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工艺装置内直梯设置的探讨

更新时间:2009-03-28

化工设计中,经常需要设置梯子和平台来满足设备、阀门及仪表元器件的操作、维护等需求。生产中有频繁操作和维护需求的场所,通常需要设置带有斜梯的固定平台;而操作和维护频率相对较低的场所,如装置管廊界区、切断阀区、立式设备的仪表根部阀、地坑内的收集槽或贮罐上的阀门等区域,通常考虑设置活动平台或带有直梯的固定平台。基于高使用频率需求,设置的固定平台带有斜梯,设计人员一般都会非常重视并认真考虑这类平台及梯子的设置,而基于低使用频率需求,所设置的平台带有直梯,由于设计人员的重视程度不够,这类平台及直梯的设置通常因考虑不周而设置不合理,从而不能充分发挥作用。本文结合工程设计案例,分析直梯不合理设置所造成的后果,探讨如何合理地设置直梯、优化设计。

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1 框架直爬梯的设置

GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》第5.2.26条规定[1] :“可燃气体、液化烃和可燃液体的塔区平台或其他设备的构架平台应设置不少于2个通往地面的梯子,作为安全疏散通道,但长度不大于8m的甲类气体和甲、乙A类液体设备的平台,或长度不大于15m的乙B、丙类液体设备的平台,可只设1个梯子”。故依据此条,且化工装置的特点多为可燃、易爆,为满足规范要求,装置通常要设不少于2个通往地面的梯子,大型装置至少要有2部主楼梯,小型装置通常设置1个主楼梯和1个直梯,直梯用于主楼梯发生故障、火灾等紧急情况时使用。HG/T20546-2009《化工装置设备布置设计规定》[2]第4.2.1条对直梯设置有以下规定:①装置的操作和维修人员不需要经常巡视的辅助操作平台和容器的操作平台,可设置直梯;②平台的辅助出口应有直梯,该梯子的位置应符合从主要或辅助出口到平台任何两点的水平距离不大于25m,平台的死端长度不应大于6m。若死端长度大于6m时,需增设出口梯子;③对于有易燃、易爆危险的设备,其构筑物平台距离不足25m,也应在适当的位置增设安全直梯。

在设计过程中,所有梯子的位置都需尽早考虑。主楼梯由于使用频繁,设计人员会在设备布置初期重点考虑其布置,确定其合适的位置、舒适的梯段和宽度。而由于直梯的低使用频率,设计者在设备布置阶段往往容易忽略直梯的设置,在设计中后期才考虑直梯的设置,由于在这个阶段的设备、管道等设计规划已经基本确定,后补充的直梯常常会不尽人意,出现上梯口、下梯口或上下梯口在不同程度受到管道、阀门、仪表、仪表箱或电缆箱等阻挡的情况,致使直梯不能正常使用或通行不畅。另外,直梯位置的滞后考虑、设置不合理也会增加设计工作的工作量,如由于直梯的设置需要调整和修改管道布置等。因此,设计人员在进行设备布置时,应同时考虑直梯和主楼梯的布置,确定出合理的位置,以便管道布置时留出畅通的通道,使其能在需要的时候,充分发挥作用。

2 设备本体直梯的设置

因工艺要求,装置中设备本体常带有阀门及温度计、压力计、液位计等自控仪表,为便于阀门和仪表的操作、观察和检修,需设置平台和梯子。另外,有些需要考虑催化剂和填料装卸的设备,也需设置平台和梯子[3]

数据孤岛可分为物理性和逻辑性2种,物理性数据孤岛是指数据被独立储存、维护在不同的位置,彼此之间没有交换、联系;逻辑性数据孤岛是指同一组数据被理解分析成不同的含义,在数据分析交流上形成阻滞[5]。

设备直梯设置时要充分考虑其使用的方便性和经济性。塔器设备和立式设备上的液位计、温度计等仪表通常设置在直梯两边,距直梯的距离以人站在直梯上操作、检修方便为宜,同时需要在设备布置和管道布置时考虑人员上下方便。另外,设备直梯设置时需要考虑设备隔热层厚度,在设计工作中需注意该问题,同时,设计人员在会签设备图纸时应仔细查看。

如图3所示,经过多次试验发现,该打磨机器人从端口最低点出发,在沿端口周向转动进行打磨的过程中会发生打滑失效,尤其在的转角范围内明显存在一个打滑失效区。发生打滑失效的原因是压紧力过小,也就是说,施加的预紧力在垂直方向的分力小于摩擦力和重力在该方向的合力,机器人在惯性的作用下发生打滑失效,这说明机器人发生打滑失效与预紧力、摩擦力及其自身重力等因素有关。

(1)在直梯攀登通过的空间内不应有障碍物。

3 地坑内直梯的设置

对于不需要频繁进出的地坑,其进出通道通常考虑设置直梯。且依据HG/T20546-2009《化工装置设备布置设计规定》,深度大于1.8m和长度大于6m的地坑,需设置永久性直梯。坑内直梯的设置主要考虑不妨碍操作和检修,另外,若坑内介质有腐蚀性时,直梯应考虑防腐。

4 其他

靠近建构筑物的设备,设备平台及通行梯子也可以依靠建构筑物来设置,这样既方便设置又能把平台连成一片。

(3)设备上的直梯宜从侧面通向平台,攀登高度在15m以内时,梯段高度不应大于8m;超过15m时,梯段高度不应大于5m。

设备本体上的梯子除大型储罐外,绝大多数为直梯,HG/T20546-2009《化工装置设备布置设计规定》对设备直梯设置有以下规定[2]:①仅在检修期间操作,且距地面3m高度范围内的人孔、仪表及阀门可采用带有直梯或斜梯的活动平台,设备本体不再考虑设置平台梯子;②梯段不宜大于9m,超过9m时宜设梯间平台,以分段交错设梯。攀登高度在15m以下时,梯间平台的间距为5~8m,超过15m时,每5m设1个梯间平台,烟囱上直梯除外;③立式设备上的直梯通常从侧面通向平台,正面进出的直梯用于通向设备顶部以上的平台;④设备上距地面1.8m以上或在平台上高于1.8m、需要操作和观察的阀门、仪表、液位计、人孔等处需设置永久性直梯。

(2)从地面起设直梯,高度大于或等于4m时,应加安全保护圈,从2.5m处向上设置;上方其他各段直梯,每段高度大于或等于2.5m时,需加安全保护圈,从2.2m处向上设置。标准规范中标注直梯最佳宽度宜为500mm,但在寒冷地区可考虑适当加大梯子的宽度。

(4)直梯上梯口设喇叭口和立式把手[4]

(5)直梯处设置照明。

DDC控制系统可以在特定用途中执行诸如控制、实时、管理、警报等各种功能。与传统控制方式相比,它具有灵活、无须校准的优点,能有效降低设备能耗和提高运行效率[3]。

5 结语

直梯虽然不常用,但当工艺装置发生事故、火灾等紧急情况时可以用作逃生,因此,作为设计人员,应该在设备和管道布置时认真考虑,保证其设计合理、使用便捷,在需要的时候能够发挥其有效作用,而不仅仅为单纯满足规范而设置。另外,GB50016-2014《建筑设计防火规范》中第6.4.5条规定疏散楼梯的“倾斜角度不应大于45°”[5],此处虽然没有明确是民用建筑还是工业建筑,但直梯作为事故紧急疏散楼梯,尤其是高层框架,如果条件允许,即使是工业建筑,也应尽量考虑设置斜梯,以便出现意外时便于脱身。

参考文献:

[1]GB50160-2008,石油化工设计防火规范[S].

[2] HG/T20546-2009,化工装置设备布置设计规定[S].

[3] GB4053.1-2009,固定式钢直梯安全技术条件[S].

[4] 黄新平.化工装置梯子平台设计探析[J].石油化工设计,2014,(1):1-5.

[5] GB50016-2014,建筑设计防火规范[S].

 
达琴琴,杨娜
《化肥设计》 2018年第02期
《化肥设计》2018年第02期文献
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