不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、安全性(xing)


 ①. 工(gong)程建設時可(ke)以安全和方(fang)便地施工(gong)。


 ②. 運(yun)行時運(yun)轉(zhuan)平穩,沒有(you)或者少有(you)跑、冒、滴、漏現象,不(bu)至(zhi)于造(zao)成裝置短生(sheng)產(chan)周期的(de)停車或頻繁停車;操作和(he)維(wei)護風險小,安全系數大(da),不(bu)至(zhi)于因失效而產(chan)生(sheng)重(zhong)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(ye)管(guan)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)備布置設(she)計錯誤引起(qi)的不安(an)全(quan)施工


   某石化裝(zhuang)置設備布(bu)置設計時,由于設計考慮不周,某立式(shi)設備的吊(diao)(diao)裝(zhuang)通道被(bei)阻擋,造成(cheng)一立式(shi)設備無法用(yong)吊(diao)(diao)車吊(diao)(diao)裝(zhuang),后來(lai)只(zhi)能用(yong)直升機吊(diao)(diao)裝(zhuang),造成(cheng)施工建設時的不安全,這種吊(diao)(diao)裝(zhuang)也是非常不經濟的。


工程應用:放空排(pai)凈(jing)的不合理位(wei)置(zhi)


   某煉(lian)油裝(zhuang)置(zhi)項(xiang)目,在(zai)管廊(lang)上放(fang)空排凈(jing)設計時(shi),沒有集中布置(zhi),并(bing)把放(fang)空排凈(jing)布置(zhi)在(zai)了不銹鋼管廊(lang)的里(li)面,由于管廊(lang)層高較低,施工(gong)人員進行放(fang)空排凈(jing)時(shi)既不安全(quan)又不方便。


工(gong)程應用:配管設計柔性(xing)不合格引起的泄漏


  某裝置(zhi)因不銹鋼配(pei)管(guan)設計柔性不合格引起的(de)流體介質泄漏的(de)事(shi)故(gu)。如圖1.4(a)所示(shi),長期運行時,造(zao)成設備與管(guan)子接口位置(zhi)泄漏。修改(gai)為圖1.4(b)所示(shi)的(de)方案,增加了自然補償彎,可以(yi)正常運行了。


4.jpg


工程應(ying)用(yong):流(liu)體分配不均的不合理設計(ji)


   圖1.5(a)所(suo)示為流(liu)(liu)體分配(pei)(pei)不(bu)均(jun)引起(qi)的配(pei)(pei)管(guan)設計錯誤,流(liu)(liu)體流(liu)(liu)量一(yi)(yi)般是滿足泵A、泵B需(xu)要的,當液(ye)位低或(huo)系統壓(ya)力高的時候,只(zhi)有(you)阻力小的那(nei)一(yi)(yi)邊可以起(qi)作用,另一(yi)(yi)臺(tai)泵阻力大,等于半廢狀態(tai)。修改為圖1.5(b)所(suo)示配(pei)(pei)管(guan)時,可避免(mian)流(liu)(liu)體分配(pei)(pei)不(bu)均(jun)的問題,如果管(guan)道(dao)比較長,還需(xu)要考慮管(guan)道(dao)熱脹冷縮時的柔性設計。


5.jpg


二、滿足(zu)工藝


 ①. 滿(man)足工(gong)藝(yi)要(yao)求是(shi)工(gong)藝(yi)裝置布置及不(bu)銹鋼配管設計的最(zui)基本要(yao)求。


 ②. 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)開發(fa)(fa)來源于工(gong)(gong)(gong)廠的(de)(de)技(ji)術革新(xin)或研究單位(wei)的(de)(de)新(xin)技(ji)術開發(fa)(fa)。現代工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)設計(ji)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)(cheng)大(da)都(dou)由(you)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)專利擁(yong)有者(zhe)提供工(gong)(gong)(gong)藝(yi)包(bao),包(bao)括工(gong)(gong)(gong)藝(yi)設計(ji)的(de)(de)物料平(ping)衡、熱平(ping)衡、主要(yao)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)設備的(de)(de)計(ji)算和工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)(cheng)圖(tu),而工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)(cheng)擁(yong)有者(zhe)常是科研單位(wei)和這一(yi)產品的(de)(de)已有生產廠,或者(zhe)兩者(zhe)的(de)(de)結合(he)。近年來的(de)(de)大(da)型(xing)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)設計(ji)已開始向這方向發(fa)(fa)展,購買工(gong)(gong)(gong)藝(yi)包(bao),然后根據(ju)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)包(bao)進(jin)行工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)設計(ji),這對保證工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)先(xian)進(jin)性和可(ke)靠性有極大(da)意義(yi)。


 ③. 用于工(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程的(de)設(she)(she)計(ji)圖(tu)(tu)紙(zhi)有三種:方(fang)框圖(tu)(tu)BFD,主要是對整(zheng)個(ge)流(liu)(liu)程有個(ge)大(da)致的(de)了解;工(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程圖(tu)(tu)PFD,主要是針對各個(ge)工(gong)藝(yi)的(de)主要設(she)(she)備和(he)(he)管(guan)道畫(hua)出的(de)圖(tu)(tu),是對BFD的(de)進(jin)一(yi)步細化;管(guan)道及儀(yi)表流(liu)(liu)程圖(tu)(tu)PID,是針對某一(yi)設(she)(she)備或者主要管(guan)道,加上儀(yi)表和(he)(he)控(kong)制系統畫(hua)出的(de)圖(tu)(tu),是對PFD的(de)進(jin)一(yi)步細化。


   工藝(yi)裝置(zhi)(zhi)布置(zhi)(zhi)及配管設計需要(yao)參考的工藝(yi)流(liu)程(cheng)圖,一(yi)般指(zhi)工藝(yi)流(liu)程(cheng)圖PFD和管道(dao)及儀表流(liu)程(cheng)圖PID。



三、經(jing)濟性


  經濟(ji)性(xing)(xing)是指一次(ci)投(tou)資(zi)費用(yong)和操作維護費用(yong)的綜合指數低。一般情況下,如果一次(ci)投(tou)資(zi)較高(gao),其可(ke)靠性(xing)(xing)好,操作、維護費用(yong)低。借助計(ji)算機分(fen)析(xi)可(ke)以取(qu)最優化的組合。在(zai)設計(ji)中,要(yao)力爭做到管(guan)系中各(ge)元件具有相同的強度(du)和壽命。


  減(jian)(jian)少裝置的占(zhan)地(di)(di)面(mian)積也是降低(di)基建投資的一個有效手段,而(er)減(jian)(jian)少占(zhan)地(di)(di)面(mian)積又往(wang)(wang)往(wang)(wang)與操作、維護、消防以及其他技術需(xu)求(qiu)一定的空(kong)間相矛盾,良好的設計應是二者的優化組(zu)合(he)。



四(si)、人性化


  人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)是在滿足配管(guan)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)基本技術要求的(de)基礎上,使(shi)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)與人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)體(ti)相適(shi)(shi)(shi)應,減少(shao)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)不適(shi)(shi)(shi)應性(xing)和(he)(he)負擔,使(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)與工(gong)廠配管(guan)系(xi)統結合更(geng)加優化(hua),使(shi)配管(guan)更(geng)加適(shi)(shi)(shi)合施工(gong)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)、運行(xing)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)及檢修人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)要求。人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)重視作(zuo)(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)生(sheng)理、心(xin)理特性(xing),為作(zuo)(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)構建安全、舒適(shi)(shi)(shi)和(he)(he)高(gao)效的(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)環境(jing),使(shi)作(zuo)(zuo)(zuo)業人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員(yuan)的(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)簡(jian)便省(sheng)力、迅速準(zhun)確、安全舒適(shi)(shi)(shi),充分發揮效能,提(ti)高(gao)整個系(xi)統的(de)效益和(he)(he)質量。工(gong)藝裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)及配管(guan)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)的(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)一般(ban)包含:作(zuo)(zuo)(zuo)業空間人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)(zuo)業強度人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)(zuo)業安全人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)。


工程應用(yong):人性(xing)化(hua)配管設計的優化(hua)


  良好的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)強度人(ren)性化(hua)設(she)計(ji),可(ke)以(yi)減少運行、檢修、維護作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)強度,提高作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)效率(lv)。例(li)如,某(mou)工(gong)程(cheng)項(xiang)目需要在常年寒(han)冷(leng)地區(qu)布置儲(chu)罐(guan)(guan)(guan),如果建成后(hou)儲(chu)罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)部的(de)閥門(men)需要經常手(shou)動操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所(suo)示方(fang)案的(de)設(she)計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)需要在寒(han)冷(leng)的(de)環境(jing)下反復(fu)爬直梯(ti)到(dao)罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)部,去(qu)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)閥門(men);而圖1.6(b)所(suo)示方(fang)案的(de)設(she)計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)通過斜(xie)爬梯(ti)到(dao)罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)聯合平臺就可(ke)以(yi)一次性完(wan)成罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)部所(suo)有閥門(men)的(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo);在寒(han)冷(leng)環境(jing)下,斜(xie)爬梯(ti)更(geng)舒適和安(an)全,更(geng)具(ju)有人(ren)性化(hua),而罐(guan)(guan)(guan)頂(ding)(ding)聯合平臺也避免了(le)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)員(yuan)(yuan)反復(fu)爬梯(ti)子(zi)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo),因此,圖1.6(b)所(suo)示方(fang)案的(de)設(she)計(ji)更(geng)好。


6.jpg



五、模(mo)塊(kuai)化(hua)


  進行標準化、系列(lie)化設(she)(she)計可有效地減少(shao)設(she)(she)計、生(sheng)產、安裝投入的(de)人(ren)力和物力,同(tong)時(shi)給維護(hu)、檢(jian)修、更換帶來方便。設(she)(she)計、制造(zao)、安裝和生(sheng)產上越來越多地采(cai)用(yong)和等效采(cai)用(yong)國外的(de)一些先進的(de)標準規范。


 工(gong)程應用:模(mo)塊化設(she)計


  圖1.7所示(shi)為某裝置(zhi)的(de)(de)(de)(de)模塊化設計(ji)(ji)(ji)(ji)分塊示(shi)意圖,這(zhe)(zhe)個(ge)裝置(zhi)有(you)11個(ge)模塊,整個(ge)項目有(you)5套(tao)這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)裝置(zhi),配管設計(ji)(ji)(ji)(ji)時,僅需(xu)完成這(zhe)(zhe)一套(tao)裝置(zhi)的(de)(de)(de)(de)模塊化設計(ji)(ji)(ji)(ji),其他(ta)同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)裝置(zhi),只需(xu)拷貝就可(ke)以。模塊化設計(ji)(ji)(ji)(ji)時,先將裝置(zhi)進(jin)(jin)行模塊化功能分塊,有(you)一些模塊內(nei)的(de)(de)(de)(de)配管設計(ji)(ji)(ji)(ji)完全相(xiang)同(tong),可(ke)實現模塊的(de)(de)(de)(de)批(pi)(pi)量(liang)(liang)設計(ji)(ji)(ji)(ji)、模塊批(pi)(pi)量(liang)(liang)預制(zhi)、采購和施工(gong)。便捷模塊化設計(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)助于加快設計(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)(jin)度(du)、提高(gao)設計(ji)(ji)(ji)(ji)質量(liang)(liang)、提高(gao)施工(gong)進(jin)(jin)度(du)。


7.jpg


六、美(mei)觀


  進入石油化工生(sheng)產裝置(zhi),給人最直觀的感覺就是不(bu)銹鋼管(guan)道的布置(zhi)和設備(bei)平面布置(zhi),層次分明、美(mei)觀的工業管(guan)道布置(zhi)是反映設計水準高低(di)的一個很重要的指標(biao)。


 工(gong)程應用:某裝(zhuang)置(zhi)不美(mei)觀的(de)配管設計


 某項目施工結(jie)束后,發現整體配管設計比較紊(wen)亂,不美(mei)觀,主要表現在(zai)以下幾方面(mian):


   ①. 塔、罐、容器(qi)等設備(bei)布置時,設備(bei)沒有中心(xin)或(huo)者切(qie)線對齊(qi);


   ②. 進出管廊的管子(zi)沒有成(cheng)排對齊布置;


   ③. 成對連接(jie)設備的(de)配管沒有對稱或相同(tong)走(zou)向布(bu)置(zhi);


   ④. 成排(pai)的泵、壓縮(suo)機(ji)、換熱器(qi)、塔等設備的同樣(yang)設計內(nei)容,配管(guan)(guan)布置風格(ge)卻(que)不一致,有很多種配管(guan)(guan)走向。