第一章-工藝流程圖

第一章工藝流程圖作業(yè)要求用AutoCAD繪制的圖：要求作圖規(guī)范、整潔，同時提交.dwg文件和.pdf文件。參考書目和資料1、《化工設(shè)計》（第三版或第四版），陳聲宗主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2012年2、《化工制圖》靳士蘭邢鳳蘭主編，國防工業(yè)出版社，2006年3、《化工制圖》（第二版），趙惠清蔡紀(jì)寧，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年4、化工設(shè)計和施工圖的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：HG20519-2009化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定HGT20546-1998化工裝置設(shè)備布置設(shè)計規(guī)定HGT20549-2009化工裝置管道布置設(shè)計規(guī)定……4、化工設(shè)備圖1、工藝流程圖2、設(shè)備布置圖3、管道布置圖繪制以上圖樣、設(shè)備和管道的三維建模物料流程圖(PFD)、管道儀表流程圖(PID)管道平面圖、管道軸測圖非標(biāo)設(shè)備：反應(yīng)器、換熱器、儲存容器、塔設(shè)備等，根據(jù)工藝計算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計制造。設(shè)備布置圖、管口方位圖本課程內(nèi)容：講解化工圖樣的繪制方法和規(guī)則。5、AutoCADPlant3D儀表：測量和自動控制儀表管道系統(tǒng)：管道、閥門、各種管件等；反應(yīng)器、換熱器、儲存容器、塔設(shè)備……泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、離心機(jī)等流體輸送和分離設(shè)備……設(shè)備：+化工圖樣表達(dá)的對象是化工裝置，由設(shè)備、管道、閥門、儀表等組成，其他：廠房建筑、鋼結(jié)構(gòu)的支架和平臺等，公用工程提供水、電、氣、暖通等?；ぴO(shè)計由化工工藝、化工設(shè)備、儀表、電氣及控制、建筑等專業(yè)配合完成。（定型設(shè)備）（非標(biāo)設(shè)備）其他專業(yè)的圖樣：儀表控制原理圖、接線圖、電氣圖、建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、給排水圖工藝流程圖表達(dá)的對象：化工工程技術(shù)人員的工作：設(shè)計和建造化工裝置并實現(xiàn)運(yùn)行。通過本課程學(xué)習(xí)化工圖樣的表達(dá)方法和規(guī)則，應(yīng)學(xué)會：①繪圖②看圖③AutoCADPlant3D繪圖軟件使用6化工制圖標(biāo)準(zhǔn)：

HG20519-2009化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定：①一般要求：施工圖成品文件組成、圖紙目錄的編寫要求、設(shè)計說明和設(shè)計規(guī)定。②工藝系統(tǒng)：首頁圖、管道儀表流程圖、設(shè)備一覽表、管道特性表等。③設(shè)備布置：分區(qū)索引圖、設(shè)備布置圖、設(shè)備按照材料一覽表等。④管道布置：管道布置圖、管道軸測圖、管道材料表、管架表、伴熱系統(tǒng)等。⑤管道機(jī)械：對產(chǎn)生特殊應(yīng)力的管道的設(shè)計規(guī)定。⑥管道材料：管道壓力等級代號、材料代號等?；ぴO(shè)計的相關(guān)規(guī)范：HG/T20546-2009化工裝置設(shè)備布置設(shè)計規(guī)定；HG/T20549化工裝置管道布置設(shè)計規(guī)定；GB50316工業(yè)管道設(shè)計規(guī)范；GB150-2010固定式壓力容器

；其他：管道、閥門標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)等。第1章工藝流程圖一、工藝流程圖的種類1.方案流程圖2.工藝物料流程圖PFD（ProcessFlowDiagram）3.工藝管道儀表流程圖PID或P&ID（Piping&InstrumentationDiagram）重要性：工藝流程設(shè)計是化工工程設(shè)計的核心，相關(guān)專業(yè)的設(shè)計內(nèi)容和條件均要滿足工藝設(shè)計的要求。詳細(xì)地表示工藝裝置全部的設(shè)備、儀表、管道、閥門。工藝流程：把各個生產(chǎn)單元按照一定的目的（為了得到某一產(chǎn)品）組合在一起，形成一個完整的生成工藝流程。反映物料的流向和變化討論工藝方案1.工藝流程草圖用于工藝方案討論工藝流程草圖又稱方案流程圖或流程示意圖，它定性地標(biāo)出由原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的變化、流向順序以及生產(chǎn)中采用的各種化工單元及設(shè)備。（原料氣中H2S約占總硫的90％）羅茨鼓風(fēng)機(jī)脫硫塔氨水槽氨水泵空氣鼓風(fēng)機(jī)再生塔除塵塔合成氨原料氣脫硫系統(tǒng)的工藝方案流程圖9工藝物料流程圖是把物料衡算和熱量衡算的結(jié)果反映在流程圖上。包含流程示意圖、設(shè)備一覽表、物料平衡數(shù)據(jù)表2.工藝物料流程圖PFDPFD是初步設(shè)計階段最基礎(chǔ)、最重要的圖紙。物料的組分（w%、mol%、v%）流量（kg/h、kmol/h）溫度、壓力和狀態(tài)等參數(shù)。用表格列出流程中的設(shè)備主要用于①工藝方案的討論，②設(shè)計審查，③投產(chǎn)后操作與技術(shù)改造的主要資料。2、工藝物料流程圖(PFD)

反映流程中物料的變化情況。芐基甲苯（MBT)和二芐基甲苯（DBT)物料流程圖DBTDBT物流編號設(shè)備位號MBT+=MonobenzyltolueneDibenzyltoluene+HCl11E0202J1.3工藝物料流程圖用水冷凝J0201J0206121版（詳細(xì)設(shè)計1版）ForDetailEngineeringRev.12版（詳細(xì)設(shè)計2版）ForDetailEngineeringRev.23版（施工版）ApprovedForConstruction工程版PID基礎(chǔ)設(shè)計階段：詳細(xì)工程設(shè)計階段：或稱為為A、B、C、D、E、F、G版。A版（初步條件版）ApprovedForPlanningB版（內(nèi)部審核版）IssueForReviewC版（用戶批準(zhǔn)版）IssueForApproval0版（確認(rèn)版）ApprovedForDesign工藝版PIDPipingandInstrumentationDiagram,

即PID或P&ID表達(dá)物料從原料到產(chǎn)品生產(chǎn)過程和控制方法的圖樣。管道儀表流程圖的設(shè)計階段和版次二、

管道儀表流程圖（帶控制點流程圖）13管道儀表流程圖PID的內(nèi)容圖形：設(shè)備示意圖、管道流程線、管件、閥門、儀表控制點符號；標(biāo)注：設(shè)備位號與名稱、管段編號、控制點代號，必要的尺寸，例如有位差要求的，應(yīng)標(biāo)注限位尺寸；例如高位槽、液封等；標(biāo)題欄：圖名、圖號、設(shè)計階段、設(shè)計單位等。符合HG20519-2009《化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定》（一）通用設(shè)計規(guī)定（1）圖幅、比例采用A1圖幅，設(shè)備不要求比例，應(yīng)但保持設(shè)備的相對大小協(xié)調(diào)。

PID分主項繪制，主項較大時，一個主項的流程圖一般分成數(shù)張A1繪制，每張圖紙按順序編寫圖號。主要工藝物料管道粗線條，次要物料或輔助物料管道中粗線，設(shè)備、閥門、管件細(xì)線（2）圖線（3）

字體及字高7，5，3.5(3)，2.5，字號不小于2.5，參考34頁。圖線寬度分三種（mm）：粗線0.6～0.9；中粗線0.3～0.5；細(xì)線0.15～0.2515（5）圖面布置在流程圖中，塔、反應(yīng)器、儲罐、換熱器、加熱爐如何排布？泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等如何排布？（4）圖例或首頁圖圖例：對各種圖形、符號、代號及其它標(biāo)注說明，如果圖例很多，則另繪制PID首頁圖將圖例集中統(tǒng)一說明。首頁圖：一套圖紙的第一張圖樣，用來對圖樣中的圖例、代號等作出說明。閱讀物料流程圖和管道儀表流程圖：1、甲醇三塔精餾PFD和PID2、課本32-33頁中的PL精制PID

PID是設(shè)備布置圖和管道布置圖的設(shè)計依據(jù)，也是其他專業(yè)的設(shè)計依據(jù)，并可供施工安裝、生產(chǎn)操作時參考。圖形（1）用細(xì)實線按規(guī)定圖例（35-39頁）或設(shè)備外部形狀和內(nèi)部構(gòu)件特征畫出設(shè)備示意圖，畫出全部管口。

標(biāo)注設(shè)備位號、名稱和管口符號。（2）設(shè)備排布及管口位置設(shè)備示意圖的位置以布置流程線合理方便為原則；▲設(shè)備示意圖之間的高低位置及設(shè)備上重要接管口的位置應(yīng)符合實際情況。（二）設(shè)備的畫法與標(biāo)注cabd設(shè)備位號設(shè)備名稱化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點共同特點：主體（外殼）是壓力容器。結(jié)構(gòu)不同：內(nèi)部裝有各種強(qiáng)化傳熱、傳質(zhì)的構(gòu)件：換熱管、折流板、催化劑床層等等。在流程圖中要表達(dá)出設(shè)備的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征18設(shè)備保溫及伴熱：畫出一段隔熱層示意；有伴熱設(shè)備在相應(yīng)部位畫出一段伴熱管。帶保溫層的設(shè)備和管道地面：殼程流體？管程流體？固定管板式列管換熱器：AABB圖例：19AABBAABB圖例：殼程流體？管程流體？畫設(shè)備時確認(rèn)管口的用途和位置：不同的換熱器，流體進(jìn)出管口的位置不同。反應(yīng)氣體通過固定的催化劑床層催化劑固體顆粒懸浮在氣流中管內(nèi)或管間裝催化劑邊反應(yīng)邊換熱23A.設(shè)備名稱的編寫a)

設(shè)備原名加工藝用途的限定詞；（盡可能反映設(shè)備的用途）貯槽：

濃氨水貯槽

；泵：

銅液泵；卸車烴泵b)附屬于主設(shè)備的輔助設(shè)備名稱前應(yīng)加上主設(shè)備名稱的限定詞，可簡化冷凝器：預(yù)精餾塔冷凝器→預(yù)塔冷凝器泵：預(yù)精餾塔回流泵→預(yù)塔回流泵

2.設(shè)備位號與名稱的標(biāo)注（1）設(shè)備名稱和位號的編寫規(guī)則：C－0401A合成氣壓縮機(jī)B.設(shè)備位號的編寫——在主項內(nèi)分類順序編寫（唯一性）C－0401A相同設(shè)備尾號設(shè)備順序號主項代號設(shè)備分類代號沒有實際意義可省略24設(shè)備類別代號塔T泵P壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)C換熱器E反應(yīng)器R工業(yè)爐F火炬、煙囪S容器（槽、罐）V起重運(yùn)輸設(shè)備L計量設(shè)備W其它機(jī)械M其它設(shè)備X常用設(shè)備分類代號設(shè)備分類代號：區(qū)分不同類型的設(shè)備，查閱相關(guān)的化工設(shè)計規(guī)范或手冊：a.按照HG20559-2009管道儀表流程圖設(shè)計規(guī)定，用設(shè)備英文名稱首字母表示b.按照HG20559-93主項劃分：將整個工藝流程依照先后次序依次，按生產(chǎn)過程的特點分成若干個部分，每一部分稱為一個主項。所有圖樣主項代號都必須一致。

C－0401A25設(shè)備順序號在同一主項內(nèi)，按照設(shè)備類別，按流程順序依次編號。相同設(shè)備尾號所謂相同設(shè)備是指設(shè)備結(jié)構(gòu)大小完全相同、設(shè)備執(zhí)行的任務(wù)完全一致。作用有兩種：增加生產(chǎn)能力或備用設(shè)備。例如：設(shè)計選用三臺泵，2開1備P0302A

P0302B

P0302CC－0401A（3）設(shè)備名稱和位號的標(biāo)注方式不帶指引線，在設(shè)備圖形的正上方或正下方標(biāo)注，設(shè)備位號同時標(biāo)注在設(shè)備圖形內(nèi)部或旁邊空白處。流程圖：設(shè)備的畫法設(shè)備位號和名稱的編寫

物料平衡表小結(jié)（三）管道的畫法和標(biāo)注1.管道畫法（1）線型、物料流向箭頭、物料的名稱、來源和去向；（2）管道交叉與轉(zhuǎn)彎管道交錯時斷開表示，繪制管道時避免與設(shè)備交叉或重疊；兩邊各斷開1.5mm

27熱保溫管線：冷保溫管線：

伴熱管線：夾套管：熱媒或冷媒保溫管、夾套管和伴熱管：28U型管液封管：應(yīng)盡量按實際比例長度畫，標(biāo)注位置尺寸右圖為脫水塔塔底液封排氣管高于E010201管口i23300mmi2i1（3）放氣、排液及液封（4）兩張圖紙上的工藝管道的接續(xù)標(biāo)記P40圖2-4同一主項內(nèi)的兩張圖紙之間管道的接續(xù)符號：兩主項之間管道接續(xù)標(biāo)記：工藝管道的接續(xù)必須寫明物料管道的來源和去向，主項內(nèi)的連接要注明連接的設(shè)備即所在圖的圖號。主項代號PG0601-50B2A-H物料代號管道順序號公稱直徑隔熱或隔音代號管道材質(zhì)代號同一管道等級順序號管道公稱壓力等級代號管段號管道等級管道標(biāo)注由由四部分組成：管道號（也稱管段號）、公稱直徑、管道等級和隔熱或隔音。例：標(biāo)注位置：橫向管道流程線的上方，豎向管道流程線的左側(cè)。2.管道標(biāo)注在一項工程中的管道編號遵循同一個規(guī)則。代號說明：物料代號：物料名稱英文字頭，2-3個字母。管道順序號：相同類別的物料在同一主項內(nèi)以流向先后為序，依次編號。采用2位數(shù)字。公稱直徑

mm：單位為公稱直徑是管子的名義直徑，以DN表示。它是與內(nèi)徑相近的整數(shù)。凡是同一公稱直徑的管子，外徑必定相同，而內(nèi)徑則因壁厚不同而異。如：DN50：φ57×3.5，φ57×4

公稱壓力

MPa：1.0,1.6,2.0,2.5,4.0,6.4,10.0,16…DN100：φ108×4，φ108×6管道公稱壓力等級代號：公稱壓力(PN)是管道、管件和閥門在一定溫度范圍內(nèi)的最大允許工作壓力，溫度范圍是0～120℃。PG

06

01-50

B

2

A-H32ASME壓力等級Class和公稱壓力對照表：（ASMEClass150以260℃為基準(zhǔn)外，其他均以454℃為基準(zhǔn)）1psi=6.895kPa=0.06895bar

美國機(jī)械工程師協(xié)會（ASME）

AmericanSocietyofMechanicalEngineersASME標(biāo)準(zhǔn)的壓力等級與國內(nèi)公稱壓力等級的溫度基準(zhǔn)不同：PG

06

01-50

B

2

A-H33管道及管道元件標(biāo)準(zhǔn)化：公稱直徑、公稱壓力是選用依據(jù)。公稱直徑、公稱壓力、制造標(biāo)準(zhǔn)都相同的管道元件才能連接。PG

06

01-50

B

2

A-H管道等級順序號：壓力和材質(zhì)相同的管道等級的順序號。管道材質(zhì)代號：用大寫字母表示，例如。

材質(zhì)鑄鐵碳鋼普通低合金鋼合金鋼不銹鋼有色金屬非金屬襯里及內(nèi)防腐代號ABCDEFGH如：管號PG0601-50B2A–H，其中B2A表示流程中第二種等級的管道，壓力等級B，管道材質(zhì)A。當(dāng)工藝流程簡單、管道規(guī)格較少時，簡化標(biāo)注管道：如：PG0601-50A1C-H簡化為

PG0601-φ57×3.5C

隔熱或隔音代號：保溫、保冷、人身防護(hù)、防結(jié)露、伴熱等

PG

06

01-50

B

2

A-H課堂作業(yè)1、根據(jù)課堂講解的設(shè)備編號和管道編號規(guī)則，說明下面設(shè)備位號或管號的含義：設(shè)備位號：V0203B；R2101A/B管道代號：AM0604-50A1B-H；PL2105-100A2A-H2、指出下列管道的內(nèi)徑、外徑、壁厚及公稱直徑。φ159×6，φ89×4，φ328×83、根據(jù)課本表1-6，1-7指出下列儀表位號的含義：PIC；FQIR；LICA;FQIR4、指出下列符號在流程圖上的作用。（四）閥門和管件的表達(dá)方法a）閥門和管件的畫法在管道上用細(xì)實線畫出全部閥門和各種管件（如補(bǔ)償器、軟管、疏水器、視鏡、盲板等）；圖形：按規(guī)定圖例（HG20519.2-2009）；在首頁圖中對PID中出現(xiàn)的閥門圖例進(jìn)行說明。位置要求：閥門的位置盡量體現(xiàn)實際安裝位置。截止閥圖例：截止閥安裝在管道中的截止閥：平衡角式截止閥球閥：球閥蝶閥b）閥門、管件的標(biāo)注閥門的公稱直徑和公稱壓力等級與管道一致，型號見管道材料表。閥門開關(guān)狀態(tài)對安全操作有重大影響的，采用規(guī)定的文字代號標(biāo)注。LOLC閥門在開啟狀態(tài)下鉛封閥門在關(guān)閉狀態(tài)下鉛封閥門在開啟狀態(tài)下加鎖閥門在關(guān)閉狀態(tài)下加鎖CSCCSO用于事故處理的閥門：例如用于開停工和檢修的閥門：A1EA2BPN2.5PN1.6

同一管段號的管道等級不同時，應(yīng)表示出等級的分界線。例：1.儀表功能標(biāo)志一個儀表只有一個參量代號，但可以集中實現(xiàn)多個功能，一般不超過4個。后繼字母的排列順序：IRCSAK例TIRC：測量溫度的儀表，具有指示、記錄和調(diào)節(jié)功能。首位字母(+修飾詞)表示被測變量后繼字母表示儀表的功能

PIC

401HLLICA：PSA：液位指示、調(diào)節(jié)、報警壓力連鎖、報警FFICA：FF

I

C

A

流量比值、顯示、控制、報警+（五）儀表控制點的表達(dá)方法測量變量和功能儀表回路編號42儀表回路編號＝主項號＋儀表順序號或儀表回路編號＝儀表順序號（單獨按回路順序編寫）在同一主項內(nèi)分別按儀表參量代號，按流程順序依次編寫；如FIC102，PI102……TI101，TI102……

相同儀表可用尾號表示。2.儀表位號c）附加功能符號當(dāng)字母Y作為候選字母表示繼動器、計算器及轉(zhuǎn)換器等輸出功能時，在儀表符號外加上附加功能符號。

如等。ΣΔk∫3.儀表圖形符號儀表用直徑約10mm的細(xì)實線圓圈，或規(guī)定圖例，或象形符號表示測量控制點的類型及其安裝位置?？删幊踢壿嬁刂疲≒LC控制）DCS控制例：現(xiàn)場安裝(就地儀表)嵌裝在管道中（現(xiàn)場安裝）控制室儀表盤安裝現(xiàn)場儀表盤安裝計算機(jī)功能單臺常規(guī)儀表：控制系統(tǒng)中的儀表：R復(fù)位裝置連鎖系統(tǒng)復(fù)式儀表45TI0211TI0211TIA0211下圖為安裝在管道上的3只儀表，指出其代號含義及儀表的安裝位置。液位控制、聯(lián)鎖系統(tǒng)圖形符號示例：脫碳塔低液位控制工藝控制要求？如何實現(xiàn)？在圖上如何表示？流量測量儀表圖形符號（檢測裝置鑲嵌安裝在管道中）流量測量儀表種類繁多，主要有差壓式流量計(節(jié)流裝置)和非差壓式流量計兩類。FT5FE5FI、FE、FP、FT？孔板測定壓差，根據(jù)伯努利方程計算出流量調(diào)節(jié)閥（也稱控制閥、執(zhí)行器）調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)（控制）機(jī)構(gòu)兩個部分構(gòu)成

氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)1－薄膜2－平衡彈簧3－閥桿4－閥芯5－閥體6－閥座氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)PO123456圖形符號：氣動薄膜直通單座閥氣動蝶閥氣動球閥活塞式氣動切斷閥活塞式電動直通單座閥電動隔膜閥電動三通閥氣動薄膜角形閥電磁閥手動截止閥帶閥門定位器的氣動薄膜控制閥50執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖例調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（即控制閥體）圖例：教材P20表1-13碟閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)能源中斷時控制閥的位置選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原則：從安全生產(chǎn)考慮，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能源（儀表空氣、電、液壓）中斷時（例如連鎖啟動或出現(xiàn)故障等），應(yīng)避免損壞設(shè)備和傷害操作人員。TIC405FCFO/FC——FailureOpen/FailureClose氣動薄膜調(diào)節(jié)閥在氣源故障時開啟/關(guān)閉FO/FC在什么情況下采用？例：調(diào)節(jié)進(jìn)入加熱爐的燃料油流量，當(dāng)儀表氣源中斷時，直通閥關(guān)閉，停止供應(yīng)燃料油，是避免事故的基本措施。能源中斷時閥位的圖形符號544.控制回路的畫法通過改變冷卻劑流量控制反應(yīng)溫度按規(guī)定圖例和代號畫出：測量和變送（可省略）儀表：被測變量、儀表功能及安裝位置調(diào)節(jié)閥：執(zhí)行機(jī)構(gòu)（氣動：薄膜式、活塞式，電動，液動）控制機(jī)構(gòu)（直通閥：截止閥、球閥、碟閥、隔膜閥等，角閥，三通閥，四通閥等）從測量點引出細(xì)實線（省略溫度變送器）被測參量儀表功能儀表安裝位置氣動薄膜調(diào)節(jié)