一、基础设计阶段
1. 工程项目前期的基本研究
①. 了解合同或分包合同内容以及建厂条件。
②. 有关法规、标准的确认。
③. 项目介绍、项目进度、工作范围、人工时的初估。
④. 检查项目建议书的人工时、材料费。
⑤. 检查分包合同的有关内容。
⑥. 配管材料采购方案的确认(外购/内购)。
2. 工程规定的编制 根据项目的实际情况,编制本工程需要的工程规定如下。
①. 装置布置工程规定。
②. 管道设计工程规定。
③. 管道材料选用及等级规定工程规定。
④. 蒸汽和热水伴热工程规定。
⑤. 管支架设计工程规定。
⑥. 管道材料标记工程规定。
⑦. 隔热设计工程规定。
⑧. 涂漆工程规定。
⑨. 管道焊接和施工工程规定。
3. 流程图条件研究
①. 设备分项
从流程图上归纳以下各种设备的台数和供货范围:炉子、公用工程设备、塔/罐、加热器/换热器、泵(离心/往复)、压缩机(离心/往复)、传动种类(电机/透平)、制造厂供货范围情况研究。
②. 管道
从流程图上逐根了解以下内容:流向/管号/尺寸/物流等级;特殊点;阀门种类;有无伴热/夹套;工艺图上备注要求;阀门相对位置/对称管线要求;仪表直管段要求;放空排净要求;冲洗要求;保温(冷)要求;是否上管廊。
③. 仪表
主要了解:测量点、控制点位置、安全阀要求。
④. 公用工程流程图
主要管线、特殊件和尺寸。
⑤. 保温和涂漆条件。
a. 从工艺流程图和管线表了解保温和涂漆的基本要求,确定保温材料。
b. 了解客户对保温、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、经济、整体性的考虑。
b. 方案的比较和选择(含安装方案)。
②. 主要管网结构的规划。
③. 主管廊走向研究(粗估主管廊宽度和走廊的设置)。
④. 地下管道走向研究。
⑤. 电气电缆走向研究。
⑥. 仪表电缆走向研究。
⑦. 厂房规划(如压缩厂房)。
a. 位置。
b. 长、宽、高。
⑧. 重要管线的配置(管道走向图)。
⑨. 设备布置图。
⑩. 第一次管道材料统计。
⑪. 关键设备的管口方位基本安装高度。
⑫. 关键管线的应力分析。
⑬. 设计说明(用于国内初步设计)。
5. 设备布置图的深化
①. 基础设计审核会纪要。
②. 工艺流程图(PID图)。
③. 设备工程图或塔、容器草图。
④. 转动设备资料。
6. 初版分区图完成和制图比例的决定
①. 总平面布置图比例1:1000、1:500或1:200,或者其他适当的规定比例。
②. 总平面布置分区图和设备布置分区图比例同上。
③. 设备布置图比例1:200或1:100,或者其他适当的规定比例。
④. 配管图比例1:30或1:50,或者其他适当的规定比例。
7. 设备相连管线的布置研究
①. 了解与主要设备相连管线的口径。
②. 塔、转动设备的管线走向的研究。
③. 维修的考虑。
④. 对客户要求的考虑。
8. 主管廊走向研究
①. 管子布置。
②. 管廊高度、宽度、跨距。
③. 管廊荷载。
9. 电气防爆等级的确认 防爆或非防爆区域的确认,根据电气危险区划分图。
10. 界区接点的研究
①. 与用户接点的确定以及接点固定架的位置。
②. 标高、位置连接形式的确认。
11. 主要钢结构的研究及尺寸荷载数据的确定
12. 仪表、电缆槽走向研究
①. 自控阀门开关设置的安装和操作要求。
②. 流量计类型及直管段要求。
③. 仪表专业和管道专业范围分界。
④. 仪表、电缆走向的确定。
⑤. 仪表、电缆槽高、宽的确定(仪表给条件)。
⑥. 与仪表的条件往返。
⑦. 电气、电缆走向的确定。
⑧. 电气、电缆槽高、宽的确定(电气给条件)。
⑨. 与电气的条件往返。
13. 公用工程管线研究
①. 蒸汽和凝液管线的分布和抽头。
②. 水系统管线的分布和抽头。
③. 工厂空气管线的分布和抽头。
④. 仪表空气管线的分布和抽头。
⑤. 氮气管线的分布和抽头。
14. 消防系统
①. 消防水管线走向研究。
②. 泡沫消防管线走向研究。
③. 喷淋水管线走向研究。
15. 地下管道研究
①. 标高、配管走向的确定。
②. 尺寸的确认。
③. 工厂的污水、雨水排水处理。
16. 部分长周期订货设备管口方位图条件(完成后提给设备专业)
17. 部分平台、梯子条件
18. 应力分析
19. 管道材料询价文件的编制
20. 第二次管道材料统计
二、详细设计阶段
1. PID的核对
①. 紧急状态时的考虑。
②. 开车、停车的考虑。
③. 其他操作的考虑。
④. 放空、排净的考虑。
⑤. 试压、吹扫和清洗的考虑。
2. 设备管口方位条件的完成
①. 塔、罐、槽的管口方位(完成后以条件图方式提给设备专业或设计成品图提给制造厂)。
②. 热交换器的管口方位(如果需要则以条件图方式提给设备专业或设计成品图提给制造厂)。
③. 泵、压缩机等转动设备(如果需要以设计文件提给制造厂)。
3. 设备平台、爬梯条件的完成
①. 塔、罐、槽。
②. 热交换器。
③. 转动设备。
4. 管架预焊件条件的完成
①. 塔、罐、槽。
②. 热交换器。
5. 次要结构条件的完成
①. 阀门操作平台(若支承在设备上完成后交设备专业)。
②. 踏步(完成后交结构专业或承包者)。
③. 过桥(完成后交结构专业或承包者)。
6. 主管廊的平台、梯子条件的完成(完成后交结构专业)
①. 位置。
②. 尺寸(大小、标高)。
7. 设备布置图的完成
①. 设备布置总图的完成(完成后提交给总图、工艺、电气、安全、仪表等专业)。
②. 详细设备布置图(含必要的立面、剖面)的完成(完成后提给各相关专业)。
③. 终版分区索引图的完成(提交给土建、工艺、仪表等专业)。
8. 应力分析
①. 泵口受力、力矩的检查。
②. 压缩机管口受力、力矩的检查。
③. 设备管口受力、力矩的检查。
④. 振动管线的处理。
⑤. 配管应力的校核。
⑥. 特殊架的设置。
9. 安全阀的反力计算
①. 计算结果表。
②. 支架及管道补强。
10. 主要管架的决定
①. 固定点。
②. 限位架。
③. 弹簧架。
④. 导向架。
11. 对配管图进行可操作性检查
①. 检查阀门可操作位置。
②. 放空、排液的检查。
③. 操作者巡回检查区域、逃生通道、事故安全区域。
④. 两相流、重力流要求。
⑤. 设备抽芯操作空间。
12. 与制造厂的有关接点
①. 管口方位、标高及连接形式。
②. 材料供货范围的确认。
13. 土建预埋件条件
①. 预埋位置指示。
②. 预埋标高指示。
③. 预埋件大小形状。
④. 荷载。
14. 主要基础条件
①. 位置和标记。
②. 荷载条件(重量、充水重)。
③. 基础形状、大小。
15. 软管站设置地点研究
①. 软管站靠柱、靠边按平面15m半径范围定位。
②. 工艺区各楼层都要考虑软管站的设置。
③. 软管站设置内容按工艺要求。
16. 界区接点条件的完成
①. 管架的标记。
②. 流体压力与温度、标高、位置。
17. 制造厂文件评阅、核对配管图中相应尺寸
①. 非定型设备。
②. 转动设备。
③. 在线仪表。
④. 特殊管件。
18. 管道平面布置图(含详图)
①. 用于材料统计。
a. 含所有管线和所有附件。
b. 接点关系(与制造厂)。
c. 所有尺寸。
②. 用于施工。
a. 管架标注。
b. 加备注和标记说明。
③. 地下管网布置图。
a. 平面布置。
b. 空视图。
19. 伴热、取样、疏水、排液图
①. 蒸汽(或热水)伴热。
a. 伴热站布置图。
b. 伴热站及伴管详图。
c. 伴热表(如果有)。
②. 取样图。
a. 详图。
b. 检查操作。
③. 蒸汽疏水系统。
a. 详图。
b. 检查。
④. 排液系统(泵、液面计等)。
a. 详图。
b. 检查。
20. 特殊管件
①. 计算和图纸的完成。
②. 特殊管件。
a. 三通、异径管、法兰。
b. 喷射器、混合器。
③. 分支补强详图。
④. 链轮、齿轮操作阀门表。
⑤. 阀门伸长杆表。
⑥. 软管接头(含软管堵头)。
⑦. “8”字盲板图表。
⑧. 洗眼器图表。
⑨. T形粗滤器、Y形粗滤器图表。
⑩. 漏斗图表。
⑪. 减温、减压器表。
⑫. 仪表用集合管。
⑬. 分离排放罐。
21. 轴测图
①. 所有管线和管件。
②. 切割点、现场焊点。
③. 接点。
④. 材料表。
⑤. 管架的标注。
22. 管架
①. 配管中管架的标注(如果需要可标在轴测图上)。
②. 标准架管架图表的完成。
③. 特殊架详图的完成。
④. 弹簧架表的完成。
⑤. 弹簧架详图的完成。
23. 说明的编制
①. 配管设计说明。
②. 管架设计说明。
③. 材料设计说明(含保温涂漆)。
④. 施工说明。
⑤. 图纸目录。
24. 三维模型设计
使用三维模型设计的工程项目应进行30%、60%和90%设计阶段模型检查(小型工程项目通常只进行50%和90%阶段模型检查,有的大型工程项目除了30%、60%、90%设计阶段3D模型检查,还有10%设计阶段3D模型检查。)
各设计阶段的具体设计深度可以遵循工程公司惯例要求或者按照合同商定的要求。某国外工程公司30%、60%、90%设计阶段检查时,当地规范要求,设计阶段检查包括了各专业所有的图纸文件或阶段性文件。而有的国家一些设计单位常常仅指三维模型的检查。
三、FEED设计阶段
国内外工程FEED设计阶段内容一般可参照基础设计要求或合同要求。某装置FEED设计时,合同要求的设计深度比基础设计深度约多15%左右。
四、报价设计阶段
报价设计内容需根据合同要求。首先分清楚是设计报价、总承包报价还是其他工程报价。有的报价需管道完成设备布置图、管道材料统计、基础设计和详细设计等阶段的人工时统计等工作。
有的报价文件已经有很详细的FEED设计文件,已包含了装置基础设计阶段的所有压力管道设计文件,报价时仅需核对管道材料数量等文件并提交详细设计阶段人工时估算。笔者发现有的管道设计人员未仔细阅读FEED设计文件,又找了大量的人力重新统计了一版管道材料等设计文件,浪费了人工时。
五、可研设计阶段
可研设计阶段压力管道专业一般仅参与工厂总布置图(Plot Plan Drawing)的规划、有关文字说明,有的需根据工程经验和设计条件提交管道概算内容。如果有的设计单位设置了总图专业,则压力管道专业可能不需要参与可研设计阶段。
如果是改造工程或其他必要工程,需要压力管道专业参与的,则需要根据工程需要参与有关工作。
六、总体设计阶段
国内多个设计单位参加的新建大型石油化工建设项目的总体设计,总体设计文件应根据批复的可行性研究报告进行编制。
总体设计是大型建设项目根据批复的可行性研究报告,为了控制石油化工大型建设项目的工程设计规模,确定工程设计标准,设计原则和技术条件,优化工厂总平面布置,优化公用工程的设计方案,实现对建设项目总工艺流程、总平面布置、总定员、总进度和总投资的控制目标的设计。石化行业有《石油化工大型建设项目总体设计内容规定》。总体设计单位负责编制全厂的配管设计工程规定。
各设计阶段的详细划分要求及内容可参照《工业管道配管设计与工程应用》一书。