95关于中石化石油工程设计有限公司：中石化石油工程设计有限公司（SLECC）位于山东省东营市，始建于1965年，是国家甲级勘察设计单位，全国石油系统油田注水及采出水处理、滩海油田地面工程技术指导性设计院，注水及水处理技术中心站站长单位，中国石化重点科研院所，胜利油田博士后科研工作站分站，全国百强勘察设计单位。所属行业：石油和天然气摘要：随着油气田的快速开发和用户需求的不断增加，缩短设计周期和建设周期成为核心竞争力，设备的橇块化成为了各方的最优选择，为了提高橇块的设计质量，我院采用了国际上最先进的三维集成设计软件——SmartPlant 3D，通过该软件各专业在统一平台上进行协同设计，对设计质量的有效控制起到了重要作用。涉及的鹰图PP&M产品：■SmartPlant 3D关键词：■再生分离槽橇块■SmartPlant 3D集成软件■PKPM计算软件■模型1. 前言胜利油田河口采油厂义182井伴生气为高含硫天然气，原有的脱硫装置已远远不能满足工艺要求，该项目采用络合铁井场就地脱硫方案。由于油田内部类似油气井的开发较多，为方便脱硫装置的调用，同时节约同类项目的设计时间、建设周期以及工程费用等等，从长远角度出发，该脱硫装置采用橇装化、模块化设计。橇装化设备的设计比较复杂，本工程采用中国建筑科学研究院的计算软件PKPM钢结构模块计算，并采用SmartPlant 3D（SP3D）三维集成进行协同设计，SP3D软件是集配管、设备、结构、暖通、电、控、水等专业在统一平台上进行数据集成。我院自2009年开发并有效地在工程中使用以来，取得了各方的高度评价，SP3D软件的有效应用为橇装化设备的及时准确有效完成打下了坚实的基础。本文以再生分离槽橇块为例对橇块的结构集成设计进行浅析，图1-1、1-2分别为SP3D模型中的橇块和现场施工完成后的橇块。图1-1 SP3D中的橇块图1-2 安装完成的橇块2. 再生分离槽橇块设计2.1 再生分离槽简介再生分离槽橇块把溶液再生、硫泡沫分离、过滤整合到一个橇块中，橇块尺寸（长x宽x高）为12.7mx3.5mx3.2m，结构体系为钢框架结构，钢材采用Q235，墙板采用彩色夹心钢板JXB-QY1000 (01J925-1)，内填充80厚岩棉，钢板厚度为0.5mm，并且均满足防火防腐要求。王国栋（中石化石油工程设计有限公司）浅析橇块的结构集成设计浅析橇块的结构集成设计

96结构设计参数如下：该地区抗震设防烈度为七度、设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度值为0.10g，场地类别为 IV类，场地特征周期0.90秒；基本风压为0.50KN/m2，地面粗糙度为B类；基本雪压为0.30KN/m2；一层及二层均布活荷载标准值：4.0kN/m2，橇块自重为10.5t，室内设备空重为9.5t，橇块上部设备总重为70t，结构计算采用中国建筑科学研究院PKPM软件计算。橇块的设计由于受到运输尺寸的限制，整体空间较为狭窄，并且内部设备、管道、支吊架、电缆桥架、操作空间以及应急通道的密集设置，容易造成管道之间、管道和结构构件之间等等碰撞现象，设计难度较大。而三维设计软件SP3D在该工程中的应用较好的解决了这项难题，图2-1为橇块内设备及管道的密集布置图。图2-1 橇块内设备管道布置2.2 橇块设计流程再生分离槽橇块的主要设计流程如下：1. 工艺专业提供橇块的尺寸，相应的设备及部分管道布置平面图，结构专业根据其方案确定梁柱布置图。2. 根据工艺专业提供的各种设备、管道荷载、该地区的相关地震荷载、风荷载、雪荷载，以及按照使用功能并参照《建筑结构荷载规范》的活荷载取值。3. 按照确定的梁柱布置、荷载参数，通过结构计算软件PKPM计算，通过计算确定梁柱尺寸以及相应的节点做法，满足承载力及正常使用条件要求。4. 待上述计算完成后，通过PKPM与SP3D接口软件，将计算完成后的模型导入到SP3D中，并完善基础软件建模。5. 若工艺方案有调整或者因为碰撞问题调整结构布置或尺寸时，按照上述流程再行计算并建模。图2-2 橇块设计流程2.3 橇块一层布置及计算根据工艺专业提供的一层设备尺寸及螺栓孔定位图，对橇块一层进行主梁布置，布置原则主要满足设备安装固定的要求。待上述完成后，按照本文2.2中描述的橇块计算过程进行计算并建模。图2-3、2-4分别为PKPM计算模型和SP3D导入模型。图2-3 橇块一层PKPM模型图2-4 橇块一层SP3D模型2.4 橇块二层布置及计算根据工艺专业提供的二层设备尺寸以及安装要求（需要梁支撑的间距等）以及门窗定位等要求综合考虑后，完成对橇块二层进行主梁、柱的布置。待上述构件确定后，按照本文2.2中描述的橇块计算过程进行计算并建模。图2-5、2-6分别为PKPM计算模型和SP3D导入模型。

97图2-5 橇块二层PKPM模型图2-6 橇块二层SP3D模型2.5 橇块组件计算主体构件计算完成后，需对橇块的一些组件进行计算，比如柱间支撑、墙体檩条、橇块吊耳、室内配电箱支架以及橇块基础等计算及绘图。2.6 留洞布置再生分离槽橇块中，工艺管线穿屋面、墙体留洞多达30处，由于上部设备槽体较软的问题，结构屋面梁布置相对较密集，很容易造成管线与梁的碰撞，SP3D的应用减小了大量的人工劳动，并且使相关非结构设计人员更加直观的了解设计内容和判断该内容的合理性。相比传统设计时，待结构设计完成后，将梁柱布置发给工艺专业对图后，发现管线与梁碰撞的情况，需要反复调整，大大影响设计周期和效率。图2-7为从SP3D中抽出的橇块二层留洞布置图。图2-7 橇块二层留洞布置图3. 小结再生分离槽橇块是一个典型的空间紧张、结构复杂的橇块，在其设计过程中，三维集成设计软件SP3D的有效使用，明显的提高了设计质量和效率，主要优点如下：首先，协同设计方面，结构建模完成后，工艺、配管、电等相关专业可以根据结构模型进行管线、电缆桥架等布置，较好的避免了工艺专业出图后才发现碰撞修改的现象。再者，质量控制方面，三维可视化的窗口，较为直观的考虑橇块的外形、内部操作空间、紧急通道是否人性化等一系列安全因素。SP3D在该工程设计中的有效应用，大大优化了设计方案，提高了设计质量，节约了建设周期，现场已经平稳运行两年，赢得了较好的评价，对我院的工程设计具有重要意义。参考文献：[1] 李其锐浅谈SP3D软件在橇装化设计中的应用浅析橇块的结构集成设计