壓力管道設(shè)計(jì)參考書是設(shè)計(jì)人員不可缺少的工具書。一本特別實(shí)用的、系統(tǒng)的壓力管道設(shè)計(jì)參考書,對(duì)提高設(shè)計(jì)水平、加快設(shè)計(jì)速度、改進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量具有十分重要的作用。既有系統(tǒng)的壓力管道理論知識(shí)介紹,又有典型的工程應(yīng)用實(shí)例,同時(shí)能夠緊密結(jié)合現(xiàn)代化工程技術(shù)在壓力管道設(shè)計(jì)中應(yīng)用的參考圖書少之又少。有很多壓力管道設(shè)計(jì)人員苦于找不到合適的參考書,沒有辦法系統(tǒng)地了解最新的壓力管道設(shè)計(jì)知識(shí);或者只能在抽象的設(shè)計(jì)規(guī)范理論中,在工程項(xiàng)目實(shí)踐中慢慢地摸索著了解、學(xué)習(xí)。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,壓力管道設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷提高和創(chuàng)新,壓力管道設(shè)計(jì)的國內(nèi)外各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在不斷地更新、補(bǔ)充和完善,壓力管道設(shè)計(jì)對(duì)多個(gè)學(xué)科的綜合性要求越來越強(qiáng),很多壓力管道設(shè)計(jì)參考書已經(jīng)不能反映當(dāng)前的實(shí)際和設(shè)計(jì)水平,難以滿足壓力管道設(shè)計(jì)人員的使用要求。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)過程中,對(duì)國外標(biāo)準(zhǔn)誤用的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。早在1978年美國B31委員會(huì)改組為AMSE壓力管道規(guī)范B31委員會(huì),對(duì)于ASMEB31.3自1980年后各版標(biāo)準(zhǔn)分別以ANSI/ASME B31.3、ASME/ANSI B31.3和ASME B31.3代號(hào)出版,1996年開始正式更名為ASME B31.3《工藝管道》,一直沿用到目前最新版的ASME B31.3。本書結(jié)合工程設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用,講述了一系列壓力管道設(shè)計(jì)常用的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。筆者曾在國外大型工程公司工作過一段時(shí)間,對(duì)國際通用的國外壓力管道設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和分析。
我國壓力管道設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)有了長足的發(fā)展,壓力管道工程設(shè)計(jì)已開始采用模塊化、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、多維協(xié)同、三維影息等設(shè)計(jì)手段。但是,在壓力管道設(shè)計(jì)技術(shù)的某些方面仍然有較大的成長空間,例如:壓力管道設(shè)計(jì)工作效率不高、重復(fù)性工作煩瑣、人工時(shí)消耗偏多等問題。很多已經(jīng)擁有了豐富的壓力管道設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的人員,因計(jì)算機(jī)新技術(shù)的運(yùn)用較少,所以工作效率不高,在工程項(xiàng)目中的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力、執(zhí)行力下降。筆者將根據(jù)工程設(shè)計(jì)切身體會(huì),特別講述一些壓力管道設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)技術(shù)。
有些壓力管道設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員,在統(tǒng)計(jì)管道的材料時(shí),仍在使用 Excel的“自動(dòng)篩選”“高級(jí)篩選”功能,更有甚者還在用數(shù)“正”字的辦法分類統(tǒng)計(jì)材料。而用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù),經(jīng)過一系列準(zhǔn)備工作之后,一點(diǎn)鼠標(biāo),就可以把用原始的辦法幾個(gè)月才能完成的工作,瞬間保質(zhì)、保量地完成。21世紀(jì)的今天,只有不斷地創(chuàng)新壓力管道設(shè)計(jì)技術(shù)的規(guī)范、理論、工作方法,才能使壓力管道設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率保持更加高昂的戰(zhàn)斗力和更強(qiáng)競爭力。本書將在某些章節(jié)穿插講述一些國內(nèi)外大型工程公司用于提高壓力管道設(shè)計(jì)工作效率的技巧、方法。
三維工廠管道(配管)協(xié)同設(shè)計(jì)在20世紀(jì)70年代開始工程應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)高速發(fā)展的今天,已經(jīng)開始進(jìn)行四維或多維協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)用。但是,有些設(shè)計(jì)單位仍未實(shí)現(xiàn)三維協(xié)同設(shè)計(jì)。當(dāng)然,并非所有的壓力管道設(shè)計(jì)都需要用多維協(xié)同設(shè)計(jì),可以根據(jù)工程規(guī)模、管道特點(diǎn)、工作效率等因素進(jìn)行選擇。我國三維及多維計(jì)算機(jī)輔助工廠設(shè)計(jì)工程應(yīng)用起步較晚,將會(huì)有更大的進(jìn)步空間。
壓力管道設(shè)計(jì)技術(shù)與知識(shí)不斷快速發(fā)展,需要設(shè)計(jì)人員始終保持謙虛謹(jǐn)慎的心態(tài),坐得下來、沉得下心,不斷學(xué)習(xí),不斷實(shí)踐與總結(jié),多閱讀學(xué)習(xí)參考書、論文和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,不斷提高管道設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率。一些設(shè)計(jì)人員在做配管設(shè)計(jì)時(shí),僅是對(duì)設(shè)備、管道等設(shè)施的擺放布置設(shè)計(jì),只要不碰撞、便于支撐、符合防火防爆規(guī)范、較為美觀,就萬事大吉;校審人員列出的問題僅僅是碰撞、間距等表面問題,而涉及工藝配管、管道柔性、材料等重要問題卻視而不見,更別提利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。這些不達(dá)標(biāo)的設(shè)計(jì)成品造成工程成本的浪費(fèi),工程質(zhì)量存在安全隱患。好的壓力管道設(shè)計(jì)成品,就像音樂家用情譜寫的一首美妙的歌曲一樣沁人心脾,就像廚師精心烹飪的一頓可口的佳肴一樣唇齒留香。
壓力管道設(shè)計(jì)是一門綜合性的技術(shù),既要求從事這項(xiàng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員具有工藝、設(shè)備、生產(chǎn)操作、檢修和施工等方面的知識(shí),也要求具有材料、力學(xué)、機(jī)械、設(shè)備、結(jié)構(gòu)、儀表、電氣等多學(xué)科知識(shí),并能夠運(yùn)用好計(jì)算機(jī)和外語兩個(gè)最重要的工具,根據(jù)擬設(shè)計(jì)裝置工藝、設(shè)備、土建、儀表、電氣等各專業(yè)的設(shè)計(jì)要求,結(jié)合裝置建設(shè)地地理、地質(zhì)、水文、氣候和氣象條件,同時(shí)遵循相關(guān)法規(guī)和規(guī)定,用管道及其組件將裝置中各設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、合理地連接,因此,它是一種系統(tǒng)的、集體的、創(chuàng)造性的智力勞動(dòng)。
石油化工工程建設(shè)項(xiàng)目具有一定的周期性,有些年份煉油裝置建設(shè)工程較多,有些年份煤制油煤化工裝置建設(shè)工程較多,有些年份化工裝置建設(shè)工程較多。在市場經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)的大環(huán)境下,設(shè)計(jì)單位能中標(biāo)的裝置類型也在變化,這就需要壓力管道設(shè)計(jì)人員能熟練設(shè)計(jì)煉油、化工、煤制油等各種裝置。實(shí)踐證明,無論是化工、煉油,還是制藥裝置的壓力管道設(shè)計(jì),僅是工藝專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容不同,對(duì)于壓力管道專業(yè)設(shè)計(jì)人員,設(shè)計(jì)原理和內(nèi)容是相同的,壓力管道設(shè)計(jì)人員掌握了管廊、塔、容器、反應(yīng)器、換熱設(shè)備、加熱爐、泵、壓縮機(jī)、罐等設(shè)備、設(shè)施及其有關(guān)管道的配管設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)做法,就可以較好地完成這些不同類型裝置的設(shè)備、設(shè)施的壓力管道設(shè)計(jì)。本書將重點(diǎn)以這些設(shè)備、設(shè)施及其有關(guān)管道為主線,對(duì)壓力管道的配管設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
筆者作為壓力管道專業(yè)負(fù)責(zé)人參與了幾十項(xiàng)國內(nèi)外大、中型工程的配管設(shè)計(jì),主持編寫了壓縮機(jī)、加熱爐等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)手冊。作為壓力管道設(shè)計(jì)、校核、審核、審定人員,常年工作在生產(chǎn)一線,本書融入了筆者在眾多國內(nèi)外大、中型工程中各種裝置壓力管道設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工作體會(huì)總結(jié),書內(nèi)對(duì)各種煉油、化工等裝置的管廊、塔、容器、反應(yīng)器、換熱設(shè)備、加熱爐、泵、壓縮機(jī)、罐等設(shè)備、設(shè)施總結(jié)并給出了各種典型配管設(shè)計(jì)實(shí)例,在系統(tǒng)地闡述基本理論的同時(shí),結(jié)合了許多國內(nèi)外工程壓力管道設(shè)計(jì)的精華,同時(shí)也濃縮列舉了一些壓力管道設(shè)計(jì)關(guān)鍵注意點(diǎn)、易犯錯(cuò)誤的地方。本書突出介紹了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在壓力管道工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及提高工作效率的一些技巧,并結(jié)合工程實(shí)例對(duì)壓力管道設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的講解。
同時(shí),筆者結(jié)合在國內(nèi)外眾多大、中型工程壓力管道設(shè)計(jì)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),對(duì)國內(nèi)外各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行了特別講解,分析比較了國內(nèi)外新版的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。對(duì)于壓力管道設(shè)計(jì)常用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范上已經(jīng)說明得很清楚的內(nèi)容,本書只列出了需要參考的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范名稱,具體內(nèi)容書中沒有贅述;對(duì)于容易疑惑的地方,書中多角度地分析、比較,并引用工程實(shí)例給予說明。另外,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不一致的情況,書中也進(jìn)行了比較和分析。
本書是筆者多年來日積月累的配管設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),可作為壓力管道設(shè)計(jì)人員日常工作手冊和壓力管道設(shè)計(jì)審批人員培訓(xùn)教材,也可作為工程建設(shè)項(xiàng)目管理人員和高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考資料。感謝中國寰球工程有限公司教授級(jí)高級(jí)工程師代永清對(duì)本書的建議和幫助,感謝施文煥、汪平、金祺等一直關(guān)心和支持本書編寫的專家和領(lǐng)導(dǎo)。參加本書撰寫與校審等工作的還有嵇霞、尚慶雨、路清泉、郝文利、趙銀虎、張建秋、商慶軍、趙強(qiáng)、盧明亮、宮貴萍等。