一、基礎設計階段
1. 工程項目前期的基本研究
①. 了解合同或分包合同內容以及建廠條件。
②. 有關法規、標準的確認。
③. 項目介紹、項目進度、工作范圍、人工時的初估。
④. 檢查項目建議書的人工時、材料費。
⑤. 檢查分包合同的有關內容。
⑥. 配管材料采購方案的確認(外購/內購)。
2. 工程規定的編制 根據項目的實際情況,編制本工程需要的工程規定如下。
①. 裝置布置工程規定。
②. 管道設計工程規定。
③. 管道材料選用及等級規定工程規定。
④. 蒸汽和熱水伴熱工程規定。
⑤. 管支架設計工程規定。
⑥. 管道材料標記工程規定。
⑦. 隔熱設計工程規定。
⑧. 涂漆工程規定。
⑨. 管道焊接和施工工程規定。
3. 流程圖條件研究
①. 設備分項
從流程圖上歸納以下各種設備的臺數和供貨范圍:爐子、公用工程設備、塔/罐、加熱器/換熱器、泵(離心/往復)、壓縮機(離心/往復)、傳動種類(電機/透平)、制造廠供貨范圍情況研究。
②. 管道
從流程圖上逐根了解以下內容:流向/管號/尺寸/物流等級;特殊點;閥門種類;有無伴熱/夾套;工藝圖上備注要求;閥門相對位置/對稱管線要求;儀表直管段要求;放空排凈要求;沖洗要求;保溫(冷)要求;是否上管廊。
③. 儀表
主要了解:測量點、控制點位置、安全閥要求。
④. 公用工程流程圖
主要管線、特殊件和尺寸。
⑤. 保溫和涂漆條件。
a. 從工藝流程圖和管線表了解保溫和涂漆的基本要求,確定保溫材料。
b. 了解客戶對保溫、涂漆材料的要求。
4. 管道走向研究(Routing Study)
①. 平面研究。
a. 布置上的安全、操作合理、經濟、整體性的考慮。
b. 方案的比較和選擇(含安裝方案)。
②. 主要管網結構的規劃。
③. 主管廊走向研究(粗估主管廊寬度和走廊的設置)。
④. 地下管道走向研究。
⑤. 電氣電纜走向研究。
⑥. 儀表電纜走向研究。
⑦. 廠房規劃(如壓縮廠房)。
a. 位置。
b. 長、寬、高。
⑧. 重要管線的配置(管道走向圖)。
⑨. 設備布置圖。
⑩. 第一次管道材料統計。
?. 關鍵設備的管口方位基本安裝高度。
?. 關鍵管線的應力分析。
?. 設計說明(用于國內初步設計)。
5. 設備布置圖的深化
①. 基礎設計審核會紀要。
②. 工藝流程圖(PID圖)。
③. 設備工程圖或塔、容器草圖。
④. 轉動設備資料。
6. 初版分區圖完成和制圖比例的決定
①. 總平面布置圖比例1:1000、1:500或1:200,或者其他適當的規定比例。
②. 總平面布置分區圖和設備布置分區圖比例同上。
③. 設備布置圖比例1:200或1:100,或者其他適當的規定比例。
④. 配管圖比例1:30或1:50,或者其他適當的規定比例。
7. 設備相連管線的布置研究
①. 了解與主要設備相連管線的口徑。
②. 塔、轉動設備的管線走向的研究。
③. 維修的考慮。
④. 對客戶要求的考慮。
8. 主管廊走向研究
①. 管子布置。
②. 管廊高度、寬度、跨距。
③. 管廊荷載。
9. 電氣防爆等級的確認 防爆或非防爆區域的確認,根據電氣危險區劃分圖。
10. 界區接點的研究
①. 與用戶接點的確定以及接點固定架的位置。
②. 標高、位置連接形式的確認。
11. 主要鋼結構的研究及尺寸荷載數據的確定
12. 儀表、電纜槽走向研究
①. 自控閥門開關設置的安裝和操作要求。
②. 流量計類型及直管段要求。
③. 儀表專業和管道專業范圍分界。
④. 儀表、電纜走向的確定。
⑤. 儀表、電纜槽高、寬的確定(儀表給條件)。
⑥. 與儀表的條件往返。
⑦. 電氣、電纜走向的確定。
⑧. 電氣、電纜槽高、寬的確定(電氣給條件)。
⑨. 與電氣的條件往返。
13. 公用工程管線研究
①. 蒸汽和凝液管線的分布和抽頭。
②. 水系統管線的分布和抽頭。
③. 工廠空氣管線的分布和抽頭。
④. 儀表空氣管線的分布和抽頭。
⑤. 氮氣管線的分布和抽頭。
14. 消防系統
①. 消防水管線走向研究。
②. 泡沫消防管線走向研究。
③. 噴淋水管線走向研究。
15. 地下管道研究
①. 標高、配管走向的確定。
②. 尺寸的確認。
③. 工廠的污水、雨水排水處理。
16. 部分長周期訂貨設備管口方位圖條件(完成后提給設備專業)
17. 部分平臺、梯子條件
18. 應力分析
19. 管道材料詢價文件的編制
20. 第二次管道材料統計
二、詳細設計階段
1. PID的核對
①. 緊急狀態時的考慮。
②. 開車、停車的考慮。
③. 其他操作的考慮。
④. 放空、排凈的考慮。
⑤. 試壓、吹掃和清洗的考慮。
2. 設備管口方位條件的完成
①. 塔、罐、槽的管口方位(完成后以條件圖方式提給設備專業或設計成品圖提給制造廠)。
②. 熱交換器的管口方位(如果需要則以條件圖方式提給設備專業或設計成品圖提給制造廠)。
③. 泵、壓縮機等轉動設備(如果需要以設計文件提給制造廠)。
3. 設備平臺、爬梯條件的完成
①. 塔、罐、槽。
②. 熱交換器。
③. 轉動設備。
4. 管架預焊件條件的完成
①. 塔、罐、槽。
②. 熱交換器。
5. 次要結構條件的完成
①. 閥門操作平臺(若支承在設備上完成后交設備專業)。
②. 踏步(完成后交結構專業或承包者)。
③. 過橋(完成后交結構專業或承包者)。
6. 主管廊的平臺、梯子條件的完成(完成后交結構專業)
①. 位置。
②. 尺寸(大小、標高)。
7. 設備布置圖的完成
①. 設備布置總圖的完成(完成后提交給總圖、工藝、電氣、安全、儀表等專業)。
②. 詳細設備布置圖(含必要的立面、剖面)的完成(完成后提給各相關專業)。
③. 終版分區索引圖的完成(提交給土建、工藝、儀表等專業)。
8. 應力分析
①. 泵口受力、力矩的檢查。
②. 壓縮機管口受力、力矩的檢查。
③. 設備管口受力、力矩的檢查。
④. 振動管線的處理。
⑤. 配管應力的校核。
⑥. 特殊架的設置。
9. 安全閥的反力計算
①. 計算結果表。
②. 支架及管道補強。
10. 主要管架的決定
①. 固定點。
②. 限位架。
③. 彈簧架。
④. 導向架。
11. 對配管圖進行可操作性檢查
①. 檢查閥門可操作位置。
②. 放空、排液的檢查。
③. 操作者巡回檢查區域、逃生通道、事故安全區域。
④. 兩相流、重力流要求。
⑤. 設備抽芯操作空間。
12. 與制造廠的有關接點
①. 管口方位、標高及連接形式。
②. 材料供貨范圍的確認。
13. 土建預埋件條件
①. 預埋位置指示。
②. 預埋標高指示。
③. 預埋件大小形狀。
④. 荷載。
14. 主要基礎條件
①. 位置和標記。
②. 荷載條件(重量、充水重)。
③. 基礎形狀、大小。
15. 軟管站設置地點研究
①. 軟管站靠柱、靠邊按平面15m半徑范圍定位。
②. 工藝區各樓層都要考慮軟管站的設置。
③. 軟管站設置內容按工藝要求。
16. 界區接點條件的完成
①. 管架的標記。
②. 流體壓力與溫度、標高、位置。
17. 制造廠文件評閱、核對配管圖中相應尺寸
①. 非定型設備。
②. 轉動設備。
③. 在線儀表。
④. 特殊管件。
18. 管道平面布置圖(含詳圖)
①. 用于材料統計。
a. 含所有管線和所有附件。
b. 接點關系(與制造廠)。
c. 所有尺寸。
②. 用于施工。
a. 管架標注。
b. 加備注和標記說明。
③. 地下管網布置圖。
a. 平面布置。
b. 空視圖。
19. 伴熱、取樣、疏水、排液圖
①. 蒸汽(或熱水)伴熱。
a. 伴熱站布置圖。
b. 伴熱站及伴管詳圖。
c. 伴熱表(如果有)。
②. 取樣圖。
a. 詳圖。
b. 檢查操作。
③. 蒸汽疏水系統。
a. 詳圖。
b. 檢查。
④. 排液系統(泵、液面計等)。
a. 詳圖。
b. 檢查。
20. 特殊管件
①. 計算和圖紙的完成。
②. 特殊管件。
a. 三通、異徑管、法蘭。
b. 噴射器、混合器。
③. 分支補強詳圖。
④. 鏈輪、齒輪操作閥門表。
⑤. 閥門伸長桿表。
⑥. 軟管接頭(含軟管堵頭)。
⑦. “8”字盲板圖表。
⑧. 洗眼器圖表。
⑨. T形粗濾器、Y形粗濾器圖表。
⑩. 漏斗圖表。
?. 減溫、減壓器表。
?. 儀表用集合管。
?. 分離排放罐。
21. 軸測圖
①. 所有管線和管件。
②. 切割點、現場焊點。
③. 接點。
④. 材料表。
⑤. 管架的標注。
22. 管架
①. 配管中管架的標注(如果需要可標在軸測圖上)。
②. 標準架管架圖表的完成。
③. 特殊架詳圖的完成。
④. 彈簧架表的完成。
⑤. 彈簧架詳圖的完成。
23. 說明的編制
①. 配管設計說明。
②. 管架設計說明。
③. 材料設計說明(含保溫涂漆)。
④. 施工說明。
⑤. 圖紙目錄。
24. 三維模型設計
使用三維模型設計的工程項目應進行30%、60%和90%設計階段模型檢查(小型工程項目通常只進行50%和90%階段模型檢查,有的大型工程項目除了30%、60%、90%設計階段3D模型檢查,還有10%設計階段3D模型檢查。)
各設計階段的具體設計深度可以遵循工程公司慣例要求或者按照合同商定的要求。某國外工程公司30%、60%、90%設計階段檢查時,當地規范要求,設計階段檢查包括了各專業所有的圖紙文件或階段性文件。而有的國家一些設計單位常常僅指三維模型的檢查。
三、FEED設計階段
國內外工程FEED設計階段內容一般可參照基礎設計要求或合同要求。某裝置FEED設計時,合同要求的設計深度比基礎設計深度約多15%左右。
四、報價設計階段
報價設計內容需根據合同要求。首先分清楚是設計報價、總承包報價還是其他工程報價。有的報價需管道完成設備布置圖、管道材料統計、基礎設計和詳細設計等階段的人工時統計等工作。
有的報價文件已經有很詳細的FEED設計文件,已包含了裝置基礎設計階段的所有壓力管道設計文件,報價時僅需核對管道材料數量等文件并提交詳細設計階段人工時估算。筆者發現有的管道設計人員未仔細閱讀FEED設計文件,又找了大量的人力重新統計了一版管道材料等設計文件,浪費了人工時。
五、可研設計階段
可研設計階段壓力管道專業一般僅參與工廠總布置圖(Plot Plan Drawing)的規劃、有關文字說明,有的需根據工程經驗和設計條件提交管道概算內容。如果有的設計單位設置了總圖專業,則壓力管道專業可能不需要參與可研設計階段。
如果是改造工程或其他必要工程,需要壓力管道專業參與的,則需要根據工程需要參與有關工作。
六、總體設計階段
國內多個設計單位參加的新建大型石油化工建設項目的總體設計,總體設計文件應根據批復的可行性研究報告進行編制。
總體設計是大型建設項目根據批復的可行性研究報告,為了控制石油化工大型建設項目的工程設計規模,確定工程設計標準,設計原則和技術條件,優化工廠總平面布置,優化公用工程的設計方案,實現對建設項目總工藝流程、總平面布置、總定員、總進度和總投資的控制目標的設計。石化行業有《石油化工大型建設項目總體設計內容規定》。總體設計單位負責編制全廠的配管設計工程規定。
各設計階段的詳細劃分要求及內容可參照《工業管道配管設計與工程應用》一書。