垃圾焚烧发电项目小口径汽水管道优化设计

垃圾焚烧发电项目小口径汽水管道优化设计

夏积恩 刘含文

中国联合工程有限公司 浙江省 杭州市 310052

摘 要：本文对于DN≤65mm的小口径管道的设计施工现状进行概述总结。提出借助精细化的三维设计平台，改变粗放的设计方式，将小口径管道的设计纳入到设计院正常设计的范围内，既提高了设计、施工质量，又能明确小口径管道的材料数量的把控，避免了安装时材料的浪费，从而提高工程效率。

1. 小口径管道的设计现状

小口径管道是指通径DN≤65mm的管道，近几年以来国内垃圾焚烧发电项目增多，仍沿用传统的火电厂设计模式，对于小口径管道设计院一般不出布置图，由施工承包商在现场按照系统图和区域布置进行二次设计，然后进行预制和安装。这种设计模式的安装质量受制于施工单位的水平，可能由于其设计水平有限，管道安装不符合规范，存在安全隐患或是缺乏统筹规划，安装较为凌乱，严重影响整体工艺效果。而且小口径管道的材料在设计中往往是预估项，可能与现场实际布置偏差较大，极易造成材料的浪费。

2. 设计优化的必要性和原则

目前随着国内垃圾焚烧发电项目增多，参数提升、机组规模增大，对于设计工作呈现出一种模块化和精细化的设计要求，尤其是针对EPC总承包项目，粗放的设计模式已经不再适应。从布置设计的规范性、合理性、美观性还是工程材料的数量的精确统计控制，设计工作应当考虑小口径管道的规划布置。

小口径管道的设计首先要严格遵循系统图，布置需要遵循相应的设计规范，同时对于需要保温的小口径管道，可以考虑联合保温，减小口径管道占用的空间，使管道的布置在外观上更为美观，布局更为紧凑。

DN≤65mm的管道一般包括次要的工艺管道，疏放水、放气管道和仪表导管等。

次要的小口径工艺管道设计规范要求与大口径管道并无差异。布置这些工艺小口径管道，按照系统图中接出和接入点位置，一般靠近建构筑物的墙壁、柱子或是设备边缘布置，整体统一规划布局美观，且容易设置管道支吊架。

汽水管道需要设置一定数量的疏放水点及放气点，主管道在布置设计时需要考虑疏放水、放气点的合理位置和精简数量，形成最优方案。这些疏放水、放气点连接出的小口径管道数量众多，根据接入点的位置，在接入点附近考虑集束布置，阀门统一摆放，方便运行操作和检修。

仪表导管的布置，精细化布置模式在管道布置的时候就确定仪表导管从工艺管道上接出的位置。

3. 小口径管道的设计平台

在常规出图模式中管道安装图采用平面图的方式，而小口径管道遍及电厂各处，数量多，变化多，常规出图模式下要对小口径管道设计出图并统计材料是一项复杂而且耗时的工作。三维协同设计平台的使用给小口径管道的布置设计提供了便捷可行的途径。

三维设计就是在设计过程中应用三维设计系统平台，建立直观的带有数据属性的数字化三维模型。三维设计为设计提供了一个共享平台，能够让所有相关设计者异地协同设计，使不同设计专业、设计者通畅联络和交流，保持设计配合工作协调一致，可以实现精细化布置设计，避免设计差错和设计疏漏等问题。

三维设计要求所有实体和空间必须建模，包括结构梁、柱、楼板、墙、基础、孔洞、栏杆、扶梯等所有的构筑物和厂房内所有专业的设备、管道、桥架、盘柜、电缆桥架、支吊架等，上述按真实尺寸全三维建模。三维设计同时提供工厂模型漫游，对全厂所有可能的碰撞进行检查，发现碰撞后进行设计修改，以实现零碰撞的布置设计。

三维精细化设计的一个特点是真实准确地在模型中做了管道坡度的设计，为小口径管道的设计创造了条件。传统的二维设计中，管道图纸中仅以箭头表明坡度方向，坡度大小在管道上标注，但起坡点不会明确，所以并没有精确表示出水平管段的标高。假如水平管道的长度较短，则坡度对管道标高的影响不是很大，但如果水平管道很长，坡度对管道标高的影响很大。只有通过三维平台精细化的设计，对管道进行准确的放坡，以及管道每一点真实标高的表达，才可以避免碰撞，最大限度利用有限的空间。

我们的小口径管道设计采用PDMS软件，和其他工艺管道一样均在三维中进行模型设计，管道的属性通过软件集成，保证了小口径管道参数、材料的准确性。通过三维模型，我们可以按照国际标准ISO出图模式完成管道安装图，并直接从三维设计模型自动智能抽取管道材料统计表。

4. 小口径管道的设计方法

在小口径管道的设计中，由于小口径管道数量繁多，区域统筹规划十分重要，所以需要从总体上统筹规划，确定小口径管道的起点和终点，对于阀门集中摆放、管道集束等布置集中的区域，予以统一考虑，合理地利用空间。

疏放水、放气管道分散在厂房的每个区域，数量众多，这些管道在接入点附近布置和操作执行比较集中，原则上以这些集中区域为重点，划分出几大块重点区域，每个集中区域调整管道的布置，管道间距平均，阀门位置集中，达到整齐有序，操作方便。对于凝汽器集管上部，阀门操作部件集中的区域可以考虑分层布置，在两层阀门的中间再考虑搭建操作平台，解决阀门的操作和检修问题。

放水、放气小口径管道设计与放水漏斗的布置设计关系密切，根据放水点的数量和位置，可以确定出放水漏斗的数量和位置，规划出漏斗的具体位置，一般选择靠近厂房墙、柱的位置，位置隐蔽，不可占用厂房的通道，也便于操作。这些漏斗早期选择好位置，也可避免后期施工时找不到合适位置的问题。这些漏斗最后接入无压放水母管，可以在早期规划的时候与无压放水管道配合设计，避免施工时放水母管和支管的现场修改和返工。

5. 总结

小口径管道的三维平台精细化布置设计进一步完善了设计院的设计范围，填补了设计院传统设计的空缺。避免了小口径管道现场乱安装，对整个工厂的美观性造成的影响，使得整个工厂的布置更趋合理、美观，操作更为方便。同时也将小口径管道的材料严格控制在所需的范围内，避免了浪费，合理控制工程成本。