guan),如(ru)果建成后儲罐(guan)(guan)頂(ding)部的(de)(de)閥門需要(yao)經常手動操(cao)作(zuo)。圖(tu)1.6(a)所(suo)示(shi)方(fang)案的(de)(de)設(she)計(ji)(ji),作(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員需要(yao)在寒(han)冷(leng)的(de)(de)環(huan)境(jing)下(xia)反復爬直梯(ti)(ti)到(dao)罐(guan)(guan)頂(ding)部,去操(cao)作(zuo)罐(guan)(guan)頂(ding)閥門;而(er)圖(tu)1.6(b)所(suo)示(shi)方(fang)案的(de)(de)設(she)計(ji)(ji),作(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員通過斜爬梯(ti)(ti)到(dao)罐(guan)(guan)頂(ding)聯合平臺就可以一次(ci)性(xing)完成罐(guan)(guan)頂(ding)部所(suo)有閥門的(de)(de)操(cao)作(zuo);在寒(han)冷(leng)環(huan)境(jing)下(xia),斜爬梯(ti)(ti)更(geng)舒適和安全(quan),更(geng)具有人(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua),而(er)罐(guan)(guan)頂(ding)聯合平臺也(ye)避免了作(zuo)業人(ren)(ren)(ren)員反復爬梯(ti)(ti)子的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo),因(yin)此,圖(tu)1.6(b)所(suo)示(shi)方(fang)案的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)更(geng)好。


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五、模塊化


  進行標(biao)準化(hua)(hua)、系列化(hua)(hua)設(she)計(ji)可有(you)效地(di)減(jian)少設(she)計(ji)、生產(chan)、安裝投入(ru)的(de)人力(li)(li)和物力(li)(li),同時給維護、檢修、更換帶來(lai)方便。設(she)計(ji)、制造、安裝和生產(chan)上越來(lai)越多地(di)采用和等效采用國外的(de)一些先進的(de)標(biao)準規范。


 工程應用:模塊化設計


  圖1.7所示為某裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)示意圖,這(zhe)個裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)有11個模(mo)塊(kuai)(kuai),整個項目有5套這(zhe)樣(yang)的(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),配(pei)管設(she)(she)(she)計(ji)(ji)時,僅(jin)需完成這(zhe)一套裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)(she)計(ji)(ji),其他同(tong)(tong)樣(yang)的(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),只需拷貝(bei)就可以。模(mo)塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)時,先將裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)進(jin)(jin)行模(mo)塊(kuai)(kuai)化功(gong)能分塊(kuai)(kuai),有一些(xie)模(mo)塊(kuai)(kuai)內的(de)(de)配(pei)管設(she)(she)(she)計(ji)(ji)完全相(xiang)同(tong)(tong),可實現模(mo)塊(kuai)(kuai)的(de)(de)批量(liang)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、模(mo)塊(kuai)(kuai)批量(liang)預制、采購和施(shi)工(gong)(gong)。便捷模(mo)塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)(she)計(ji)(ji)有助(zhu)于加(jia)快(kuai)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)進(jin)(jin)度、提高設(she)(she)(she)計(ji)(ji)質量(liang)、提高施(shi)工(gong)(gong)進(jin)(jin)度。


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六、美觀


  進(jin)入(ru)石(shi)油化工生產裝置(zhi),給人(ren)最直觀(guan)的(de)(de)(de)感覺就是不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)道的(de)(de)(de)布(bu)置(zhi)和設備平面布(bu)置(zhi),層(ceng)次分明(ming)、美觀(guan)的(de)(de)(de)工業管(guan)道布(bu)置(zhi)是反映(ying)設計水(shui)準(zhun)高(gao)低的(de)(de)(de)一(yi)個很重要的(de)(de)(de)指(zhi)標。


 工程應用(yong):某裝(zhuang)置(zhi)不美觀的配管設(she)計


 某項目施工結束后(hou),發(fa)現(xian)(xian)整體配管設計比較紊亂(luan),不(bu)美(mei)觀,主要(yao)表(biao)現(xian)(xian)在(zai)以下幾方(fang)面(mian):


   ①. 塔、罐、容(rong)器等設備(bei)(bei)布置時,設備(bei)(bei)沒有中心或者切線(xian)對齊;


   ②. 進出管(guan)廊的(de)管(guan)子(zi)沒有成排對齊(qi)布置(zhi);


   ③. 成(cheng)對連接設備的配管沒有對稱或(huo)相同(tong)走(zou)向(xiang)布置;


   ④. 成排的(de)泵、壓縮(suo)機、換熱(re)器、塔(ta)等設備的(de)同樣設計內容,配管布置風格卻不(bu)一致,有很多種配管走向。