【奥が深い】ヘッダーと接続配管のレイアウトに関する工夫

配管配管

NEONEEETです。

配管ヘッダーの組み方は将来性を考慮しましょう!

ケースバイケースですけどね・・・。

この記事では、ヘッダーと接続配管のレイアウトに関する工夫請について解説します。

ヘッダーと接続配管のレイアウトに関する工夫

ヘッダーと接続配管のレイアウトについて解説します。

配管設計の中でもかなりマニアックな部類です。

ここまでチェックできていれば、ユーザーエンジニアとしてはかなり上級です。

配管設計はそれぞれの工場でそれぞれの思想があります。

今回紹介する例は以下の前提を置いています。

  • バッチ系化学工場
  • 配管スタンドなど高所配管から低所にヘッダーを組む
  • 増改築が多い

この条件で、配管図や配管レイアウトの検討時にどんなことを考えているか、紹介します。

何度も言いますが、マニアックな内容ですよ^^

ヘッダーのP&ID

今回想定するヘッダーのP&IDを紹介します。

P&IDといってもラインスペックもなければ、行先もないので、単なるイメージとして考えてください。

高所にある一本の配管が複数の行先に分かれるために、低所でヘッダーを組んでいる

こんなイメージです。

バッチ系化学工場ではこんな風に行先が増えたり減ったりとするケースは多いです。

1プラント内でも配管スタンドの近くにヘッダーを持たせますが、プラント通しを接続する場合でもヘッダーが多いです。

1プラントで原料から製品まで完結することなく、中間体まで作って別のプラントで完成まで作るというケースがあるからですね^^

工場の規模が大きいほど、生産工程の選択肢が増えるので、ヘッダーも増えていく傾向にあります。

ヘッダーの配管レイアウト

上の例のP&IDを配管図に落とし込んだ場合を考えましょう。

こちらもラインスペックや方位やレベルを書いていないので、「配管図」とは言い難いですね^^

それでも配管形状だけで考えることはいくつもあります。

いったん下げる

1つ目の注意点は、配管をいったん下げるということ。

これを守っていない工場は結構あります。その場合は「水平曲げ」という形になります。

いったん下げる理由はただ1つ。将来の拡張余地を持たせること。

配管スタンド上には多くの配管を並べます。

ここである配管で水平曲げをしてしまうと、周囲の配管は水平曲げに干渉してしまいます。

水平曲げの配管を避けるために、高さを変更せざるを得ず、液たまり・ガスたまりの要因になります。

そんな可能性がある以上、いったん下げるというのはリーズナブル。

水平曲げが許されるのは、「曲がる場所が配管スタンドの末端で、それ以上配管を延長する可能性が全くない場合」に限られると思います。

そもそも、増改築の余地がないような、シンプルなプラントであれば水平曲げもOKですよ。

増改築が多いバッチプラントならではの思考かも知れませんね。

左は左・右は右

ヘッダーの左側にある配管群は左のルートを、右側にある配管群は右のルートを通すようにします。

配管ヘッダーの並びが、行先に依存する可能性ということです。

配管ヘッダーの並びは、プロセスの用途(ライン洗浄など)で決まりそうなものですが、

行先にも影響します。

逆に、左にある配管群を右のルート、右にある配管群を左のルートを通す場合、

配管群が交差するように曲げないといけません。

エルボの数が増えるわけでなく、DBが増えるわけではありませんが、

そもそも配管距離が伸びますし、配管スタンド上への立ち上がり位置も統一感が無くなっていきます。

配管距離を最小化して工事物量を下げる効果が最大の目的ですね。

高さは余裕を持って

ヘッダーの高さは余裕を持たないといけません。

ヘッダーバルブのハンドル操作。液抜きバルブのハンドル操作やバケツの設置高さ

この辺は、人間工学的におよそ決まっていて、各社で基準化されているでしょう。

レデューサーはヘッダーバルブの2次側

レデューサーはヘッダーの2次側に配置します。

例えばヘッダーが50Aでヘッダーから先の配管が40Aの場合は、50A/40Aのレデューサが必要です。

これは、ヘッダーバルブの2次側に設置します。

ヘッダーは50Aの同径チーズで構成して、50A/40 Aの異径チーズは使わないという意味です。

これもバッチ系化学工場ならではでしょうか。

ヘッダーの拡張をする可能性があるからです。

ヘッダーの末端を盲フランジにして追加するケースもありますが、これは内溶液によります。

溜まりを少なくするためにも、ヘッダー末端をエルボで完結させる場合があります。

こんな場合でも、どこかのタイミングでヘッダーを拡張させようとする場合があり、

既存のヘッダーバルブの2次側で改造せざるを得ません

そこで50Aの配管が必要になることもあります。

ヘッダーで異径チーズを使ってしまっていた場合、ヘッダーそのものを改造しないといけません。

ヘッダーを長期間使わない場合は問題ありませんが、得てして1日だけとか数時間だけとかしか工事時間を取れない場合ばかり。

ヘッダーのどこかの配管は使うというニーズがあるからですね、

こんな時のために、ヘッダーは改造しなくてもヘッダーバルブの2次側で自由度を持って改造できるようにしておきたいです。

最後に

ヘッダーと接続配管のレイアウトに関する工夫請について解説しました。

いったん下げる、左は左・右は右、高さは余裕を持って、レデューサーはヘッダーの2次側

増改築が多いプラントでは将来用途を考慮した配管設計が必要です。

ここまで見ることができたら、上級と言って良いでしょう。

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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