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(yi)、安(an)全(quan)性


 ①. 工程建設時可以安全和方便地施工。


 ②. 運行時(shi)運轉平穩,沒有或者少有跑(pao)、冒、滴、漏現象,不至于造(zao)成裝(zhuang)置短生產周(zhou)期的停(ting)車(che)或頻(pin)繁(fan)停(ting)車(che);操作(zuo)和(he)維護風險小,安全系數大,不至于因(yin)失效而產生重大事故。


    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:設備布置(zhi)設計錯誤引(yin)起的(de)不安全施工


   某石(shi)化裝置設(she)備(bei)布置設(she)計時,由于設(she)計考慮(lv)不周,某立(li)式設(she)備(bei)的吊(diao)(diao)裝通道(dao)被阻擋,造成一立(li)式設(she)備(bei)無(wu)法用吊(diao)(diao)車吊(diao)(diao)裝,后來只能用直升(sheng)機吊(diao)(diao)裝,造成施工建設(she)時的不安全,這種吊(diao)(diao)裝也是非常不經濟的。


工程應用:放空排凈的不合理位置


   某煉(lian)油裝置項目,在(zai)管(guan)(guan)廊上放(fang)空(kong)排凈設(she)計時,沒有集中布置,并把(ba)放(fang)空(kong)排凈布置在(zai)了不銹鋼管(guan)(guan)廊的里面,由于管(guan)(guan)廊層高較低,施工人(ren)員(yuan)進(jin)行(xing)放(fang)空(kong)排凈時既不安全又不方便。


工程應用:配管設(she)計柔性(xing)不合格引起的泄(xie)漏


  某裝置因不(bu)銹鋼(gang)配管(guan)設(she)(she)計柔性(xing)不(bu)合格引起的流體介質泄漏的事故。如圖1.4(a)所示(shi),長期運行時,造成設(she)(she)備與管(guan)子(zi)接口位(wei)置泄漏。修改(gai)為圖1.4(b)所示(shi)的方案,增加了自(zi)然補償彎,可以正常運行了。


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工程應用:流體分配(pei)不(bu)均(jun)的(de)不(bu)合理設計


   圖(tu)1.5(a)所(suo)(suo)示為流(liu)體(ti)分配(pei)不均引起的配(pei)管設(she)計錯誤,流(liu)體(ti)流(liu)量一(yi)般(ban)是滿足(zu)泵A、泵B需要的,當(dang)液位低或系統壓力(li)高的時候(hou),只有阻力(li)小的那一(yi)邊可以起作用,另一(yi)臺泵阻力(li)大(da),等于半廢(fei)狀態。修(xiu)改為圖(tu)1.5(b)所(suo)(suo)示配(pei)管時,可避免流(liu)體(ti)分配(pei)不均的問題,如(ru)果管道比較長,還需要考慮管道熱脹冷縮時的柔性設(she)計。


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二(er)、滿(man)足工藝


 ①. 滿足工藝要求(qiu)是工藝裝置布(bu)置及不銹鋼(gang)配(pei)管設計的最基本(ben)要求(qiu)。


 ②. 工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)(de)開(kai)(kai)發來(lai)源于(yu)工(gong)廠(chang)的(de)(de)技術革新或研(yan)究單位的(de)(de)新技術開(kai)(kai)發。現代工(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)(ji)的(de)(de)工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)大(da)都(dou)由(you)工(gong)藝(yi)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)專利擁有者(zhe)提供工(gong)藝(yi)包,包括工(gong)藝(yi)設計(ji)(ji)的(de)(de)物料平(ping)衡、熱平(ping)衡、主要工(gong)藝(yi)設備的(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)和(he)工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)圖,而(er)工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)擁有者(zhe)常是科研(yan)單位和(he)這一產品的(de)(de)已(yi)(yi)有生產廠(chang),或者(zhe)兩者(zhe)的(de)(de)結合。近(jin)年來(lai)的(de)(de)大(da)型工(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)(ji)已(yi)(yi)開(kai)(kai)始向這方向發展,購買工(gong)藝(yi)包,然后根(gen)據工(gong)藝(yi)包進(jin)行工(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)(ji),這對保證(zheng)工(gong)藝(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)(de)先進(jin)性(xing)和(he)可靠性(xing)有極大(da)意義。


 ③. 用于工藝(yi)(yi)流(liu)程的(de)設(she)(she)(she)計圖(tu)(tu)(tu)(tu)紙有三(san)種(zhong):方框圖(tu)(tu)(tu)(tu)BFD,主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)對整(zheng)個流(liu)程有個大致的(de)了解(jie);工藝(yi)(yi)流(liu)程圖(tu)(tu)(tu)(tu)PFD,主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)針對各個工藝(yi)(yi)的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)設(she)(she)(she)備(bei)和管(guan)道(dao)畫出的(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu),是(shi)對BFD的(de)進一步細化;管(guan)道(dao)及儀(yi)表流(liu)程圖(tu)(tu)(tu)(tu)PID,是(shi)針對某一設(she)(she)(she)備(bei)或者主(zhu)(zhu)要(yao)管(guan)道(dao),加上儀(yi)表和控制(zhi)系統畫出的(de)圖(tu)(tu)(tu)(tu),是(shi)對PFD的(de)進一步細化。


   工(gong)藝(yi)裝置布置及配管設計需要參(can)考的(de)工(gong)藝(yi)流(liu)程圖(tu)(tu),一般指工(gong)藝(yi)流(liu)程圖(tu)(tu)PFD和(he)管道及儀表(biao)流(liu)程圖(tu)(tu)PID。



三、經濟性


  經濟性是指一次投資費(fei)(fei)用和操作維護費(fei)(fei)用的綜合指數(shu)低。一般情況下,如果(guo)一次投資較高,其可(ke)靠性好,操作、維護費(fei)(fei)用低。借助計算(suan)機(ji)分析可(ke)以取最優化的組合。在設計中,要力爭做到管系中各元件具(ju)有相同的強度和壽命。


  減(jian)(jian)少(shao)裝(zhuang)置的(de)(de)(de)占地面積也是(shi)降低(di)基(ji)建(jian)投資的(de)(de)(de)一個(ge)有效手段,而減(jian)(jian)少(shao)占地面積又往往與操作、維護、消防(fang)以及其他技術需求一定的(de)(de)(de)空間相矛盾,良(liang)好的(de)(de)(de)設計(ji)應是(shi)二(er)者的(de)(de)(de)優(you)化組合。



四、人性化(hua)


  人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji)是在(zai)滿足配(pei)管(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)基(ji)本技術要(yao)求(qiu)的(de)(de)基(ji)礎上(shang),使設(she)(she)計(ji)(ji)與人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)體相適應(ying),減(jian)少人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的(de)(de)不適應(ying)性(xing)(xing)(xing)(xing)和負擔(dan),使人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)與工廠(chang)配(pei)管(guan)系(xi)統結(jie)合更(geng)加(jia)優化,使配(pei)管(guan)更(geng)加(jia)適合施工人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員、運行人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員及(ji)檢修人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)要(yao)求(qiu)。人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji)重視(shi)作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)生理、心理特性(xing)(xing)(xing)(xing),為作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員構建安(an)全(quan)、舒適和高(gao)效的(de)(de)操作(zuo)(zuo)環境(jing),使作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)操作(zuo)(zuo)簡便省力、迅速準確(que)、安(an)全(quan)舒適,充分發揮效能,提高(gao)整個系(xi)統的(de)(de)效益和質量。工藝裝置(zhi)布置(zhi)及(ji)配(pei)管(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji)一般包含:作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)空(kong)間人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)強度人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji);作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)安(an)全(quan)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)化設(she)(she)計(ji)(ji)。


工(gong)程應用(yong):人(ren)性化(hua)配管設計的優(you)化(hua)


  良好(hao)的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)業強(qiang)度(du)人性(xing)化(hua)設(she)計(ji),可以減少(shao)運行、檢修、維護作(zuo)(zuo)(zuo)業人員(yuan)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)強(qiang)度(du),提高作(zuo)(zuo)(zuo)業人員(yuan)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)效率。例如,某工(gong)程項目(mu)需要(yao)(yao)在常(chang)年寒冷地區(qu)布置儲罐(guan),如果建成后(hou)儲罐(guan)頂部的(de)(de)閥門(men)需要(yao)(yao)經常(chang)手動操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)。圖1.6(a)所(suo)示方案的(de)(de)設(she)計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)業人員(yuan)需要(yao)(yao)在寒冷的(de)(de)環境下反(fan)復爬(pa)直(zhi)梯(ti)到罐(guan)頂部,去操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)罐(guan)頂閥門(men);而(er)圖1.6(b)所(suo)示方案的(de)(de)設(she)計(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)業人員(yuan)通過斜爬(pa)梯(ti)到罐(guan)頂聯合平(ping)臺就可以一次性(xing)完成罐(guan)頂部所(suo)有閥門(men)的(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo);在寒冷環境下,斜爬(pa)梯(ti)更(geng)(geng)舒(shu)適和安全,更(geng)(geng)具有人性(xing)化(hua),而(er)罐(guan)頂聯合平(ping)臺也避免了作(zuo)(zuo)(zuo)業人員(yuan)反(fan)復爬(pa)梯(ti)子(zi)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo),因(yin)此,圖1.6(b)所(suo)示方案的(de)(de)設(she)計(ji)更(geng)(geng)好(hao)。


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五、模塊化(hua)


  進行(xing)標準(zhun)化、系列化設(she)計(ji)(ji)可有效地(di)減少(shao)設(she)計(ji)(ji)、生產、安裝(zhuang)投入的人力和(he)物力,同時(shi)給維(wei)護(hu)、檢(jian)修、更換帶來方便。設(she)計(ji)(ji)、制造、安裝(zhuang)和(he)生產上越來越多地(di)采用和(he)等(deng)效采用國外的一些先進的標準(zhun)規范(fan)。


 工程應用:模塊化設計


  圖1.7所示(shi)為某裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)分塊(kuai)(kuai)(kuai)示(shi)意圖,這(zhe)(zhe)個裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)有(you)11個模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai),整個項(xiang)目(mu)有(you)5套(tao)這(zhe)(zhe)樣的(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),配管(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)時(shi),僅需(xu)(xu)完成這(zhe)(zhe)一套(tao)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化設(she)(she)計(ji)(ji)(ji),其(qi)他同樣的(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),只需(xu)(xu)拷貝就(jiu)可以。模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)時(shi),先將裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)進行模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化功能分塊(kuai)(kuai)(kuai),有(you)一些(xie)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)內的(de)配管(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)完全相同,可實現模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)的(de)批量(liang)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)、模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)批量(liang)預制、采購和施(shi)工。便捷模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)有(you)助(zhu)于加快設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)進度、提高設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)質量(liang)、提高施(shi)工進度。


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六、美觀


  進(jin)入石(shi)油(you)化工生(sheng)產裝置(zhi),給人最直觀的(de)感(gan)覺就是不銹鋼管道(dao)的(de)布(bu)置(zhi)和設(she)備(bei)平面布(bu)置(zhi),層次分(fen)明(ming)、美觀的(de)工業管道(dao)布(bu)置(zhi)是反映設(she)計水(shui)準高(gao)低(di)的(de)一個(ge)很重要的(de)指標。


 工(gong)程(cheng)應用:某(mou)裝置不美觀的(de)配管設計(ji)


 某(mou)項(xiang)目(mu)施工結束后,發現整體配(pei)管設計比較紊(wen)亂(luan),不美(mei)觀,主要表(biao)現在以下幾(ji)方面:


   ①. 塔、罐、容器等設(she)備(bei)布置時,設(she)備(bei)沒(mei)有中(zhong)心或(huo)者切線對齊(qi);


   ②. 進出管廊的管子(zi)沒(mei)有成排(pai)對齊(qi)布置(zhi);


   ③. 成對(dui)連接設備的配管沒有對(dui)稱或相同走(zou)向布置;


   ④. 成(cheng)排的(de)泵(beng)、壓縮機、換(huan)熱器(qi)、塔等設備的(de)同樣(yang)設計(ji)內容,配管布(bu)置風格卻不(bu)一致(zhi),有很多種配管走向。