影響石化靜設備成本的若干因素分析

1、1影響石化靜設備成本的若干因素分析影響石化靜設備成本的若干因素分析陳孫藝(中國石化茂名石化機械廠，525024)摘要：摘要：文章通過化工設備中20個與零部件有關的事例，從設計和制造兩個角度探討了影響設備成本的幾方面因素。設計上既涉及設備的整體形式和局部結構，也涉及外形尺寸和材料選擇，制造上既涉及國家標準和制造工藝，也涉及質量檢驗和項目管理。關鍵詞：關鍵詞：化工靜設備成本分析目前，專業(yè)技術在投資的最佳成本效益這方面的作用越來越明顯，石化設

2、備成本的降低也毫不例外，如表1所示壓力容器理論失效設計準則的理論形成和發(fā)展，到設計方法等理論應用和實踐經(jīng)驗的進展，無一不是為了滿足人們對化工容器安全性與經(jīng)濟性這兩個基本的要求而逐步被創(chuàng)立和發(fā)展的。例如，近代特別重要的壓力容器（如核容器）由于采用了分析設計規(guī)范，沸水堆的設計單是節(jié)約材料便降低成本28.8%[1]。因此，探討石化設備的成本因素很有實際意義。表1壓力容器理論序號設計準則設計規(guī)范設計方法1彈性失效常規(guī)設計規(guī)范手工計算2塑性失效應

3、力分析設計測繪及驗證性設計3彈塑性失效（即安定性準則）高溫容器蠕變設計數(shù)值分析法4疲勞失效計算機輔助設計5斷裂失效優(yōu)化設計與專家系統(tǒng)6蠕變失效1化工設備設計中的技術經(jīng)濟1.1結構外形尺寸與設備重量的關系前人的有關工作歸納為表2，其實，這些研究工作是不太實際的。除了貯罐類容器外，決定塔器高度的塔板層數(shù)往往由介質的物料衡算及熱量衡算確定。而換冷設備的直徑則往往由換熱面積及選取的換熱管規(guī)格決定，這類設備已實施標準規(guī)格化。在貯罐容器中，球罐無疑

4、是罐體重量最輕的，因為它有最小的單位容積罐體表面積及最佳的受力狀態(tài)。即便在圓筒形貯罐中，有計算例子表明仍是半球形封頭消耗材料最少，碟形封頭比橢圓封頭材料消耗多30%以上，錐形封頭并不節(jié)省材料。因此，石化設備不一定以容積為前提確定外形尺寸。表2壓力容器結構經(jīng)濟性研究專題表容器自身重量最少的外形結構不一定是材料消耗最少或制造成本最低的外形結構。先進的設計規(guī)范及設計手段可設計出結構尺寸合理而設備自重較小的容器，但相應地設計費序號從不同角度考慮

5、問題的內(nèi)容研究目的1從容器的合理受力方面去尋找合理設計的要素2從區(qū)別容器的腐蝕裕度進行研究3從區(qū)別容器是剛度還是強度要求進行研究4從設計參數(shù)的選取及介質物性等因素要求進行分析5對容器不加以任何區(qū)別及討論而作統(tǒng)一的研究基本都以已知容器容積V為前提，開發(fā)出以耗材最少為目標的計算方法或電算程序，以容器消耗金屬材料最少為目標。3人造石墨及合成樹脂通過浸漬、壓型、澆注等方法制得的不透性石墨化學穩(wěn)定性好，導熱性高等。薄板軋制后的中溫鹽酸酸洗材料成本

6、與材料標準也有關系。企業(yè)標準考慮了企業(yè)競爭的需要，為提高本企業(yè)的產(chǎn)品質量而制定實施較行業(yè)標準要求更加嚴格的標準，因而其生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)的材料單價往往較高。同樣地，按行業(yè)標準生產(chǎn)的材料單價也往往較國家標準的高。而進口材料或按國外標準選用的材料，其單價由于關稅等影響往往是較昂貴的。1.4具體結構和選材共同影響材料成本的關系管束中的耐腐蝕換熱管可以是表5中的選擇之一，不同的工藝條件相應有其合適的換熱管結構。如果制造幾臺低成本的碳鋼管束(包含管

7、束更換費用)，并且其總的壽命周期要比一臺貴重耐腐蝕材料管束的壽命周期明顯要長，也是合理的。表5換熱器管束耐腐蝕材料種類序號管束材質1奧氏體不銹鋼管2鐵素體和馬氏體不銹鋼管3雙相不銹鋼管4鈦管5內(nèi)表面襯層復合管6浸潤法表面滲鋁管7包埋法表面滲鋁管8三元化學鍍鎳9管頭噴鋁10管頭噴涂1.5技術要求與材料成本的關系位于容器內(nèi)部傳輸流體介質的彎頭，其質量要求可以較同一管線上處于容器外部的彎頭質量低一些，這不是因為容器內(nèi)部的彎頭多了容器殼體的保護

8、，而是容器內(nèi)部的彎頭端部往往就是介質的出口或離出口不遠，加上容器的內(nèi)壓相當于該彎頭的外壓，使得其真正承受的內(nèi)壓較低。有時，位于塔頂?shù)臍んw質量要求也可以較塔底的殼體質量要求低一些，因為塔頂沒有塔底所承受的風彎矩大，并且塔底容易積存雜質，引起腐蝕減薄。彎頭在內(nèi)壓作用下，其環(huán)向應力是主要控制的對象，并且內(nèi)拱區(qū)的環(huán)向應力最大，外拱區(qū)的環(huán)向應力最小。而目前普遍采用的鋼管熱推成型彎頭制造工藝中，內(nèi)拱區(qū)因為軸向受壓而使壁厚增大，外拱區(qū)因為軸向受拉而使

9、壁厚減薄，正好滿足環(huán)向應力分布不均的實際需要，不必強求彎頭壁厚均勻一致。國際工程建設在中國的項目中，無論是上海賽科石化公司還是中海油殼牌惠州南海乙烯項目中的換熱器，雖然說是按GB151－1999《管殼式換熱器》設計制造，但是在此基礎上強調(diào)或增加了許多設計要求，如表6所示。詳盡的設計技術要求最大限度地提高和保證每一臺普通壓力設備的質量，避免運行時的失效損失，努力達到五年一修的目的，可以說是另一個角度上的技術經(jīng)濟。表6換熱器設計要求序號特別