PID图例学习课程

1、上海工程化学设计院有限公司1目录1.引言2.主要专业职责了解3.工艺与工艺系统专业的区别4.系统工程及系统设计的重要性5.P&ID6.P&ID各版主要内容7.P&ID图面简要说明8.仪表与控制9.P&ID设计实例解释10.P&ID设计一般步骤11.P&ID设计主要计算12.进一步学习参考书籍第1页/共41页第一页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司2一、引言 现代化工生产的特点：生产过程越来越复杂装置设备数量越来越多生产规模越来越大n 现代化工生产的特点决定了需要多个专业的配合才可能在预定的时间完成设计。通常化工设计需要的

2、专业主要有：工艺、系统、配管、设备、仪表、电气、土建结构、开车等。n 其中，工艺系统专业主要是将工艺专业提供的PFD发展成为能指导施工、安装、正常开车停车、事故停车、满足生产要求的PID。PID的来源第2页/共41页第二页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司3二、主要专业关键职责了解 工艺专业工艺流程(PFD)设计物热平衡计算设备工艺数据及操作手册n 配管专业(包括装置布置、管机、管材)设备和管道的布置计算机配管模型管道应力分析相关的材料规格表(供采购)n电气专业全厂供电、照明、伴热接地及防爆分区相关的材料规格表(供采购)第3页/共41页第三页，编辑于星期六：十四点 五

3、十五分。上海工程化学设计院有限公司4PID的设计应包括正常开车停车、事故停车等内容，所以开车小组也应参与PID的设计PID是PIPING & INSTRUMENTATION DIAGRAM 的缩写，需要系统专业和仪表专业共同完成二、主要专业关键职责了解 仪表专业在PFD阶段参与并在PID阶段完成仪表控制设计仪表安装、接线的详细设计及控制原理图PLC或DCS的程序输入及相关材料采购文件的编制n 开车小组负责在装置建设完成后的开车任务在设计阶段要确保所有开车所需的设施在设计中都已包括第4页/共41页第四页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司5三、工艺和工艺系统专业的

4、区别研究对象及主研究对象及主要解决的问题要解决的问题 工作重点工作重点主要发表资料主要发表资料/ /成品成品 责任责任化工工化工工艺专业艺专业1.1.化学反应化学反应2.2.传热传热3.3.传质（流体传质（流体力学）力学）1.1.物料平衡计算物料平衡计算2.2.热量平衡计算热量平衡计算3.3.设备计算设备计算4.4.工艺流程工艺流程1.PFD1.PFD2.2.工艺设备数据表工艺设备数据表3.3.工艺说明工艺说明4.4.建议布置图建议布置图对生产对生产技术可技术可靠性负靠性负责责工艺系工艺系统专业统专业1.1.流体力学流体力学2.2.安全安全3.3.可操作性可操作性1.1.管道流体力学计算管道流

5、体力学计算2.2.泵的计算泵的计算3.3.管道附件计算、选择管道附件计算、选择4.4.安全可操作性研究安全可操作性研究1.PID,1.PID,附管道命名表附管道命名表2.2.特殊管件数据表特殊管件数据表3.3.界区条件表界区条件表4.4.公用工程平衡图和公用工程平衡图和公用工程管道及仪表公用工程管道及仪表流程图流程图(UID)(UID)对系统对系统的安全的安全性和可性和可操作性操作性负责负责PID是PFD的工程化，是各专业施工图的设计基础第5页/共41页第五页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司6四、系统工程及系统设计的重要性 系统工程系统工程的基本功能是把工艺专业设计

6、的工艺流程图(PFD)发展成为管道仪表流程图(PID)。这个转换过程包括根据操作和安全的需要来规定所有的机械部件的要求以保证工厂建成后能有效、安全地生产生产产品。通过这个转换，工艺流程图上的化工流程概念变换成了施工设计的实质依据，是其他各专业用以进行详细设计并建成工厂的基础。n 系统设计的重要性为其他各专业的设计提供指导系统设计的错误将导致其他专业的一系列错误！系统设计的优劣直接影响工程的造价由于系统工程师对工艺过程有全面的了解，合格的系统工程师是最合适的领导解决化工工艺过程出现的问题的人选。在项目初期就着手培养系统工程师，不仅能更好地协作其他各专业的工作，同时有利于将工程建设的各个方面(如采

7、购、施工等)更好地与设计相联系。第6页/共41页第六页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司7五、管道仪表流程图(P&ID)5.1 管道仪表流程图(P&ID) 管道仪表流程图是在工艺设计的基础上开展工作的，是工程设计的一个重要环节，亦是工程设计各有关专业开展工作的主要依据。 管道仪表流程图是借助统一规定的图形符号和文字代号，用图示的方法把建立工艺装置所需要的全部设备、仪表、管道、阀门及主要管件，按其各自的功能为满足工艺要求和安全、经济目的而组合起来，以起到描述工艺装置的结构和功能的作用。它反映的是工艺设计流程、设备设计、设备和管道布置设计、自控仪表设计的综

8、合成果，不仅是设计施工的依据，也是企业管理、试运转、操作、维修和开停车等各方面所需的完整的技术资料的一部分。5.2 管道仪表流程图(P&ID)的分类 管道仪表流程图按管道中的物料的类别划分，通常分为两类： 工艺管道仪表流程图(PID) 辅助物料、公用物料管道仪表流程图(UID)第7页/共41页第七页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司8五、管道仪表流程图(P&ID)5.3 管道仪表流程图(P&ID)的版次 管道仪表流程图(PID)在设计过程中，随着设计和采购的进程逐步加深和完善，并按照设计阶段不同用途的内容和深度分别出版或发表，表明了工程设计进展

9、情况，为工艺（PS）、自控(EA)、设备(FE)、电气(EH)、电讯(EL)、配管、管机(PM)、管材(MC)、设备布置和给排水等专业及时提供相应阶段的设计信息，是其它专业(包括用户)开展工作必要的条件和依据。此外，部分版次也是不同设计阶段的成品。设计阶段PID版次及名称基础工程设计A版(初版) R版(内审版)1版(用户版)1A版(确认版)详细工程设计2版(详1版)3版(详2版)施工版(施工版)另一种名称为A,B,C,D,E,F,G版第8页/共41页第八页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司9六、 P&ID各版主要内容6.1 A版(初版) 该版要反映工艺管道、仪

10、表和设备组成的概貌，为装置布置专业开展设备布置工作创造条件。 序号内容1全部设备及位号(包括备用设备)2标有管道尺寸的主要工艺管道3标有管道尺寸的与工艺设备相接的辅助、公用系统管道4介质代号5主要管道的材料等级6阀门7设备标高要求 8泄压系统要求9主要安全阀10调节阀11仪表12标注主要的液封高度、坡度等要求13成套设备(机组)的范围此版不出管道命名表第9页/共41页第九页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司10管道命名表除现场条件外，其余各项均应填写。 六、 P&ID各版主要内容6.2 R版(内审版) R版主要是供“管道仪表流程图R版核对评议会”进行内部审核和

11、征求意见用。此版之前已进行了大量的工艺系统计算、设计及专业之间协商工作，因此此版除了客观条件、设计阶段的限制外，应尽可能完整。 序号内容1PID符号、图例和注释(PID首页)。该首页解释PID中所有管道和仪表的符号、图例、文字的意义和要求。2全部工艺管道及编号。3与设备相接的辅助、公用系统的管道及编号，接续关系标注要齐全，但与泵、压缩机和驱动机相接的辅助、公用系统除外。4限流孔板、疏水器、安全阀、爆破板、过滤器、膨胀节、挠性软管、特殊管件进行编号和标注。5全部仪表和相应的编号。6化工工艺专业、操作部门提供的开停车管道。7设备与管道的保温类型。第10页/共41页第十页，编辑于星期六：十四点 五十

12、五分。上海工程化学设计院有限公司11六、 P&ID各版主要内容6.3 1版(用户版)1版供用户审查或提意见。此版必须包括R版经过内部审核协商一致后的所有变更。此版PID应完备所有管道要求，包括调节阀尺寸、仪表编号、开停车和排出管道。此版PID管道命名表应有95%的完整性和准确性，基本反映了装置的设计意图和要求。6.4 1A版(确认版)1A版是工艺系统专业在基础工程设计阶段的最终版。该版也是详细工程设计的第一版，为管道专业进行管道平面设计时用。当基础工程设计的1A版作为成品存档时，图签中的“设计阶段”和“版次”的填法，按工程项目规定。此版根据与用户对1版PID和命名表的审核后达成的一致意

13、见进行修改而完成。在1版和2版之间，若PID和命名表有变更时，应及时通知管道专业。 第11页/共41页第十一页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司12六、 P&ID各版主要内容6.5 2版(详1版)2版供管道专业进行管道平面布置图设计或开始绘制管道空视图用。2版的管道尺寸、调节阀尺寸、调节阀的状态已最终确定。根据工艺专业的最终PFD图、设备订货先期确认图纸资料(ACF)和制造厂提供的最终管、阀件的图纸资料、管道平面设计图、成品版设备布置图、泵的NPSH表(3版)对PID和管道命名表1A版进行修改后发表。2版附有待定事项汇总表，应把所有待定事项及原因分发给设计经理

14、、管道等有关专业。 6.6 3版(详2版)3版PID和管道命名表用于管道专业校核空视图或配管图等。根据管道平面布置图、设备订货最终图纸资料(CF)、施工版设备布置图和泵的NPSH(最终版)对PID和管道命名表 2版进行修改后发表。填写管道命名表的现场条件的现场试压介质和压力。 第12页/共41页第十二页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司13六、 P&ID各版主要内容6.7 施工版施工版用于公司内存档和现场施工。工艺专业的设备一览表与工艺系统专业的PID和管道命名表一起归档入库和现场施工用。此外，限流孔版汇总表、疏水器汇总表、安全阀数据汇总表、爆破版数据汇总表、

15、特殊管件汇总表归入管道材料专业的文件一起存档入库和现场使用。此版与3版PID和管道命名表的深度、内容相同。6.8 竣工版出竣工版的目的是使装置的设计和实际相符并为以后的项目做参考。根据现场设计变更通知单对PID和命名表进行修改后存档入库。存档时按实际版次。 第13页/共41页第十三页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司14PID一般由首页图及PID图两部分组成。其中，首页图规定了PID图中所使用的图例、符号、及缩写词等内容。七、 P&ID图面说明7.1 首页图(图例及符号)工艺部分首页图(详见复印材料附件一)包括管道编号说明、设备位号编制说明、物料代号、管线标识

16、、阀门及管件图例、设备图例、进出图纸标识、特殊符号、工艺部分缩写词等。仪表部分首页图(详见复印材料附件二)包括仪表功能使用字母含义、功能标识图形及编号说明、仪表设备(阀门、流量计、液位计、报警元件等)图例、仪表专业用特殊符号、仪表信号线说明、仪表专业用缩写词等。仪表专业字母代号含义、图例、符号的说明也可参见复印材料附件四。第14页/共41页第十四页，编辑于星期六：十四点 五十五分。工艺首页图第15页/共41页第十五页，编辑于星期六：十四点 五十五分。仪表首页图第16页/共41页第十六页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司17七、 P&ID图面说明7.2 PID的

17、一般图面安排第17页/共41页第十七页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司18用来区分责任范围的字母有：B.B 由买方负责B.S 由卖方负责B.INST 由仪表专业负责B.PIPE 由管道专业负责B.V 由制造厂负责七、 P&ID图面说明7.3责任范围区分的表示第18页/共41页第十八页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司19七、 P&ID图面说明7.4 设备位号及设备管口的表示第19页/共41页第十九页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司20七、 P&ID图面说明7.5 设备绝热层的表示7.6地下

18、或半地下设备应表示地面线和设备本体地下深度的表示第20页/共41页第二十页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司21七、 P&ID图面说明7.7设备间位差和人孔、卸料口的表示第21页/共41页第二十一页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司22七、 P&ID图面说明7.8设备安装尺寸及标高的表示第22页/共41页第二十二页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司23七、 P&ID图面说明7.9分开画设备的PID表示(一)第23页/共41页第二十三页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司

19、24七、 P&ID图面说明7.9 分开画设备的PID表示(二)第24页/共41页第二十四页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司25七、 P&ID图面说明7.10 管件、阀门、仪表的安装要求及尺寸的几种表示方法第25页/共41页第二十五页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司26七、 P&ID图面说明7.11 安全阀标注和配管要求表示方法本节详细内容可参见“管道仪表流程图设计规定”第26页/共41页第二十六页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司27八、 仪表和控制8.1 控制环路(1)感应器 一种测量仪

20、表，测出工艺流体的参数的变化。(如：温度计、压力表、流量计、液位计、探测仪等)(2)变送器 将测得的生产过程的物理参数转换成电或气信号，并送出。(3)控制器 把测得的参数信号和仪表内设定的值进行比较，一旦有偏差，控制器会发出信号到执行元件，驱动执行元件把系统调到设定值。这部分工作现在一般通过PLC或DCS来完成。(4)执行器 通常是调节阀(开度)或变频电机(转速) 。8.2 过程控制的分类(1) 压力(2) 温度(3) 流量(4) 物位(5) 化学成分和物性数据常见功能字母代号极其组合见复印材料第27页/共41页第二十七页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司28八、 仪

21、表和控制8.3 基本控制系统(1) 反馈控制系统说明：出口温度由温度感应器TE测得，信号通过变送器TT送到温度调节器TC，TC通过将测得温度与设定温度比较，操纵控制元件调节阀TV进行调节。最常用的控制方法第28页/共41页第二十八页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司29理论上讲，前馈控制似乎十分完美，但实际中，一个被控对象的干扰因素会很多，其中许多难以准确预测，故对每一因素都加以考虑是不可能的。八、 仪表和控制(2)前馈控制系统说明：测得进入换热器的物料的流量的变化，用这个信号来调整蒸汽流量，则出口的温度可以控制稳定。多用于测定对象的工艺过程的变化和测得的数据之间的时

22、间滞后特别大的场合。第29页/共41页第二十九页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司30说明：在串级控制系统中由主副两个调节器。主调节器的输出做为副调节器的给定，适用于时间常数滞后较大的对象，如换热器、加热炉的温度控制。上图中，在测温元件TE影响之前因蒸汽压力变动造成的蒸汽流量变化已经先被副调节器进行了修正。比一般的反馈控制系统稳定。此控制系统，副回路一般反应较主回路快，可以将副回路上的影响及早消除。八、 仪表和控制(3)串级控制系统第30页/共41页第三十页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司31说明：蒸汽“1”和蒸汽“2”两个物料的流量分别检

23、测不控制的这股主动流，管线“1”的流量按比值做为控制流，管线“2”的设定值控制这股控制流的流量。此例中蒸汽“2”管线无调节器，是一个开环回路，故只能保证两个流量比值稳定，并不能保证两个流量的负荷稳定。要达到负荷稳定，需使用双闭环比值调节回路，即在蒸汽“2”管线上加装调节器。八、 仪表和控制(4)比值控制系统第31页/共41页第三十一页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司32说明：流体由流量控制进入容器，当容器压力超过一定范围后，压力控制替代流量控制，以防止容器内压力过高。生产过程中一个被控量往往会受到多种条件的约束，为使被控量保持稳定，对一个操作量进行选择性的控制。八、

24、 仪表和控制(5)自控选择控制系统 第32页/共41页第三十二页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司33说明：低流量时，调节阀A开而调节阀B关闭；当流量增大调节阀A无法处理时，信号便转移到打开阀B，由调节阀B控制流量。八、 仪表和控制(6)分程控制系统 (一)第33页/共41页第三十三页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司34说明：容器内压力低时，调节阀A开使气体进入；当容器内压力高于设定值时，打开阀B，气体外排，维持容器内压力稳定。八、 仪表和控制(6)分程控制系统 (二)分程控制的实现有两种，一种是通过硬件调整，对不同执行机构的不同工作范围进行严格分析，调整定位器机械部件来实现。此法一旦设定，较难改变。另一种是通过DCS/PLC输出卡件调整两个执行机构的分程工作范围，属软件调整，修改比较方便。第34页/共41页第三十四页，编辑于星期六：十四点 五十五分。上海工程化学设计院有限公司35九、 P&ID设计实例解释9.1 液化石油气储罐设施流程简述见复印材料附件五9.2 管道仪表流程图解释见复印材料附件五9.3 公用工程分配系统管道仪表流程图解释见复印材料附件五第35页/共41页第三十五页，编辑于星期六：十四点 五十