化工工艺流程图CAD开发研究.pdf

化工工艺流程图CAD开发研究 路 平 江汉大学化学与环境工程学院 摘要 针对化工工艺流程图特点及绘图 软件要求 根据化工部HG205191 3 92标 准 基于AutoCAD二次开发 进行了化工 工艺流程图系统开发 探讨了化工工艺流程 图系统的菜单结构设计及设备 管件 管线 等绘制应用程序设计的实现过程 使化工工 艺流程图绘制操作简单直观 有较大的应用 价值 主题词 化工工艺流程图 AutoCAD 设备 管件 随着计算机技术的不断发展 计算机辅助设计 在化工设计过程中得到了广泛的应用 1 2 在化工 设计过程中 化工工艺流程图绘制是一个重要环节 由于化工工艺流程图用手工绘制工作量大且效率低 用AutoCAD进行化工工艺流程图图形绘制 各设 备 管件等是由线条组成 要精确定位绘制图形比 较烦琐 因此 根据化工部HG205191 3 92标准 基于AutoCAD二次开发语言 3 以CAD开发主流 技术及开发环境 在AutoCAD环境下开发了化工工 艺流程图CAD绘图软件 该软件具有用户可选择的 标准图幅 软件可根据用户绘图情况自动加长左移 图幅 各化工设备 管线 管件等绘制采用图标菜 单直观显示 用设备外框显示大小 用户定位 软 件自动绘制 管线自动正交 管件自动定位绘制都 十分方便 软件采用下拉菜单 工具按钮和图标菜 单命令相结合的方式进行绘图 操作简单直观 可 用于化工 石油 环保等相关领域的工艺流程图绘 制 具有较大的应用价值 一 总体设计思想与功能 作为绘图软件系统 除具有绘图功能外 还需 具备操作方便 友好人机交互界面等软件应有的功 能 因此 总体设计考虑该软件应具备安装 卸载 启动 菜单 绘图和帮助等六大功能 安装功能 将本绘图软件系统安装到AutoCAD 绘图系统中 并进行必要的系统设置 以利于Au2 toCAD绘图系统对其的支持 卸载功能 将本绘图软件系统从AutoCAD绘图 系统中卸载 启动功能 启动本绘图软件直接进入用户菜单 界面 即本系统菜单 菜单功能 提供用于选择绘制各种设备 管件 管线等命令而设计的菜单界面 绘图功能 根据用户选择的各项菜单命令而进 行绘图的程序部分 帮助功能 在绘图时提供用户在线帮助 本文仅对菜单和绘图功能进行讨论 不对安装 卸载 启动和帮助作更多说明 二 菜单设计 菜单是一个人机交互的窗口界面 是用户与计 算机进行交流的工具 因此 从用户操作方便 直 观考虑 采用菜单定制技术 3 进行了下拉菜单 图 标菜单 工具条三大类菜单设计 菜单文件名取为 化工 1mnu 1 下拉菜单设计 下拉菜单是软件菜单的一种主要形式 根据化 工部标准和软件应具备的最常用功能 设计了文件 编辑 设备 管件 管线 帮助等六大下拉菜单 文件菜单包括新建 标题栏 技术要求 打开 存 盘 输出 切换到AutoCAD 退出等功能 编辑菜 单保留AutoCAD中最常用的编辑和修改中的部分功 能项 利于加快绘图速度 设备 管件和管线等菜 单是针对化工部标准中规定的全部内容进行归类 整理而设计的下拉菜单 以设备下拉菜单项为例简要说明下列菜单的设 计 化工部标准中有关设备可分为换热器 容器 泵 塔 反应器等九类 根据AutoCAD菜单定制格 式 3 3 3 是菜单节起始标记 3 3 是子菜单节起 始标记 POP1 POP16是第一个至第十六个下拉菜 单节 设备下拉菜单项为第三项 应设计为第三个 下拉菜单节 设计结果在化工 1mnu菜单文件中的 格式如下 3 3 3pop3 表明第三下拉菜单节开始 设备 该行第三下拉菜单节名称 以下每 行为一个菜单项 14 路平 化工工艺流程图CAD开发研究 换热器 I HRQ I 3 方括号内为 显示的菜单项名称 方括号后为命令串 容器 I RQ I 3 I RQ I 3 指调用RQ图标子菜单并激活 即显示图标内容 泵 I BANG I 3 塔 I TA I 3 反应器 I FYQ I 3 显示分栏线 起重运输机械 I QZYSJX I 3 压缩机 1 鼓风机 I YG J I 3 火炬 1 烟囱 1 炉 I HJ YC I 3 其他设备 I CLSB I 3 以上内容中符号 后为说明部分 不是菜 单设计内容 下同 2 图标菜单设计 为了使用户在选择命令时能直观见到所选设备 管件 管线等形状 对这类绘制的菜单采用了图标 菜单设计 给用户提供直观的命令选择 图标菜单 通过下拉菜单项激活 双击图标菜单左边的设备名 或单击图标后再单击确认按钮等方式 即可执行所 选图形的绘图命令 首先将各设备 管线和管件等绘制成图 制成 幻灯片 再将各幻灯片合并制成一个文件即幻灯片 库 本幻灯片库名为HSLD 供图标菜单设计使用 换热器图标菜单设计结果在化工 1mnu菜单文件中 的格式如下 3 3 3image 图标菜单节开始 其他图标子菜单 3 3HRQ HRQ图标子菜单开始 换热器 HRQ图标子菜单标题名 以下 每行为一个图标菜单项 HSLD 换热器简图 C C EJ H 图标菜 单中显示库HSLD内名为换热器简图的幻灯片 HSLD 固定管板式 C C EGD C C EGD指取消以前命令 执行EGD命令 HSLD 浮头式 U型管式 C C EUG HSLD U型管式 浮头式 C C EFT HSLD 套管式 C C ETG HSLD 釜式 C C EFS HSLD 板式 C C EBS HSLD 螺旋板式 C C ELX HSLD 翅片管 C C ECP HSLD 蛇管式 C C ESG HSLD 喷淋式冷却器 C C EPL HSLD 刮板式薄膜蒸发器 C C EGBZF HSLD 列管式薄膜蒸发器 C C EL GZF HSLD 抽风式空冷器 C C ECFKL HSLD 送风式空冷器 C C ESFKL HSLD 带风扇的翅片管式 C C EFSCP 3 按钮菜单设计 为了提高绘图速度 设计了一组绘图工具按钮 位于CAD界面的最左边 它包含板式塔 填料塔 反应釜 固定床反应器 换热器简图 固定管板式 换热器 离心泵 鼓风机 锥顶罐 平顶容器 仪 表 闸阀 球阀 粗实线 细实线等最常用的设备 管件和管线的绘图命令 使用户能快速 直接地选 择执行绘图命令 这类菜单设计 首先用图标编辑工具建立各种 设备 部件的BMP位图 然后根据菜单定制格式 进行设计 绘图工具按钮菜单设计结果在化工 1mnu 菜单文件中的格式如下 3 3 3Toolbars 工具条菜单节开始 其他工具条 3 3 绘制 绘制工具条菜单开始 Toolbar 绘制 Left Show 1 0 1 该行为绘制工具条的定义 以下每行为一个按 钮 Button 板式塔 ICONTBS1bmp ICONTBS1bmp C C tbs Button表示工具条 的按钮 Button 填料塔 ICONTTL1bmp I2 CONTTL1bmp C C ttl 板式塔 为按钮名 Button 反应釜 ICONRFY1bmp I2 CONRFY1BMP C C rfy 两个 ICONTBS1bmp 为 Button 固定床 ICONRGC1bmp I2 CONRGC1BMP C C rgc 小 大按钮图象 Button 换热器简图 ICONEJ H1bmp ICONEJ H1BMP C C ejh Button 固定管板式 ICONEGD1bmp ICONEGD1BMP C C egd Button 离心泵 ICONPLX1bmp I2 CONPLX1BMP C C plx Button 鼓风机 ICONCGF1bmp I2 CONCGF1BMP C C cgf Button 锥顶罐 ICONVZG1bmp I2 CONVZG1BMP C C vzg Button 平顶容器 ICONVPD1bmp ICONVPD1BMP C C vpd 24 国外油田工程第19卷第9期 20031 9 Button 仪表 ICONYB1bmp I2 CONYB1BMP C C YB Button 闸阀 ICONZHFA1bmp I2 CONZHFA1BMP C C ZHF Button 球阀 ICONABB1bmp I2 CONABB1BMP C C ABB Button 粗实线 ICONWG011bmp I2 CONWG011BMP C C WG1 Button 细实线 ICONwg021bmp I2 CONwg021BMP C C WG3 图1 设备绘制流程图 三 绘图设计 在绘图前 首先要确定图纸大小 菜单中的新 建和标题栏功能是针对化工工艺流程图图幅和标题 栏填写而设计 4 新建提供标准图幅加长的格式及 供设备标注时的上 下辅助线 将图纸分成绘图 标注和标题栏三个区 并设置随绘图过程的进行图 纸自动左移 标题栏区始终保持在图纸右下角 绘 图区用于绘制设备 管件和管线 下面分类讨论绘 图程序设计 1 设备绘制程序设计 用AutoCAD进行设备绘制时 需进行大量的绘 图操作 为使用户操作 定位等方便准确 将所有 设备绘制编写成命令 用户仅需在菜单中选择即可 执行 自动绘制所选设备 设备绘制命令的算法设 计如图1 当执行命令后 屏幕提示行提示用户输 入设备的外形尺寸 然后系统自动在绘图区显示设 备大小的方框 并随鼠标的移动而移动 但方框始 终不会随鼠标移出绘图区 当用户点击鼠标左键 系统在方框位置绘出设备图形 点击右键废除绘图 命令 考虑化工工艺流程图是加长的标准图幅 我 们采用了图幅的自动左移 4 因此 用户能准确 34 路平 化工工艺流程图CAD开发研究 方便 直观地将所选设备绘制在所选定的位置上 2 管线绘制程序设计 管线的绘制采用多义线并结合层的设置实现不 同线宽和线型的绘制 采用正交模式实现化工工艺 流程图中管线的正交模式 理论上AutoCAD可实现 化工工艺流程图中管线的绘制任务 但绘制由多段 直线连接组成的正交管线 且管线起止点需要在两 个设备上准确定位时 用AutoCAD画线命令 在正 交模式下 用鼠标附加捕捉功能不能绘制正交管线 若采用输入坐标点法 需计算管线的各个端点坐标 值 操作太烦琐 针对此问题 我们设计了 三点 法 5 的管线绘制程序 不仅具有AutoCAD直线绘 制功能 而且能用鼠标结合自己设计的目标捕捉按 钮 6 直接绘制已定两端点的正交线段 解决了管线 绘制中两端点在设备上精确定位的问题 四 管件绘制程序设计 管件是化工工艺流程图中不可少的一部分 根 据化工中管件在管路上的安装情况 我们可将各种 管件分成三类 第一类是安装在直管段上的管件 第二类是安装在管段端点上的管件 第三类是安装 在管段转角处的管件 对三类管件安装点的选择设 计了三种实体捕捉函数 函数通过鼠标在实体附近 的选择 自动确定选择实体上的最近点 端点或转 角点及方向作为安装点 三种实体捕捉函数的算法 设计流程图见图2 a 2 b 2 c 管件绘制 命令根据实体捕捉函数返回的管件安装点pt及其它 参数绘制管件 操作时用户选择图标命令后只需用 鼠标捕捉安装处管线实体 系统即可准确在所选位 置处绘制管件图形 a 实体捕捉函数wz b 实体捕捉并移捕捉点到管线端点函数wz 1 c 实体捕捉移捕捉点到管线端点并判断管线转弯方向wz 2 图2 实体捕捉函数 五 结论 对AutoCAD在化工工艺流程图绘图应用中作了 二次开发尝试 主要在化工工艺流程图CAD绘图软 44 国外油田工程第19卷第9期 20031 9 件的菜单和绘图功能开发方面进行了研究 研究结 果表明 该软件具有以下特点 1 具有完全独立的菜单系统 包含化工部标准 中有关化工工艺流程图中全部设备 管线 管件的 绘制功能 2 采用直观的图标菜单设计 使用户在绘图时 选择命令更直观 3 采用方框随鼠标限定在绘图区内移动的设备 绘制方式 使操作直观方便 4 采用实体捕捉功能的管件绘制方式 使操作 更快速精确 5 采用与AutoCAD菜单的相互切换 可方便 地实现对非标设备的绘制工作 参考文献 1朱宏吉 白鹏 付强 等 J 化工进展 2002 21 8 585 588 2董其伍 刘敏珊 曹海亮 J 化工进展 2003 22 1 71 75 3郭朝勇 黄建波 王保平 等 AutoCAD的定制与 开发 M 北京 人民邮电出版社 1998 4万昆 路平 刘兴重 J 江汉大学学报 2002 19 3 59 61 5路平 刘兴重 王敏娟 J 江汉大学学报 2002 19 1 68 69 6路平 刘兴重 J 武汉科技大学学报 2001 24 4 408 409 收稿日期 200308 27 国外大中型热电联供装置在稠油热采生产中的应用 为提高稠油热采综合效益 于1989年5月在生产能力约为4000t d的加利福尼亚州中南部Midway Sunset稠油油田 首次建成并成功运行了Midway Sunset Cogeneration Co MSCC 热电联供厂 将原用于热 采的28台燃油蒸汽发生器和24台燃油油水处理设备替换为备用 新热电联供装置的安装功率为225MW 在为油田提供551t h蒸汽的同时 还可为加利福尼亚州电力公司提供225MW的电力 该热电联供装置包括3套额定功率为75MW的燃气发电机组 GTGs 每台机组的高温烟气能使每台 废热回收蒸汽发生器 HRSG 生产流量为184t h 蒸汽干度为80 蒸汽干度通过安装在每台废热回收蒸 汽发生器排气侧的伽玛射线蒸汽干度控制仪器进行监测 直流式废热回收蒸汽发生器的主要水源为从油井产 出液中回收的污水 产出的蒸汽 7 1275MPa 29