李宇平

PDSOFT三維設計軟件在乙苯項目設計中的應用*

李宇平

（中國寰球工程公司遼寧分公司，遼寧撫順113006）

干氣制乙苯技術作為寰球遼寧分公司的專利技術，目前已經(jīng)應用建設了多套同類裝置，而三維配管軟件PDSOFT在乙苯項目中的廣泛應用加快了工藝管道安裝的速度，并與工程總承包密切結合，提高了原有的設計質量。文章介紹了該軟件的主要特點及在乙苯項目中的應用實例，總結了相應的設計流程和經(jīng)驗。

PDSOFT軟件；干氣制乙苯；總承包

隨著我國石油、石化行業(yè)的迅猛發(fā)展，寰球遼寧分公司承接的設計項目日益增多，裝置的規(guī)模也越來越大，這些項目通常設計周期相對較短，而且對設計的精度要求很高，能否準確快捷地設計出圖紙并清楚地表達設計人員的設計思想，并指導現(xiàn)場安裝，對于總承包項目顯得尤為重要。

為了滿足工程設計的需要，在競爭中保持優(yōu)勢，寰球遼寧分公司較早使用了Pdsoft這一工廠設計軟件，經(jīng)過幾年來的應用開發(fā)以及在工程項目中的實踐，逐漸摸索出一套比較完善的設計應用程序，同時建立了相對齊全的工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和模板。由于干氣制乙苯裝置是寰球遼寧分公司的專利設計產(chǎn)品，在此，筆者僅對該軟件在乙苯項目中應用的實際情況和與總承包項目相結合方面給出自己的經(jīng)驗。

1PDSOFT軟件的功能及特點

1.1 軟件的功能及特點

該軟件采用建立真實三維工廠模型的方法，設計功能智能性較強，使工程設計更為直觀，精確，管線設備的空間相對位置一目了然。軟件自身提供的碰撞檢查、圖紙自動標注、材料表自動統(tǒng)計生成等功能不僅給設計人員帶來了便利，減少了工作量，同時也提高設計文件輸出的準確性。

1.2 軟件各模塊間的關系

要想使用并開發(fā)軟件，必須清楚軟件各模塊的關系。各模塊的關系見圖1[1]。

2 軟件設計工作流程

2.1 編制管道表并寫入管線號參數(shù)庫

管道表是PID圖中全部管道的索引，它包括了每根管道的設計、施工和運行所需要的基本技術參數(shù)[2-3]。

在項目開始階段就應在PID圖中合理標注管道編號，并以此為基礎列表，表示每根管道的起止點、公程直徑、介質代號、管道等級、保溫形式、操作條件、試壓條件等。管道表中所列內(nèi)容可以按項目的設計進程不斷完善，并可以及時更新。表示方法如下：300-P-1001-2.5A1-H表示工藝管線第一條線，公稱直徑300 mm，管道等級為2.5A1的地上保溫管線。

管線號參數(shù)庫是項目庫的一部分，管線號參數(shù)庫的內(nèi)容除必須包括物料、物料狀態(tài)、物料序號，起點、終點、設計壓力、設計溫度、操作壓力、操作溫度外還可包括管道級別，水壓試驗，氣密試驗，射線探傷等項，輸入數(shù)據(jù)種類的多少取決與日后管道特性表想輸出數(shù)據(jù)的多少。然后按照材料表模板的具體填寫要求，填寫管線號參數(shù)，力求完整準確地表達流程要求，滿足工程施工需要。

干氣制乙苯裝置反再系統(tǒng)中的部分管道，擁有多種工況，在不同條件下，管道的相關信息也不同，對于數(shù)據(jù)庫來說，應設計好模板中應該填寫的關鍵字參數(shù)，并在數(shù)據(jù)庫填寫相應的數(shù)值，這樣才能使出圖與工藝要求一致。

圖1 PDSOFT軟件各模板塊間的關系Fig.1 Relations between PDSOFT software various molds

2.2 編制管道等級表建立項目工程數(shù)據(jù)庫

為了配管選材的正確與統(tǒng)一，在項目的基礎設計階段必須編制相對完善的管道等級表，對配管材料的要求、采用的制造標準、尺寸系列、管道壁厚、閥門的型號等均做出明確的規(guī)定。管道等級表是使用三維設計軟件時建立項目工程數(shù)據(jù)庫的基礎文件。

管道等級表編制的基礎是根據(jù)生產(chǎn)裝置的工藝管道及儀表流程圖（PID）、產(chǎn)品的種類等條件，并按輸送流體的溫度、壓力、介質腐蝕特性進行生產(chǎn)裝置區(qū)的管道材料等級表的編制，使其分成不同類別等級，然后根據(jù)劃分的等級，確定它們的標準并明確每一等級所使用的管子、管件、閥門、法蘭、墊片等規(guī)格、范圍、特性、材料及標準。一個項目的工程設計必須做到統(tǒng)一規(guī)格標準，因為工藝專業(yè)所涉及到的介質多為油品和化工產(chǎn)品，所以等級劃分是依靠管道的公稱壓力的不同而劃分的。

管道等級表應對所使用的全部管道組成件包括管子、管件、閥門、法蘭、墊片及螺栓螺母以及其它附件所使用的標準、材料、尺寸、型號等作出規(guī)定。針對具體的管道等級，將工程中所使用的各種等級管徑的管道壁厚進行規(guī)定并列出表格。針對每個具體的管道等級，從主管上引出的支管所采用的根部連接形式進行規(guī)定，也就是我們常說的管道分支表。

干氣制乙苯工藝流程比較長，涉及的設備也比較多，進行三維設計的時候，如罐、泵、容器、加熱爐等設備是不需做到庫中的，可以在模型中直接輸入工程參數(shù)和幾何參數(shù)插入，而元件和設備都可以用圖形庫管理模塊編輯或增加。

2.3 建模過程

建庫的工作基本做完后，建模就可以開始了，一般而言建模的過程如下：

（1）外部參照入平面布置圖或單獨建立軸網(wǎng)；

（2）插入土建鋼結構、設備、設備基礎、設備管嘴；

（3）按照工藝流程布置管道，加入閥門、儀表、管道用小型設備等；

（4）模型完成后，對模型進行全面檢查，如碰撞檢查、數(shù)據(jù)檢查、設計檢查等。逐一修改設計模型，使最終錯誤為0。而后生成設相應的設計文件。

在建模過程中，由于工藝流程圖的修改而產(chǎn)生的模型修改，變化量是比較大的。PDSOFT提供了多種模型修改方式，可以大大地減少流程改變帶來的工作量。例如：等級的修改、管徑的修改、管道號的修改、設備尺寸的修改。

這里需要強調(diào)兩點：

（1）模型的建立應有整體性，從平面圖的外部參照到模型布管、插設備元件應使用絕對標高，避免分區(qū)作圖，避免每做一項工作都要換算標高，同時利用軟件提供的斷點導入導出功能，進行模型對接會避免對接錯誤，在圖紙上也能夠體現(xiàn)出來。

（2）模型的建立過程也是工程數(shù)據(jù)庫的完善過程，因為在初始階段，工程數(shù)據(jù)庫只提供最基本的管道元件，如：設備管嘴、配對法蘭、螺栓、螺母、墊片，管子、標準管件、常用閥門等。隨著項目的不斷深入，會相應增加配管元件的種類和規(guī)格、管道用小型設備、安全閥、儀表、流量計、調(diào)節(jié)閥等。最終達到數(shù)據(jù)齊全，數(shù)據(jù)模型與工藝流程完美結合。

2.4 模型的處理

在建模基本完成后，就需要對模型進行碰撞檢查，數(shù)據(jù)檢查，連接性檢查和修改元件位號。他們的功能分別是：

（1）碰撞檢查：檢查管線、設備、元件、建構筑物之間是否有碰撞，如發(fā)生碰撞可修改后再檢查直到?jīng)]有發(fā)生碰撞為止。

（2）數(shù)據(jù)檢查：檢查模型中的所有元件是否和數(shù)據(jù)庫中的記錄一一對應，如有錯誤可以修改模型，直到錯誤為零。

（3）設計檢查：檢查所有元件、設備是否有連接性錯誤，壓力等級不匹配錯誤、管道流向錯誤、材料統(tǒng)計錯誤等，如有錯誤則會生成一個文件清單，按此清單改模型直到檢查沒有問題為止。

2.5 平剖面圖的生成

當模型的各項檢查完成并修改后，選取一定的生成條件可自動生成施工所須的平、剖面圖紙。該軟件平、剖面圖的生成過程實際為一“照像”過程，如機械制圖上的俯視、左視、右視、前視、后視。

該軟件可進行自動尺寸標注和對管線號、物料流向、平臺標高、閥門附件、設備等進行自動標注，所標注的內(nèi)容是由最初建立的管線號參數(shù)庫和模型中自動調(diào)入，在正常情況下該過程較為順利，工作量比二維方式下手工標注大大減少。

利用軟件自身的標準功能以及同CAD轉換界面，就可以清晰的表達出設計人員的意愿。

2.6 抽單線圖

用該軟件生成單管圖時十分方便，只須點取所需要的管線，軟件會自動抽取數(shù)據(jù)形成一個中間文件，然后即可自動生成該管段的單管圖。圖紙上的標注、材料統(tǒng)計表等均為自動生成，基本不須要改動，且管線所占的圖幅比例能夠自動調(diào)整，如一張A3圖紙放不下可自動分圖。當單線圖生成后，應用檢查一邊單線圖，查出圖紙中表達不清楚的內(nèi)容、設計錯誤的內(nèi)容，然后修改模型，之后單張生成單線圖。

2.7 材料統(tǒng)計

材料統(tǒng)計是三維軟件的一個重要的節(jié)省人力的功能，在設計人員對模型設計完全正確的前提下，軟件能夠非常迅速而準確地統(tǒng)計出工程所需要的材料。

以上就是三維軟件在乙苯項目中的工作流程。

作為一個大型設計院都擁有自己多年來的出圖格式和圖紙設計習慣，這就要求對軟件提供的原有模板進行二次開發(fā)。其中就包含了圖面設置模板、單線圖材料表模板、綜合材料表模板等。通過這些模板的定制，使其同工程數(shù)據(jù)庫中的關鍵字緊密結合，最終形成符合要求的設計文件。

3 結束語

（1）設計人員應把工廠設計中所包含的主要內(nèi)容，建立到模型當中，并且參考其它區(qū)域的模型，利用碰撞檢查功能，可以避免工程中出現(xiàn)不必要的碰撞錯誤。

（2）設計人員可以充分利用軟件提供的修改和檢查功能，對設計文件進行校審，避免出現(xiàn)管徑不匹配、管道連接不上、壓力等級不匹配、管道流向標注錯誤等設計常見錯誤。

（3）工程數(shù)據(jù)庫是整個工藝管道安裝工作的靈魂，需要數(shù)據(jù)庫管理員擁有多方面的基礎知識，同時具有嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L、強烈的責任感。不斷研究數(shù)據(jù)庫與流程之間，數(shù)據(jù)庫與工程實際的關系。制定相對完善的數(shù)據(jù)庫、各種模板，編制軟件使用統(tǒng)一規(guī)定，去要求設計人員執(zhí)行，才能使圖紙達到滿意的效果。

[1]何濤.PDSOFT3DPiping使用手冊[M].北京：電腦報出版社，2004.

[2]何濤，李士才，孫欽偉，等.面向設計制造一體化的管道預制管理信息系統(tǒng)[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2004（11）：33-35.

[3]宋岢岢.壓力管道設計及工程實例[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

Application of PDSOFT Three Dimensional Design Software in Ethylbenzene Project Design

LI Yu-ping
（China Huanqiu Contracting&Engineering Corp.Liaoning Branch Company，Liaoning Fushun 113006，China）

As a patent technology of HQCEC（Liaoning），dry gas to ethylbenzene technology has been applied in many similar units,and three dimensional tubing software PDSOFT applied in the ethyl benzene project can speed up the process tubes installations.Through closely combining the software with the project EPC，the design quality can be improved.In this paper，main characteristics of this software were introduced as well as its application examples in the ethyl benzene project，the corresponding design procedure and experience were summarized.

PDSOFT software；Dry gas to ethylbenzene；EPC

TP 311

A

1671-0460（2010）05-0580-04

2010-08-20

李宇平（1981-），男，遼寧撫順人，助理工程師，2007年畢業(yè)于遼寧石油化工大學化學工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事石油化工工藝工程設計與研究。E-mail：lijinyu-21@163.com。