淺談建筑電氣設(shè)備布置

該技術(shù)具有投資省、能耗低、施工周期長、占地面積小、操作和維護方便等特點。自2000年以來，它在海洋淡化行業(yè)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。反滲透海水淡化工程的建設(shè)成本主要包括土地資源、設(shè)備管材投資、管道安裝費用。海水淡化工程的設(shè)備和管道布置是決定占地面積、管材用量的重要因素。因此，合理的設(shè)備和管道布置是降低成本、保障工程穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。有關(guān)反滲透海水淡化工程的設(shè)計規(guī)范較少，如GB/T50619—2010《火力發(fā)電廠海水淡化工程設(shè)計規(guī)范》、GB/T31327—2014《海水淡化預(yù)處理膜系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》等。一般可參照執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有HG/T20519—2009(2017）《化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定》、HG/T20546—2009(2017）《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計規(guī)定》、HG/T20549—1998(2004）《化工裝置管道布置設(shè)計規(guī)定》、SH3011—2011《石油化工工藝裝置布置設(shè)計規(guī)范》、SH3012—2011《石油化工金屬管道布置設(shè)計規(guī)范》、SH/T3055—2017《石油化工管架設(shè)計規(guī)范》、GB51019—2014《化工工程管架、管墩設(shè)計規(guī)范》、GB50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》、GB50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》和GB50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范（2018年版）》等。1設(shè)備間距分析設(shè)備布置設(shè)計應(yīng)滿足工藝流程、安全生產(chǎn)和環(huán)境保護的要求，并應(yīng)考慮以下各方面的需要：工廠總體布置；操作、維護、檢修、施工和消防；節(jié)約用地和減少能耗。設(shè)備的間距除應(yīng)滿足防火、防爆規(guī)定外，還應(yīng)滿足：為操作、檢修、裝卸、吊裝所需留有的場地和通道；設(shè)備和建筑物的梯子、平臺的布置；設(shè)備基礎(chǔ)、地下埋設(shè)的管道、管溝、電纜溝和排水井的布置；管道和儀表安裝1.1特定空間內(nèi)的工程建設(shè)一個完整的海水淡化工程從取出海水到產(chǎn)出淡水所包含的設(shè)備較多，有的工程建設(shè)在沿海地區(qū)、海島上，有的工程建設(shè)在特定空間內(nèi)，如艦艇船舶、集裝箱內(nèi)。因此，根據(jù)現(xiàn)場地理環(huán)境條件、工程規(guī)模、客戶要求不同，設(shè)備布置也有多種形式?？傮w來說，設(shè)備布置可歸納為3種主要形式，包括流程型布置、功能型布置和集中型布置。1.1.1主要設(shè)備的布置流程型布置是按工藝流程的順序進行設(shè)備布置，也是優(yōu)先考慮的布置形式。此種布置形式使用管材較少，布局簡單。一般用于中小型工程，以及對設(shè)備占地面積不受現(xiàn)有廠房外形尺寸限制的工程或者依據(jù)設(shè)備布置情況來確定車間外形尺寸的工程。某300m在設(shè)備布置時將需要運行操作的設(shè)備，如多介質(zhì)過濾器、超濾膜組、反滲透膜組前預(yù)留足夠的空間，便于運行操作和監(jiān)測裝置面板上的運行數(shù)據(jù)。水泵、水箱按流程布置，可以使管線更短，節(jié)省投資，并盡量靠墻放置。另外，各設(shè)備間的距離要滿足管道布置的空間要求。1.1.2膜組和水泵的放置功能型設(shè)備布置是在依據(jù)工藝流程的基礎(chǔ)上，將設(shè)備按照不同的功能劃分區(qū)域布置在圖2中可看到用虛線劃分的功能區(qū)，在預(yù)處理區(qū)內(nèi)放置有超濾膜組；在脫鹽區(qū)內(nèi)從右至左按照工藝流程順序，依次放置一級反滲透膜組、二級反滲透膜組和EDI膜組，均為3臺。在水泵區(qū)內(nèi)均放置有與膜組相對應(yīng)的水泵和過濾器，并且在車間外的水箱也是與各功能區(qū)設(shè)備相對應(yīng)放置。整體布置很簡單直觀，保證了各功能區(qū)內(nèi)設(shè)備間管道連接的簡潔，同時，水泵、水箱、過濾器和膜組采用同類設(shè)備集中布置的原則1.1.3積受限制的工程集中型設(shè)備布置適于中小型工程或者占地面積受限制的工程，如一體化裝置或設(shè)備車間占地面積已確定并且空間較小的工程等。一體化裝置的產(chǎn)水規(guī)模一般為0.5～20m1.2單元設(shè)備安裝位置及安裝位置確定了整個工程或海水淡化車間的設(shè)備布置形式之后，依據(jù)各單元設(shè)備的特性、外形尺寸和現(xiàn)場環(huán)境條件等，進一步確定各單元設(shè)備的管口、操作臺、支架的空間位置，同時要確定設(shè)備的安裝方案、設(shè)備基礎(chǔ)、管道及電氣儀表管線的走向等。1.2.1機械過濾器的安裝海水淡化用過濾器的種類較多，按過濾形式主要有機械過濾器、網(wǎng)式過濾器、疊片式過濾器等，其中普遍應(yīng)用的是機械過濾器。機械過濾器上安裝的閥門較多，過濾器前面要預(yù)留出操作和維修的空間，一般不小于800mm；過濾器之間或者過濾器與其他設(shè)備之間的凈距離不小于500mm；過濾器的高度要滿足管道安裝的需要。當(dāng)多排過濾器布置時，每相鄰兩排可背靠背布置，使占地面積更小。另外，除了滿足相關(guān)規(guī)定要求外，還需要滿足廠家技術(shù)說明書中提出的空間要求。1.2.2鋼結(jié)構(gòu)膜的安裝超濾膜組和反滲透膜組應(yīng)布置于室內(nèi)，防冰凍和日照，環(huán)境溫度宜為5～40℃。超濾膜組和反滲透膜組都是由多個膜元件組合在一起，固定安裝在鋼結(jié)構(gòu)膜架上。一般情況下，超濾膜元件垂直放置，反滲透膜元件水平放置。為了節(jié)省膜組的占地面積，膜元件間的距離要盡量緊湊，但要滿足與膜元件接口相連接的管路的安裝尺寸要求。膜組的儀表面板安裝有壓力表、流量計、溫度顯示、取樣閥等，在儀表面板前需要預(yù)留不小于600mm的監(jiān)測和操作空間。當(dāng)由多臺膜組組成裝置時宜采用對稱形式排布，膜組之間宜留有0.8～1.5m間距的檢修通道1.2.3設(shè)置了水壓基礎(chǔ)由于水箱不需要頻繁開關(guān)進出水閥門，一般靠近墻放置，水箱與墻的凈距離不小于500mm，并且設(shè)置水箱基礎(chǔ)。水箱與水箱間的凈距離一般不小于400mm，水箱與其他設(shè)備的凈距離不小于600mm。同時，根據(jù)現(xiàn)場情況，還需要考慮水箱底部排水口的位置和水箱頂部排氣口的位置。1.2.4設(shè)備總體布置形式海水淡化工程中的水泵較多，包括原水泵、增壓泵、高壓泵、反洗泵、清洗泵等，可根據(jù)設(shè)備總體布置形式確定位置。大中型工程一般設(shè)置有泵房，高壓泵和增壓泵可放置在反滲透膜組附近，也可放置在泵房內(nèi)，其余水泵放置在泵房內(nèi)。小型工程的水泵一般放置在海水淡化車間內(nèi)，高壓泵盡量靠近反滲透膜組2主要依據(jù)和設(shè)備布置管道布置是管道設(shè)計中最重要的一部分，在完成管材、閥門、管件的選擇和管路計算后，開始進行管道布置設(shè)計。管道布置設(shè)計的主要依據(jù)包括：①設(shè)計、安全、環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及當(dāng)?shù)氐姆?、法?guī)；②項目工程規(guī)定、設(shè)計規(guī)定；③帶控制點的工藝流程圖；④設(shè)備布置圖；⑤設(shè)備裝配圖、管口方位圖、設(shè)備安裝詳圖；⑥廠房建筑平立面圖；⑦自動控制等其他專業(yè)的相關(guān)條件和資料。另外，管道布置過程中還要考慮經(jīng)濟性和美觀性，使整個工程的管道布置最優(yōu)化。2.1管道配置特點2.1.1管道布置的布置大型工程的管道布置時，由于各工藝階段均由多臺相同設(shè)備組成，而且大部分管路的公稱直徑大于150mm。因此，為了保證整個車間的整齊美觀和檢修維護空間，并且為了滿足設(shè)備進出口管道位置的需要，管道布置通常采用管溝或者架空敷設(shè)管路圖2所示工程的管道布置情況如圖4所示。此工程的管道敷設(shè)在地下或高處，地下管道采用管溝的形式，高處的管道采用獨立式支架或管廊布置。各水箱與水泵進口管道的連接敷設(shè)在地下，水泵出口與各保安過濾器進口連接的管道、保安過濾器出口連接到高壓泵、高壓泵到各膜組的連接均采用架空敷設(shè)管路。二級反滲透產(chǎn)水去二級反滲透產(chǎn)水箱、一級反滲透產(chǎn)水去一級反滲透產(chǎn)水箱、一級反滲透和二級反滲透沖洗管道、化學(xué)清洗進出水管道與各膜組連接管段集中布置在管廊上，如圖4中虛線部分設(shè)置有管廊。2.1.2采用沿地充填、沿墻敷設(shè)管路對于中小型工程，管道的最大公稱直徑不超過150mm，一般多采用沿地和沿墻敷設(shè)管路，可降低工程建設(shè)成本。在管道布置時要將地面或墻面上的多根管道平行排列，管路間距要滿足安裝要求，并且注意縮短管路的長度2.2主單元的管道配置2.2.1管道內(nèi)部閥門安裝高度立式過濾器的進水、出水、反洗管路都引出到過濾器前部，閥門放置在前部易操作的位置，一般閥門的安裝高度可取1.2m左右。臥式過濾器的進水、出水管口處直接放置閥門。過濾器的各管道支架通常設(shè)置在筒體上。2.2.2超濾膜組的流量計的設(shè)置超濾裝置是海水淡化工程中管路最多的部分，包括進水、產(chǎn)水、濃水、反洗（氣洗）、化學(xué)清洗管路。膜元件下部接口連接進水管，上部接口連接產(chǎn)水管和濃水管。對稱形式排布的多臺超濾膜組的進水總管、產(chǎn)水總管、濃水總管等宜布置在兩排膜組中間，膜組中各管道上的閥門也盡量放置在靠近總管的一端。(1）進水（進氣）管路。為了放置進水管路的流量計，超濾膜組的進水管口放置在低處，垂直向上后轉(zhuǎn)向垂直向下（形成n形），再與各膜元件相連接，流量計放置在垂直向上的管路段，閥門放置在垂直向下的管路段。在膜組進水管路上設(shè)置分管路，作為化學(xué)清洗進水管路。另外，在各膜元件與膜組進水管連接的另一側(cè)設(shè)置反洗排放口。膜組的進氣管路與各膜元件下部的進氣口采用軟管相連接，在進氣管路上配有減壓閥、空氣止回閥、氣動閥和手動閥。(2）產(chǎn)水管路。超濾膜組的產(chǎn)水管與各膜元件產(chǎn)水接口相連接后水平放置在膜架頂部，在水平管段設(shè)置有閥門和流量計，并在產(chǎn)水管路設(shè)置分管路作為化學(xué)清洗回流管路。另外，產(chǎn)水管的另一側(cè)與反洗進水管相連接。(3）濃水管路。超濾濃水管與各膜元件濃水接口連接后垂直向下后轉(zhuǎn)向垂直向上（形成U形），在垂直向上的管路段放置流量計和閥門。同時，在膜組的濃水管路上設(shè)置分管路作為反洗排放管路，與膜組進水管路的排放口相連接，并且在排放管路上設(shè)置排氣口。另外，在濃水管路上還需設(shè)置一個分管路作為化學(xué)清洗回流管路，與產(chǎn)水管路上的化學(xué)清洗管路相連。2.2.3反滲透膜組的設(shè)備布置反滲透膜組的管路包括進水、產(chǎn)水、濃水、化學(xué)清洗（沖洗）管路，其中進水管路、濃水管路為高壓管路，產(chǎn)水管路、化學(xué)清洗管路為低壓管路。與膜元件接口連接匯總后的進水管、產(chǎn)水管和濃水管都引到整個膜組的前部并垂直放置，在垂直管路段上設(shè)置閥門、壓力表、流量計等，同時盡量將閥門設(shè)置在同一高度，便于膜組的操作和維護另外，保安過濾器、高壓泵、增壓泵、能量回收裝置與反滲透膜組構(gòu)成了反滲透系統(tǒng)，大中型工程中這些設(shè)備布置在反滲透膜組周圍，小型工程的整個反滲透系統(tǒng)都安裝在膜架上。因此，在反滲透膜組的管道布置時要考慮整個系統(tǒng)的管道布置的合理性和經(jīng)濟性2.2.4藥劑及加藥裝置海水淡化工程從預(yù)處理到后處理的整個工藝過程中，為了保證各工藝階段更優(yōu)的出水水質(zhì)，需要添加適量的藥劑。另外，超濾膜組和反滲透膜組的化學(xué)清洗也需要使用藥劑。所用藥劑有絮凝劑、助凝劑、殺菌劑、酸、堿、阻垢劑、還原劑、氧化劑等。小型工程的加藥裝置一般在加藥點附近放置，大中型工程會配置加藥間。由于加藥管道內(nèi)各種藥劑介質(zhì)一般均具有腐蝕性，加藥管道可沿建筑物、構(gòu)筑物頂板、側(cè)壁、地面明設(shè)，以便于檢修，也可設(shè)置在專門的加藥管溝內(nèi)，但應(yīng)避免架空敷設(shè)，以免因加藥管道滲漏造成生產(chǎn)安全事故。當(dāng)采用加藥管溝時，要注意避免加藥管道與基礎(chǔ)及其他管道相撞，且加藥管道盡量同溝敷設(shè)2.2.5管道布置設(shè)計在一個完整的管道布置設(shè)計中，支架是重要的組成部分，支架的正確設(shè)置是管道安全穩(wěn)定的重要保障。設(shè)計人員在管道布置過程中，根據(jù)管道的操作條件，應(yīng)同時考慮支架位置、型式及合理性等。管道支架的位置盡可能利用已有的建構(gòu)筑的梁柱、平臺、設(shè)備本體、地面等作為生根點3設(shè)備和管道布置