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海油工程设计公司工艺安全部2020年3月30日 工艺知识讲座 一 工艺流程图的定义 1 工艺过程的总体概念 是用方块流程图按若干不同的部分来表示的 这种图纸通常用来向高级管理部门提供工艺过程的快速说明 通常是工艺描述中的一个部分 2 工艺流程图 PFD 则是稍简化的流程图 描述物料与能量平衡以及项目中重要设备的温度 压力的轮廓 还有该项目的工艺与公用工程物流 一 工艺流程图的定义 3 PFD的用途设计的PFD图纸给各专业工程师 机 管 电 仪以及工艺 提供足够的资料 经常要包括物料平衡表 这种完整的工艺流程图一旦得到顾客或负责部门的批准 确认 就成为该项目内容范围的基础 二 如何编制工艺流程图 包括以下几个步骤 收集数据计算物料与能量表达形式物流线条平衡物料平衡表附注栏 说明栏 二 如何编制工艺流程图 1 工艺流程图的数据来源 通常工艺工程师手中的物料的数据来源如下 业主提供数据 设计委托书 前期报告 若缺失的资料从有关的数据汇编或工艺数据书中找到 也可以从有关负责人索取或由工艺工程师从标准参考资料中搜索 二 如何编制工艺流程图 2 工艺物料与能量的平衡物料的平衡工艺流程图表达该工艺中各单元操作的全部主要设备 设备之间用带有箭头的线条连接 表示主要物流通过工艺过程或进行循环的途径 物料平衡记录下每一组分的每一物流按重量 摩尔或容积为基础的流率 重要的物理参数 例如温度 压力 相对密度 粘度等都应当在需要之处示出 二 如何编制工艺流程图 2 工艺物料与能量的平衡能量平衡能量平衡应表示为每一换热设备附近注明换热负荷并在发生物态变化的地方表明气化或熵熔热 还必须对任何单元中发生化学反应的地方注明纯吸热或放热的反应热 对重要的泵 压缩机或鼓风机应注明大概的轴功率 二 如何编制工艺流程图 3 表达形式 工艺及其有关重要的图形表达形式很多 在某些情况下 整个工艺流程图在一张图上表达 按需要采用适当的长度和宽度 工艺流程图中单元设备数目不太多 不同设计公司有各自的尺寸 A1 A2 A3等 在编制流程图之前 必须将主要设备表表示在上 分出关键和非关键设备 二 如何编制工艺流程图 4 物流线条所有设备都用线条连接来表示主要的物流或几台设备之间的关系 或进出边界 为了表示清楚与简化 次要的物流如泵的循环线 通过仪表的侧线或作为密封液的线都可以在PFD中省去 这些都是内部的循环而不影响物料与能量的平衡 只有重要的公用系统如冷却水或热介质才表示在工艺流程图上 其他不会影响物热平衡的都可略去 但若认为足够重要 则可以专门做一特定的公用流程图 二 如何编制工艺流程图 4 物流线条大多数仪表在工艺PFD中省去 但较重要的控制功能必须包括进去 应当表明测定什么参数及哪一股物料被控制 物流编号每个特殊并有不同组成的物流都应有规定一个不同的物流编号 这些编号在图下部的物料平衡表中有索引解释 二 如何编制工艺流程图 用符号附注的参数重要的温度和压力用不同的符号附注于物流线 通常逐线重复直到有明显的变化 其他的物理参数可按工艺工程师的意愿来注明于物流线 附注于物料线上的每个参数 都规定一种独特而明确可认的符号 除用六角形注明物流编号 圆用于压力而斜方用于温度外 平行四边形用于表示某些公用工程的流率 这些符号通常附注于线条或在代表设备的方块中或连在方块上 对个别物流特别重要的参数 可以直接在物流线上特别表明或作为一项附注 4 物流线条 二 如何编制工艺流程图 5 物料平衡表某一项目实例讲解 典型年份表设计系数 应在附注中说明关于间断性的流量 表明最大流量极为重要工艺流程图上 只有少数情况需要最小流量 当通过换热器 泵等防止损坏或其他不希望有的后果时 这种需要在图中注明 二 如何编制工艺流程图 6 附注 或说明 栏工艺流程图上的附注部分用以记载有关该工艺的通用或补充性资料 而这些资料又不能方便地用图形式物料平衡表来表达 附注位置一般是在图纸左下角或图纸各印章的上方 每个附注都有编号 通用性的附注在PFD上不必作标记 但表示某一特定点的应在适当位置上作标记 三 工艺PID设计考虑 1 PID的定义 工程设计流程图与详细的 公路行车图 相似 它们要表明主要干道与次要连接道的相应内容 亦即在 突出特点 之间与 各种途径 之间的管道连接 工程设计流程图 又叫 管线自控流程图 简称PID PID如其名称所示 带有仪表自控及机管要求的全部资料 三 工艺PID设计 工艺工程师负责编制项目所需要的各种类型的PID 索引页 或管道 仪表符号图一份完整的PID图包括有其中所使用的全部符号和缩略词的图例 以保证使用者对所遇到的物件或条件能够正确地翻译出来 它基本上应包括其他PID上使用的一切符号与标志 第一 工程设计流程图的类型 三 工艺PID设计 对编制索引页并无固定的规定 其布置 格式与一般表达方式都不固定 索引页大部分地方用于仪表与控制 设计公司已经对此制定了标准的图例 图例示范讲解 三 工艺PID设计 第二 PID的编制1 所需的资料对多数项目而言 编制PID的主要资料来源是工艺流程图PFD 工艺工程师的作用就是在这个 骨架上加上肉 从而发展成工程设计流程图PID 为使PID完整 工艺工程师经常要依靠他们自己或其他同事对类似的工艺设备与设计条件的经验 注意的是工艺工程师应当明确知道旧的图纸上有关所有权的资料 三 工艺PID设计 项目可能是在特定工程或另一工程中对已有工艺的复制品 因为可能已发展出新的材料用于设备及管道 有更为高效的设备类型 可用更复杂的仪表自控 而且目前项目的公用工程在温度 压力与质量方面也不一样 老图作为所需管道图的指南 目前项目的工艺工程师应当重新确定设备与管道的尺寸 保证避免原来设计中可能犯下的任何错误 对没有先例或过去经验的各部分流程图 工艺工程师可以从教科书 参考文献 设备的文献以及供应商的那里取得指导 三 工艺PID设计 2 PID的格式在每种格式中 设备 仪表与工艺管道都表示于图纸的中心位置 所有情况下 离开这张图而在另一张图上继续的物流都要画在图纸的边上 而在后续图上 在大体相同的高度上再开始 应在原图边上注明该线条在何处继续而最终到达何处 反之亦然 三 工艺PID设计 3 PID的编制PID本身的布置要有计划以避免太拥挤或由于以后的修改或补充而变得太拥挤 工艺部分在PID上的设备限于约三个或四个 PID尽管不能给出工艺设备的平面关系 却应表示其相对标高 图上应作出一条 地坪线 以作大体标高的标准 在PID上所有设备都应表示为图形 外型或符号以各自代表该设备 三 工艺PID设计 3 PID的编制设备应按其相对尺寸绘于PID上 但无线性的比例 任何设备都可不按比例表示 以便在其中及其周围有足够的空间能加上必要的管道与仪表连接线以及其他附属物加上标志资料而避免拥挤与混淆 三 工艺PID设计 4 设备标志 参见设计公司规定文件 对每一项目的每台设备一般都规定一个 件号 件号由字母与数字组成 再加上名称就使之成为独一无二的标志代号 件号设备标志的数字部分通用的是三位或四位 三 工艺PID设计 件号的规定在某一工艺部分或该工艺的公用工程设计中 设备的编号应当按逻辑的方式来规定 以有助于在流程图上能很快找到该设备 工艺工程师的责任之一就是要开始编制 设备清单 即全部设备按件号与名称排列的目录 并保持其符合现状 设备编号应按通过该工艺的流程的次序来规定 在使用字母部分的情况下 可接受的方法是对一件主要设备 如一台罐 塔式换热器 规定一组数字 对于双系列一套用A 另一套用B 三 工艺PID设计 名称 在图纸上或底部 与设备编号在一起 应有设备名称 简短的描述容器 材质 体积 尺寸泵 材质 流率 泵压头 轴功率压缩机 材质 实际体积流率 进出口压力 压缩比 轴功率换热器或加热炉 材质 管程与壳程 尺寸 热负荷 进出口的温度和压力 传导面积等塔 材质 尺寸 填料或塔盘型式 三 工艺PID设计 5 管线标志及管道描述方法习惯上也用较粗的线代表主要工艺物流的管道而其余次要的则较细 管道尺寸PID上的每条管线必须标志 说明其尺寸 所规定的独有的管线编号 管道中的流体 注明管线材质并加上有关伴热 保温的符号 所有这些都是必要的 具体见图例规定 三 工艺PID设计 大小头符号的两边都要注上完整的管道标志编码以保证正确 如3 X2 由于物流分开或其他物流进入一条管线 则尺寸就可能改变 应当非常小心地在PID上表示这种连接点 以保证明确哪一条管线是连接下去的 三 工艺PID设计 管道编号PID上代表管道的线条 除仪表底阀的短节外 都应规定明确的独有的管道编号 设备至设备设备至另一条编号的管道由一条编号的管道至设备由一条编号的管道至另一条编号的管道设备或编号管道去 或来自 大气设备或管道去至 或来自 装置边界 三 工艺PID设计 设备或管道上的排放或放空线 除非用法兰或短节直接将排放或放空阀接至排放或放空点 管道规格级别 参见图例规定 伴热与保温资料 每一管道还应附有其各段所需的一切伴热与保温资料 三 工艺PID设计 6 附注有时候 标准化的符号并不足以传达工艺设计或操作中有关的重要资料 因而图上必须加上附注 一般 在