压力管道设计及工程实例

"压力管道设计参考书是设计人员不可缺少的工具书。一本特别实用的、系统的压力管道设计参考书，对提高设计水平、加快设计速度、改进设计质量具有十分重要的作用。既有系统的压力管道理论知识介绍,又有典型的工程应用实例，同时能够紧密结合现代化工程技术在压力管道设计中应用的参考图书少之又少。有很多压力管道设计人员苦于找不到合适的参考书,没有办法系统地了解最新的压力管道设计知识;或者只能在抽象的设计规范理论中,在工程项目实践中慢慢地摸索着了解、学习。

随着科学技术的飞速发展,压力管道设计技术也在不断提高和创新,压力管道设计的国内外各种标准规范在不断地更新、补充和完善,压力管道设计对多个学科的综合性要求越来越强,很多压力管道设计参考书已经不能反映当前的实际和设计水平,难以满足压力管道设计人员的使用要求。

在实际工程设计过程中,对国外标准误用的现象时有发生。早在1978年美国B31委员会改组为AMSE压力管道规范B31委员会，对于ASME B31.3自1980年后各版标准分别以ANSI/ASME B31.3、 ASME/ANSI B31.3和ASME B31.3代号出版,1996年开始正式更名为 ASME B31.3《工艺管道》，一直沿用到目前最新版的ASME B31.3。本书结合工程设计的实际应用，讲述了一系列压力管道设计常用的国内外标准规范。笔者曾在国外大型工程公司工作过一段时间，对国际通用的国外压力管道设计规范进行了系统的总结和分析。

我国压力管道设计技术已经有了长足的发展，压力管道工程设计已开始采用模块化、大数据、云计算、多维协同、三维影息等设计手段。但是，在压力管道设计技术的某些方面仍然有较大的成长空间，例如:压力管道设计工作效率不高、重复性工作烦琐、人工时消耗偏多等问题。很多已经拥有了丰富的压力管道设计经验的人员，因计算机新技术的运用较少,所以工作效率不高，在工程项目中的专业技术领导力、执行力下降。笔者将根据工程设计切身体会，特别讲述一些压力管道设计的计算机技术。

有些压力管道设计经验丰富的技术人员,在统计管道的材料时，仍在使用Excel的“自动筛选”“高级筛选”功能,更有甚者还在用数“正”字的办法分类统计材料。而用现代化的计算机技术，经过一系列准备工作之后，一点鼠标，就可以把用原始的办法几个月才能完成的工作,瞬间保质、保量地完成。21世纪的今天，只有不断地创新压力管道设计技术的规范、理论、工作方法，才能使压力管道设计的质量和效率保持更加高昂的战斗力和更强竞争力。本书将在某些章节穿插讲述一些国内外大型工程公司用于提高压力管道设计工作效率的技巧、方法。

三维工厂管道（配管)协同设计在20世纪70年代开始工程应用。在计算机、互联网等技术高速发展的今天，已经开始进行四维或多维协同设计应用。但是，有些设计单位仍未实现三维协同设计。当然，并非所有的压力管道设计都需要用多维协同设计，可以根据工程规模、管道特点、工作效率等因素进行选择。我国三维及多维计算机辅助工厂设计工程应用起步较晚，将会有更大的进步空间。

压力管道设计技术与知识不断快速发展，需要设计人员始终保持谦虚谨慎的心态，坐得下来、沉得下心,不断学习,不断实践与总结，多阅读学习参考书、论文和标准规范，不断提高管道设计质量和工作效率。一些设计人员在做配管设计时，仅是对设备、管道等设施的摆放布置设计,只要不碰撞、便于支撑、符合防火防爆规范、较为美观，就万事大吉;校审人员列出的问题仅仅是碰撞、间距等表面问题，而涉及工艺配管、管道柔性、材料等重要问题却视而不见，更别提利用技术经济原理进行设计优化。这些不达标的设计成品造成工程成本的浪费，工程质量存在安全隐患。好的压力管道设计成品，就像音乐家用情谱写的一首美妙的歌曲一样沁人心脾，就像厨师精心烹饪的一顿可口的佳肴一样唇齿留香。

压力管道设计是一门综合性的技术，既要求从事这项设计的工程技术人员具有工艺、设备、生产操作、检修和施工等方面的知识,也要求具有材料、力学、机械、设备、结构、仪表、电气等多学科知识,并能够运用好计算机和外语两个最重要的工具,根据拟设计装置工艺、设备、土建、仪表、电气等各专业的设计要求,结合装置建设地地理、地质、水文、气候和气象条件,同时遵循相关法规和规定,用管道及其组件将装置中各设备安全、经济、合理地连接,因此，它是一种系统的、集体的、创造性的智力劳动。

石油化工工程建设项目具有一定的周期性，有些年份炼油装置建设工程较多,有些年份煤制油煤化工装置建设工程较多，有些年份化工装置建设工程较多。在市场经济主导的大环境下,设计单位能中标的装置类型也在变化,这就需要压力管道设计人员能熟练设计炼油、化工、煤制油等各种装置。实践证明，无论是化工、炼油，还是制药装置的压力管道设计,仅是工艺专业设计内容不同,对于压力管道专业设计人员，设计原理和内容是相同的，压力管道设计人员掌握了管廊、塔、容器、反应器、换热设备、加热炉、泵、压缩机、罐等设备、设施及其有关管道的配管设计原理和设计做法，就可以较好地完成这些不同类型装置的设备、设施的压力管道设计。本书将重点以这些设备、设施及其有关管道为主线，对压力管道的配管设计进行详细介绍。

笔者作为压力管道专业负责人参与了几十项国内外大、中型工程的配管设计,主持编写了压缩机、加热炉等多个标准手册。作为压力管道设计、校核、审核、审定人员,常年工作在生产一线,本书融入了笔者在众多国内外大、中型工程中各种装置压力管道设计的实践经验和工作体会总结，书内对各种炼油、化工等装置的管廊、塔、容器、反应器、换热设备、加热炉、泵、压缩机、罐等设备、设施总结并给出了各种典型配管设计实例,在系统地阐述基本理论的同时，结合了许多国内外工程压力管道设计的精华，同时也浓缩列举了一些压力管道设计关键注意点、易犯错误的地方。本书突出介绍了现代计算机技术在压力管道工程设计中的应用及提高工作效率的一些技巧,并结合工程实例对压力管道设计进行了系统的讲解。

同时，笔者结合在国内外众多大、中型工程压力管道设计实践中的经验教训，对国内外各种标准规范进行了特别讲解,分析比较了国内外新版的标准规范。对于压力管道设计常用的标准、规范上已经说明得很清楚的内容，本书只列出了需要参考的标准规范名称,具体内容书中没有赘述;对于容易疑惑的地方，书中多角度地分析、比较，并引用工程实例给予说明。另外，对于标准规范不一致的情况，书中也进行了比较和分析。

本书是笔者多年来日积月累的配管设计实践经验总结，可作为压力管道设计人员日常工作手册和压力管道设计审批人员培训教材,也可作为工程建设项目管理人员和高等院校相关专业师生的参考资料。

感谢中国寰球工程有限公司教授级高级工程师代永清对本书的建议和帮助，感谢施文焕、汪平、金祺等一直关心和支持本书编写的专家和领导。参加本书撰写与校审等工作的还有嵇霞、尚庆雨、路清泉、郝文利、赵银虎、张建秋、商庆军、赵强、卢明亮、宫贵萍等。

由于笔者水平有限，不妥之处在所难免，敬请广大读者提出宝贵意见。

宋岢岢

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"本书根据作者多年来的压力管道设计切身工作经验和体会，结合国内外大、中型工程典型压力管道设计实例和现代化工程新技术，由浅入深详细介绍了压力管道设计方法，特别分析比较了国内外新版标准规范，突出介绍了现代计算机技术在压力管道工程设计中的应用及技巧，并结合工程实例对压力管道设计进行了系统的讲解。

本书内容包括：压力管道基础知识、计算机辅助压力管道设计软件、材料基础知识、压力管道器材及其选择、装置设备布置、管道布置、压力管道的隔热和防腐蚀、长输管道和公用管道设计、应力分析和管道支吊架、压力管道设计计算机制图与建模、压力管道施工与检验、专业与项目管理。

本书与《工业管道配管设计与工程应用》、《管道应力分析与工程应用》、《管道器材选用与工程应用》可配套使用。本书内容实用，资料新颖，可作为压力管道设计人员日常工作手册及压力管道设计审批人员培训教程，也可作为设计单位和高等院校相关专业人员的参考资料。

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