2015-8工艺新员工专业培训5pfd、pid工艺流程描述

1、PFD、PID、工艺流程描述内容及基本要求(一)工艺物料流程图（PFD）PFD的设计是化工厂装置设计过程的一个重要阶段，在PFD的设计过程中，要完成生产流程的设计、操作参数和主要控制方案的确定，以及设备尺寸的计算，是从工艺方案过渡到化工工艺流程设计的重要工序之一。PFD是项目设计的指导性文件之一，在工艺设计阶段完成。发布之后有关专业必须按PFD图进行工作，并只能由工艺专业解释和修改。1. 图纸的构成2. PFD的设计内容PFD的主要内容应包括：全部工艺设备及位号，主要设备的名称、操作温度、操作压力；物流走向及物流号（流股号），同时，应有与流股号对应的包括物流组成、温度、压力、状态、流量及物性等

2、主要物流计算结果的物料平衡表，可表示在PFD上，或单独出版，根据不同的设计工况应分别列出或出版；主要控制方案的仪表、功能及其信号走向；标出泵的流量和进出口压力、塔的实际板数及规格、换热器的热负荷等。PFD必须反映出全部工艺物料和产品所经过的设备、主要物料的管道、并表示出进出界区的流向。对于公用工程，如水、氮气、工艺用压缩空气、蒸汽及冷凝液系统仅表示工艺设备使用点的进出位置。一般每个工程（或公司）都要发布用于PFD设计的图例、符号（规定）图，对PFD设计中的设备画法、设备编号、仪表符号、标注符号、管道符号、物料代号以及缩写词等作统一规定（也有在PFD图上简单表示）。下面分别简述设备、工艺物流和主

3、要控制方案的具体设计内容和画法。（1）设备在PFD中，设备用细实线简单绘出，如有多台相同设备并联时，可以只画出一台，但要标明位号A/B，而对于需要再生的设备，需全部绘出。主要设备尽可能按适当比例画出相对位置、大小，而设备的基础、裙座和管接头不表示。一般在设备附近标注设备位号，并在图纸上方或下方空白处按设备重叠情况由上到下分层标注设备位号、设备名称及规格。一般情况下，静设备在图纸上部、动设备在图纸下部表示。也有另外一种表示方式：对于容器类、压缩机类设备在图上方标示设备名称、位号及规格，并在图中设备附近标示设备位号，而泵类、换热器类设备旁边一般只标位号及规格。标准设备的主要规格和参数通常为：泵应注

4、明正常流量和吸入、排出压力；容器应注明直径和切线长度（或高度）；塔器应注明塔径和切线高度，在塔内注明实际板数或填料段数；换热器要注明换热器的正常负荷。设备外形表示方法如下;离心泵用圆圈加底座组合表示，进料指向圆心。往复泵以形与一端不封闭的长方块表示。换热设备用圆圈或设备外形表示。压缩机要表示出其型式，并表示出压缩机的段数和主要的配套辅助设备。如型式尚未确定，可用方块表示。反应器要画出主要元件，如筛板、催化剂框等。分离器也要表示出内件。槽、罐类设备要画出隔板、液封。喷射器、其它特殊设备，如造粒塔、电解槽、电石炉、空气磨等尽可能画出实物大致外形。（2）工艺物流在PFD中，工艺物流用粗实线绘出，并用

5、箭头标示物流的去向。再生系统的物流用细实线标出。主要物流应标注流股号（除PFD外，应有单独的物料平衡表），并在物料平衡表中列出PFD上对应物流的组成、温度、压力、流量状态和相关物性。在一张图中，与其它图相关的物流应标明物流来源和去向。在PFD中，关键物流应标明温度和压力（也可表示在塔和容器上），进塔装置的关键物流也可标明流量。PFD中对物流的标注至少应包括下列内容。标识流程图上的各点物料的编号（流股号）。除有压力变化的地方要画上阀门（以表示压力等级的区别）以及特殊重要的阀门外，其它情况的阀门一律不在图上画出。要表示正常生产条件下的放空和排液管道。对于作为热源或冷却介质的蒸汽、冷却水、凝液只标进

6、出流向。具有液封作用的管线，除表示出液封外形外，还要注明液封高度。当排放口的高度有要求时，要注明排放高度。工艺用蒸汽、凝液、冷却水、工厂空气管线以及氮封管线，一律不画进出总管。流股号在菱形框内按顺序用阿拉伯数字编写。一般用三位数字表示，第一位表示单元或工段，后两位表示序号。设备间的物料流向用带箭头的实线表示。进出装置界区的物料流向以圆圈中的箭头表示；图纸之间用长方框（或带箭头的长方形）表示物料的来源或去向。冷却水、蒸汽、凝液、工厂空气等在无特殊要求情况下不标明来源和去向。（3）主要控制方案在PFD中，应标示出全部的控制回路及其相关仪表和调节阀。例如塔器的压力控制回路、灵敏板温度控制回路、回流控

7、制以及塔釜液位控制回路，罐的液位控制回路，主要换热器的液位控制回路或温度控制回路等。仪表仅表示出仪表类型，如温度仪表、压力仪表等。调节阀应在对应的物流线上标明，但不用标注调节阀尺寸。在复杂控制回路中，应用箭头标示信号去向。对于由组分控制的回路，应标明需要检测的主要组分。2、单元设备的典型设计化工生产过程中需要使用各种单元设备，每种单元设备对工艺流程图的设计均有一定的要求。作为一个工艺流程图的设计者，只要掌握各种单元设备的典型设计，再结合工艺流程和工程项目的特殊要求，配以设计者的工程经验，就可进行工艺流程图中单元设备的设计。参见例图。（1）泵在PFD中，泵一般绘在图的下部。同时绘出与泵相连的工艺

8、物流即可。在泵的附近，尽量在泵的正下方，标明泵的位号、吸入压力、排出压力和正常操作时的流量。（2）容器容器分卧式容器和立式容器两种。容器需根据容器在流程中的相对位置在图面上布置。在PFD中，应绘出与容器相关的主要工艺物流及与主要控制回路相关的辅助物流。容器的名称、规格和位号在PFD中容器正上方靠近顶部标出，同时在容器的附近也标出容器位号。容器内的主要部件（如除沫器）应在PFD中绘出。容器的操作操作压力应在图中标出。（2）容器容器分卧式容器和立式容器两种。容器需根据容器在流程中的相对位置在图面上布置。在PFD中，应绘出与容器相关的主要工艺物流及与主要控制回路相关的辅助物流。容器的名称、规格和位号

9、在PFD中容器正上方靠近顶部标出，同时在容器的附近也标出容器位号。容器内的主要部件（如除沫器）应在PFD中绘出。容器的操作操作压力应在图中标出。（3）塔在PFD中，塔一般在图的中部绘制。同时，应绘出与塔相关的主要工艺物流及与主要控制回路相关的辅助物流。塔的名称、规格和位号在PFD中塔正上方靠近顶部标出，同时在塔的附近也标出塔位号。塔内的主要部件应在PFD中绘出，如塔的实际板数或填料段数、进料板号与侧线采出板号。同时应绘出与塔相关的主要控制回路及控制点的相对位置，如塔的压力控制回路、灵敏板温度回路、回流控制回路和塔釜液位控制回路等，还要标出塔的操作温度、操作压力。塔的周边设备应根据流程中的相对位

10、置在工艺流程图中绘出。（4）换热器常见的换热器有管壳式和釜式两种。在PFD中，换热器需要根据其在流程中的相对位置在图面上布置。对于管壳式换热器应标明工艺物流所流经的是壳侧还是管侧，对于釜式换热器也要标明工艺物流所流经的那一侧。非工艺物流仅在图中表示，并注明介质名称即可。要表示出主要的控制回路，在换热器的附近标明位号。（5）压缩机在工艺流程图中，压缩机一般绘在图的下部（也有在上部的）。并绘出与压缩机相连的工艺物流以及主要的控制回路。在压缩机的附近，尽量在压缩机的正下方，标明压缩机的位号、吸入压力、排出压力和正常操作时的流量。3、PFD的图面布置和制图要求各个设计单位在绘制PFD时所用图纸的规格不

11、同，一般采用1（A1）图纸，以便图面布置，但应尽量保证在其缩印成3（A3）图后仍旧清晰，便于工作。（1）PFD的图面布置设备在图面上的布置，一般是顺流程从左到右。塔、反应器、换热器等放在地面上的设备，一般是从图面水平中线往上布置。压缩机、泵布置在图面下部1/4线以下。中线以下1/4高度供画管道用。其它设备布置在PFD要求的位置，如高位冷凝器布置在回流罐的上面，再沸器靠塔放置。对于无高度要求的设备，在图面上的位置要符合流程流向，以便与物流线连接。（2）绘图要求图纸编号和图纸名称按有关规定。仪表和设备的表示方法要根据工程的图例要求或有关规定。要改造的设备用蘑菇云圈住。设备内件用细实线表示。工艺物流

12、出入图面要绘一矩形框或带箭头的矩形，内用文字表明相接设备与图号。设备位号按图例或有关规定。物流流向箭头一般画在物流线改变方向处。在与PFD相应的物料平衡表中，可按操作工况从每股物流的流股号上，对应地找到物料平衡表中的流股号从而知道该物股的温度、压力、各组分的含量等数据的内容，要能满足工艺专业提条件的需要，需要什么数据、物料平衡表就应该能输出什么数据。4、物料和热量衡算与PFD在工艺设计阶段，工艺专业工程师要进行全流程物料平衡及热量平衡计算，应进行必要的方案比较，选择并考虑适当的操作弹性。化工生产过程中，经常需要加热或冷却许多流股，最简单的方法是按各流股的质量流速、热负荷、进出口温度分别引入蒸汽

13、加热或冷却水（冷冻液）冷却，它们的消耗构成了公用工程费用，在生产成本中占有相当大的份额。用这个方法设计热量平衡，方法简单、设备投资较少。但用有效能分析得知，这样的流程热力学效率很低，能耗不合理。为了降低成本、节约能源应当用热交换器网络的合成技术，详细的对每股热（冷）物流进行分析，尽量使系统内的加热和冷却物流相互配合使用，尽量减少从外界引进热剂或冷剂，以达到减少能耗、降低成本的目的。当然这样做会增加投资费用，还需要综合比较，不过一般来讲增加一次性建设投资，而获得长时期的低生产成本，从长远看是合算的。用流程模拟模型、热力学性质计算程序和热力学性质数据库软件进行计算机模拟计算，就可以完成精确的物料平

14、衡和热量平衡计算。物料衡算就是根据质量守恒定律，来确定原料和产品间的定量关系，从而可以计算出原料和辅助材料的用量、各种中间产品、副产品、成品的产量和规格以及三废的排放量。物料衡算是进行化工工艺设计和设备设计的基础，在完成物料衡算的基础上才能进行能量衡算，从而进行工艺方案的比较和选择，指导定型设备和仪表的选型、非定型设备的工艺计算和管道尺寸计算，完成化工过程的PFD和PID的设计。另外，通过物料衡算还可以分析实际生产过程的完善程度，从而找出改造措施来改进工艺流程，达到提高成品率、减少副产品和减少三废排放量等目的。(二)、管道和仪表流程图（ P&ID ）的设计管道和仪表流程图又称为P&ID，是PI

15、PING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM的缩写。P&ID的设计是在PFD的基础上完成的。它是化工厂的工程设计中从工艺流程到工程施工设计的重要工序，是工厂安装设计的依据。 化工工程的设计，从工艺包、基础设计到详细设计中的大部分阶段，P&ID 都是化工工艺及工艺系统专业的核心工作，其他专业（设备、机泵、仪表、电气、管道、土建、安全等）都在为实现P&ID里的设计要求而工作。广义的P&ID可分为工艺管道和仪表流程图（即通常意义的P&ID）和公用工程管道和仪表流程图（即UID）两大类。由于P&ID的设计千变万化，对同一工艺流程的装置，也可以因为外界因素的影响（如用户要求、地理环境

16、的差异、以及操作人员的经验不同等），需要在设计P&ID时作出相应对策，再加上设计者不同的处理方法，因而同一工艺流程在不同的工程项目中，其P&ID不可能完全相同，但也不会有太大的差异。一套完整的P&ID及UID清楚地标出工艺流程对工厂安装设计中的所有要求，包括所有的设备、配管、仪表等方面的内容和数据。下面，对P&ID及UID的 设计进行简单介绍。1.P&ID设计所需资料设计P&ID的过程中，需要很多资料。收集和准备好这些资料，是保证P&ID设计顺利进行的一个重要条件。这些资料包括PFD、设备资料、自控方案等。（l）PFDP&ID是在PFD的基础上发展起来的。所以，在设计P&ID之前，必须有一份经

17、过有关部门批准的、比较详细的PFD作为P&ID设计的依据。（2）设备由于在P&ID上要标出有关设备的型式、台数、基础数据和尺寸，所以必须有完整的工艺设备性能要求。在工艺流程中，有不少非定型设备和定型设备。在绘制P&ID的过程中，必须有这些非定型设备的简图和定型设备总图，才能知道管口的尺寸、联接形式、法兰的压力等级和法兰面形式等。这些内容在绘制P&ID时是必要的。（3）自控方案重要的自控方案必须由工艺、自控专业联合提出。一般的自控方案可以由P&ID设计者自行决定，然后由自控专业修改。（4）推荐配管材质表推荐表应能满足工艺对配管材质的要求，应有管道等级等。（5）有关的标准规范有关的标准规范应包括工

18、程规定（如保温、伴热、配管、仪表方面的规定等）和工程采用的标准、图例等。它关系到整个工程的统一性和工程的水平，须由工程负责人组织有关人员提出。（6）类似装置的P&ID若有类似装置的P&ID可供参考，则有利于吸取他人的经验。在他人工作的基础上起步，事半功倍。（7）流程介绍流程应介绍其生产特点及整个生产过程的简要情况。（8）开停车及装置的操作特点根据该资料应当了解设计中须做哪些特殊考虑和处理。（9）仪表一览表。（10）设备一览表。在开始绘制P&ID时，上述资料不可能全部具备。只要有主要部分就可开展工作，但要在工作过程中将其它部分逐步汇集完全，以保证P&ID设计工作的顺利开展。PFD中的泵：PID中

19、的泵：2.P&ID的设计内容P&ID的设计应包括下列内容。 2.1设备(1)设备的名称和位号。每台设备包括备用设备，都必须标示出来。对于扩建、改建项目，已有设备要用细实线表示，并用文字注明。（2）成套设备对成套供应的设备（如快装锅炉、冷冻机组、压缩机组等），要用点划线画出成套供应范围的框线，并加标注。（3）设备位号和设备规格P&ID上应注明设备位号和设备的主要规格和设计参数，如泵应注明流量Q和扬程H；容器应注明直径D和长度L；换热器要注出换热面积及设计数据；储罐要注出容积及有关的数据。和PFD不同的是，P&ID中标注的设备规格和参数是设计值，而PFD标注的是操作数据。（4）接管与连接方式管口尺

20、寸、法兰面形式和法兰压力等级均应详细注明。一般而言，若设备管口的尺寸、法兰面形式和压力等级与相接管道尺寸、管道等级规定的法兰面形式和压力等级一致，则不需特殊标出；若不一致，须在管口附近加注说明，以免在安装设计时配错法兰。（5）零部件为便于理解工艺流程，零部件如与管口相邻的塔盘、塔盘号和塔的其他内件（如挡板、堰、内分离器、加热/冷却盘）都要在P&ID中表示出来。（6）标高对安装高度有要求的设备必须标出设备要求的最低标高。塔和立式容器须标明自地面到塔、容器下切线的实际距离或标高；卧式容器应标明容器内底部标高或到地面的实际距离。（7）驱动装置泵、风机和压缩机的驱动装置要注明驱动机类型，有时还要标出驱

21、动机功率。（8）排放要求P&ID应注明容器、塔、换热器等设备和管道的放空、放净去向，如排放到大气、泄压系统、干气系统或湿气系统。若排往下水道，要分别注明排往生活污水、雨水或含油污水系统。2.2配管（1）管道规格在P&ID中要表示出全部在正常生产、开车、停车、事故维修、取样、备用、再生各种工况下所需要的工艺物料管线和公用工程管线。所有的管道都要注明管径、管道号、管道等级和介质流向。管径一般用公称直径（DN）表示，根据工程的要求，也可采用英制（”，英寸）。若同一根管道上使用了不同等级的材料，应在图上注明管道等级的分界点。一般在P&ID上管道改变方向处标明介质流向。（2）间断使用的管道对间断使用的管

22、道要注明“开车”、“停车”、“正常无流量（NNF）”等字样。（3）阀件正常操作时常闭的阀件或需要保证开启或关闭的阀门要注明“常闭（N.C）”、“铅封开（C.S.O）”、“铅封闭（C.S.C）”、“锁开（L.O）”、“锁闭（L.C）”等字样。所有的阀门（仪表阀门除外）在P&ID上都要示出，并按图例表示出阀门的形式；若阀门尺寸与管道尺寸不一致时，要注明。阀门的压力等级与管道的压力等级不一致时，要标注清楚；如果压力等级相同，但法兰面的形式不同，也要标明，以免安装设计时配错法兰，导致无法安装。（4）管道的衔接管道进出P&ID中，图面的箭头接到哪一张图及相接设备的名称和位号要交待清楚。以便查找相接的图纸

23、和设备。（5）两相流管道两相流管道由于容易产生“塞流”而造成管道振动，因此应在P&ID上注明“两相流”。（6）管口开车、停车、试车用的放空口、放净口、蒸汽吹扫口、冲洗口和灭火蒸汽口等，在P&ID上都要清楚地标示出来。（7）伴热管蒸汽伴热管、电伴热管、夹套管及保温管等，在P&ID中要清楚地标示出来，但保温厚度和保温材料类别不必示出（可以在管道数据表上查到）。（8）埋地管道所有埋地管道应用虚线标示，并标出始末点的位置。（9）管件各种管路附件，如补偿器、软管、永久过滤器、临时过滤器、异径管、盲板、疏水器、可拆卸短管、非标准的管件等都要在图上标示出来。有时还要注明尺寸，工艺要求的管件要标上编号。（10

24、）取样点取样点的位置和是否有取样冷却器等都要标出，并注明接管尺寸、编号。（11）特殊要求管道坡度、对称布置和液封高度要求等均必须注明。（12）成套设备接管P&ID中应标示出和成套供应的设备相接的连结点，并注明设备随带的管道和阀门与工程设计管道的分界点。工程设计部分必须在P&ID上标示，并与设备供货的图纸一致。（13）扩建管道与原有管道扩建管道与已有设备或管道连接时，要注明其分界点。已有管道用细实线表示。（14）装置内、外管道装置内管道与装置外管道连接时，要画“管道连接图”。并列表标出：管道号、管径、介质名称；装置内接往某张图、与哪个设备相接；装置外与装置边界的某根管道相接，这根管道从何处来或去何处。（15）特殊阀件双阀、