不銹鋼裝置設備布置及配管設計的實質是對不銹鋼管廊、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
①. 工程建設時(shi)可以安全和方(fang)便地(di)施工。
②. 運行時運轉平穩,沒(mei)有(you)或(huo)者少有(you)跑、冒、滴、漏現(xian)象,不(bu)至(zhi)于造成裝置短生產周期的停(ting)車(che)或(huo)頻繁停(ting)車(che);操作和維(wei)護風(feng)險小,安(an)全系數大,不(bu)至(zhi)于因失效而產生重(zhong)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(gong)(gong)程應用:設備布置設計錯誤引起(qi)的不安全施工(gong)(gong)
某(mou)石(shi)化裝(zhuang)置(zhi)設(she)備(bei)布置(zhi)設(she)計時(shi),由(you)于設(she)計考慮不(bu)周,某(mou)立式(shi)設(she)備(bei)的吊裝(zhuang)通道被阻(zu)擋,造成一立式(shi)設(she)備(bei)無法用吊車(che)吊裝(zhuang),后來只能用直升(sheng)機(ji)吊裝(zhuang),造成施工建設(she)時(shi)的不(bu)安全,這種吊裝(zhuang)也(ye)是非常(chang)不(bu)經濟的。
工程(cheng)應用:放空排凈的(de)不合(he)理位置
某煉油裝置(zhi)項目,在管(guan)廊上放空(kong)排凈(jing)設(she)計(ji)時,沒有集(ji)中布(bu)置(zhi),并把(ba)放空(kong)排凈(jing)布(bu)置(zhi)在了不銹鋼管(guan)廊的里面(mian),由于管(guan)廊層高較低(di),施工人員進行放空(kong)排凈(jing)時既不安全(quan)又不方便。
工程應(ying)用:配(pei)管設計柔性(xing)不(bu)合格(ge)引(yin)起的泄漏
某裝置因不(bu)銹鋼配管(guan)設計(ji)柔性不(bu)合格引(yin)起的流體介質泄漏的事故。如圖(tu)1.4(a)所(suo)示,長期(qi)運行時,造成設備與管(guan)子接口位置泄漏。修(xiu)改為圖(tu)1.4(b)所(suo)示的方(fang)案,增加了自然(ran)補償彎,可以(yi)正常運行了。
工程應用:流(liu)體分配(pei)不(bu)均的(de)不(bu)合理設計(ji)
圖1.5(a)所示(shi)為流體分配不均引起(qi)的(de)(de)(de)配管(guan)設計(ji)錯誤(wu),流體流量(liang)一(yi)(yi)般是滿足泵(beng)(beng)(beng)A、泵(beng)(beng)(beng)B需要的(de)(de)(de),當液位(wei)低或系(xi)統壓力(li)高的(de)(de)(de)時候,只有阻力(li)小的(de)(de)(de)那(nei)一(yi)(yi)邊可以起(qi)作用,另一(yi)(yi)臺泵(beng)(beng)(beng)阻力(li)大,等于(yu)半廢狀態。修改為圖1.5(b)所示(shi)配管(guan)時,可避免流體分配不均的(de)(de)(de)問題,如果管(guan)道比較長,還(huan)需要考慮(lv)管(guan)道熱脹冷縮時的(de)(de)(de)柔性設計(ji)。
二、滿足工藝(yi)
①. 滿足工藝要求是(shi)工藝裝置布置及不(bu)銹鋼配(pei)管設計(ji)的最基本要求。
②. 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)開發(fa)來(lai)(lai)源于工(gong)(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)革新(xin)或(huo)研究單位的(de)(de)(de)(de)新(xin)技術(shu)開發(fa)。現代工(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)大都由工(gong)(gong)藝(yi)(yi)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)專利擁有者(zhe)提供工(gong)(gong)藝(yi)(yi)包,包括(kuo)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)物料平衡(heng)、熱平衡(heng)、主(zhu)要工(gong)(gong)藝(yi)(yi)設(she)備的(de)(de)(de)(de)計(ji)算(suan)和(he)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)圖(tu),而工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)擁有者(zhe)常是科研單位和(he)這一產(chan)品的(de)(de)(de)(de)已有生產(chan)廠(chang),或(huo)者(zhe)兩者(zhe)的(de)(de)(de)(de)結合。近年來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)大型(xing)工(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji)已開始向這方(fang)向發(fa)展(zhan),購買(mai)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)包,然后根據工(gong)(gong)藝(yi)(yi)包進行工(gong)(gong)程(cheng)設(she)計(ji),這對保證工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)先(xian)進性(xing)(xing)和(he)可靠性(xing)(xing)有極大意義(yi)。
③. 用于工(gong)藝(yi)流(liu)程的(de)設計圖(tu)(tu)紙有(you)三種:方(fang)框(kuang)圖(tu)(tu)BFD,主(zhu)要是對(dui)整個(ge)流(liu)程有(you)個(ge)大(da)致的(de)了解(jie);工(gong)藝(yi)流(liu)程圖(tu)(tu)PFD,主(zhu)要是針(zhen)(zhen)對(dui)各個(ge)工(gong)藝(yi)的(de)主(zhu)要設備和(he)管(guan)(guan)道畫(hua)出的(de)圖(tu)(tu),是對(dui)BFD的(de)進一步細化;管(guan)(guan)道及儀(yi)表流(liu)程圖(tu)(tu)PID,是針(zhen)(zhen)對(dui)某一設備或者主(zhu)要管(guan)(guan)道,加(jia)上儀(yi)表和(he)控制系統畫(hua)出的(de)圖(tu)(tu),是對(dui)PFD的(de)進一步細化。
工(gong)藝(yi)裝置布置及(ji)配(pei)管設(she)計需要參考的(de)工(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程圖(tu),一般(ban)指工(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程圖(tu)PFD和管道及(ji)儀表(biao)流(liu)(liu)程圖(tu)PID。
三、經濟性
經濟性是指一(yi)次投資(zi)(zi)費用(yong)和操作維(wei)護費用(yong)的綜合指數低(di)。一(yi)般(ban)情況(kuang)下,如果一(yi)次投資(zi)(zi)較高,其可靠性好,操作、維(wei)護費用(yong)低(di)。借助計(ji)算(suan)機分析可以取最優化的組合。在設計(ji)中(zhong)(zhong),要力爭做到管系中(zhong)(zhong)各元(yuan)件具有相(xiang)同的強度和壽命。
減少裝置的(de)(de)占地(di)面(mian)積也是降低基(ji)建投資的(de)(de)一個有效手段,而減少占地(di)面(mian)積又往往與操作、維護、消防以及其(qi)他技術需(xu)求一定(ding)的(de)(de)空間(jian)相矛盾,良好的(de)(de)設計應(ying)是二者的(de)(de)優化組合。
四、人性(xing)化
人(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)是(shi)在滿足(zu)配(pei)(pei)管設(she)(she)計(ji)基本技術要(yao)求的(de)基礎上,使(shi)設(she)(she)計(ji)與人(ren)(ren)體相適(shi)應(ying),減少人(ren)(ren)的(de)不(bu)適(shi)應(ying)性(xing)(xing)和負擔,使(shi)人(ren)(ren)與工(gong)廠配(pei)(pei)管系(xi)(xi)統(tong)結合更加優化(hua),使(shi)配(pei)(pei)管更加適(shi)合施工(gong)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)、運行人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)及檢修人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)要(yao)求。人(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)重視(shi)作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)生理、心理特性(xing)(xing),為(wei)作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)構建安全(quan)、舒適(shi)和高效的(de)操作(zuo)環境(jing),使(shi)作(zuo)業(ye)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)操作(zuo)簡(jian)便(bian)省力、迅速準確、安全(quan)舒適(shi),充分發揮效能,提高整個系(xi)(xi)統(tong)的(de)效益和質量。工(gong)藝裝置布置及配(pei)(pei)管設(she)(she)計(ji)的(de)人(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)一般包含(han):作(zuo)業(ye)空間(jian)人(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji);作(zuo)業(ye)強(qiang)度(du)人(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji);作(zuo)業(ye)安全(quan)人(ren)(ren)性(xing)(xing)化(hua)設(she)(she)計(ji)。
工程應用:人性化(hua)配(pei)管設計的優化(hua)
良(liang)好(hao)的(de)作(zuo)業強度(du)人性(xing)化設(she)計(ji),可(ke)以(yi)減少運行(xing)、檢修、維護作(zuo)業人員(yuan)(yuan)的(de)工作(zuo)強度(du),提(ti)高(gao)作(zuo)業人員(yuan)(yuan)的(de)工作(zuo)效(xiao)率。例(li)如,某工程項目需要(yao)(yao)在(zai)常年寒(han)(han)冷(leng)地區布置(zhi)儲(chu)(chu)罐(guan),如果建成后儲(chu)(chu)罐(guan)頂(ding)部的(de)閥(fa)門(men)需要(yao)(yao)經常手動(dong)操(cao)作(zuo)。圖(tu)(tu)1.6(a)所(suo)示方案(an)(an)的(de)設(she)計(ji),作(zuo)業人員(yuan)(yuan)需要(yao)(yao)在(zai)寒(han)(han)冷(leng)的(de)環境下(xia)(xia)反(fan)復爬直梯(ti)到罐(guan)頂(ding)部,去操(cao)作(zuo)罐(guan)頂(ding)閥(fa)門(men);而圖(tu)(tu)1.6(b)所(suo)示方案(an)(an)的(de)設(she)計(ji),作(zuo)業人員(yuan)(yuan)通(tong)過斜爬梯(ti)到罐(guan)頂(ding)聯合平臺就可(ke)以(yi)一次性(xing)完(wan)成罐(guan)頂(ding)部所(suo)有閥(fa)門(men)的(de)操(cao)作(zuo);在(zai)寒(han)(han)冷(leng)環境下(xia)(xia),斜爬梯(ti)更舒適(shi)和(he)安全,更具有人性(xing)化,而罐(guan)頂(ding)聯合平臺也(ye)避免了作(zuo)業人員(yuan)(yuan)反(fan)復爬梯(ti)子的(de)工作(zuo),因此,圖(tu)(tu)1.6(b)所(suo)示方案(an)(an)的(de)設(she)計(ji)更好(hao)。
五、模塊化
進行標(biao)準化、系列化設計(ji)可(ke)有效地減少設計(ji)、生產、安(an)裝投入的(de)(de)人力和(he)(he)物力,同時給(gei)維護、檢(jian)修、更(geng)換(huan)帶(dai)來方便(bian)。設計(ji)、制造、安(an)裝和(he)(he)生產上越(yue)來越(yue)多地采用和(he)(he)等效采用國外的(de)(de)一些先進的(de)(de)標(biao)準規范。
工程應(ying)用(yong):模塊化設(she)計
圖1.7所(suo)示為(wei)某裝(zhuang)置的(de)(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)(kuai)示意圖,這(zhe)個(ge)(ge)裝(zhuang)置有(you)11個(ge)(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai),整個(ge)(ge)項目有(you)5套這(zhe)樣(yang)的(de)(de)裝(zhuang)置,配(pei)管設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)時,僅需完成這(zhe)一套裝(zhuang)置的(de)(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji),其他同樣(yang)的(de)(de)裝(zhuang)置,只需拷貝就可(ke)以。模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)時,先將(jiang)裝(zhuang)置進(jin)行模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)功能分塊(kuai)(kuai)(kuai),有(you)一些模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)內的(de)(de)配(pei)管設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)完全相同,可(ke)實現(xian)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)批量(liang)(liang)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)批量(liang)(liang)預制、采購和施工(gong)。便(bian)捷模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化(hua)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)助于(yu)加(jia)快設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)度、提高(gao)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)質量(liang)(liang)、提高(gao)施工(gong)進(jin)度。
六、美(mei)觀(guan)
進入石(shi)油(you)化工生產裝置(zhi),給人最直觀的(de)(de)(de)感覺(jue)就是(shi)不銹鋼管道(dao)的(de)(de)(de)布置(zhi)和設(she)(she)備平面布置(zhi),層(ceng)次(ci)分明、美觀的(de)(de)(de)工業管道(dao)布置(zhi)是(shi)反(fan)映設(she)(she)計水(shui)準高低的(de)(de)(de)一(yi)個很重要(yao)的(de)(de)(de)指標。
工程應用:某裝置不美(mei)觀的配管設計
某項目施工結(jie)束后,發現整體配(pei)管設(she)計比較紊亂(luan),不美觀,主(zhu)要(yao)表現在以下(xia)幾方面:
①. 塔、罐、容(rong)器等(deng)設備(bei)布置(zhi)時(shi),設備(bei)沒有中心(xin)或者(zhe)切線對齊;
②. 進出管廊的管子沒有成排對齊布置(zhi);
③. 成對(dui)連接設備(bei)的配管(guan)沒有(you)對(dui)稱或(huo)相同走向布置;
④. 成排(pai)的泵、壓縮機、換熱器、塔等設備的同樣設計內容,配(pei)管布置風(feng)格卻不一致,有很多種配(pei)管走(zou)向。