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;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委員會改組為AMSE壓力管道規(guī)范B31委員會,對于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,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,將會有更大的進(jìn)步空間。
壓力管道設(shè)計(jì)技術(shù)與知識不斷快速發(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,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,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)和工作體會總結(jié),書內(nèi)對各種煉油、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高級工程師代永清對本書的建議和幫助,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。