第一章-工艺流程图

第一章工艺流程图作业要求用AutoCAD绘制的图：要求作图规范、整洁，同时提交.dwg文件和.pdf文件。参考书目和资料1、《化工设计》（第三版或第四版），陈声宗主编，化学工业出版社，2012年2、《化工制图》靳士兰邢凤兰主编，国防工业出版社，2006年3、《化工制图》（第二版），赵惠清蔡纪宁，化学工业出版社，2008年4、化工设计和施工图的相关标准：HG20519-2009化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HGT20546-1998化工装置设备布置设计规定HGT20549-2009化工装置管道布置设计规定……4、化工设备图1、工艺流程图2、设备布置图3、管道布置图绘制以上图样、设备和管道的三维建模物料流程图(PFD)、管道仪表流程图(PID)管道平面图、管道轴测图非标设备：反应器、换热器、储存容器、塔设备等，根据工艺计算结果进行设计制造。设备布置图、管口方位图本课程内容：讲解化工图样的绘制方法和规则。5、AutoCADPlant3D仪表：测量和自动控制仪表管道系统：管道、阀门、各种管件等；反应器、换热器、储存容器、塔设备……泵、压缩机、风机、离心机等流体输送和分离设备……设备：+化工图样表达的对象是化工装置，由设备、管道、阀门、仪表等组成，其他：厂房建筑、钢结构的支架和平台等，公用工程提供水、电、气、暖通等。化工设计由化工工艺、化工设备、仪表、电气及控制、建筑等专业配合完成。（定型设备）（非标设备）其他专业的图样：仪表控制原理图、接线图、电气图、建筑图、结构图、给排水图工艺流程图表达的对象：化工工程技术人员的工作：设计和建造化工装置并实现运行。通过本课程学习化工图样的表达方法和规则，应学会：①绘图②看图③AutoCADPlant3D绘图软件使用6化工制图标准：

HG20519-2009化工工艺设计施工图内容和深度统一规定：①一般要求：施工图成品文件组成、图纸目录的编写要求、设计说明和设计规定。②工艺系统：首页图、管道仪表流程图、设备一览表、管道特性表等。③设备布置：分区索引图、设备布置图、设备按照材料一览表等。④管道布置：管道布置图、管道轴测图、管道材料表、管架表、伴热系统等。⑤管道机械：对产生特殊应力的管道的设计规定。⑥管道材料：管道压力等级代号、材料代号等。化工设计的相关规范：HG/T20546-2009化工装置设备布置设计规定；HG/T20549化工装置管道布置设计规定；GB50316工业管道设计规范；GB150-2010固定式压力容器

；其他：管道、阀门标准、设备零部件标准等。第1章工艺流程图一、工艺流程图的种类1.方案流程图2.工艺物料流程图PFD（ProcessFlowDiagram）3.工艺管道仪表流程图PID或P&ID（Piping&InstrumentationDiagram）重要性：工艺流程设计是化工工程设计的核心，相关专业的设计内容和条件均要满足工艺设计的要求。详细地表示工艺装置全部的设备、仪表、管道、阀门。工艺流程：把各个生产单元按照一定的目的（为了得到某一产品）组合在一起，形成一个完整的生成工艺流程。反映物料的流向和变化讨论工艺方案1.工艺流程草图用于工艺方案讨论工艺流程草图又称方案流程图或流程示意图，它定性地标出由原料转化成产品的变化、流向顺序以及生产中采用的各种化工单元及设备。（原料气中H2S约占总硫的90％）罗茨鼓风机脱硫塔氨水槽氨水泵空气鼓风机再生塔除尘塔合成氨原料气脱硫系统的工艺方案流程图9工艺物料流程图是把物料衡算和热量衡算的结果反映在流程图上。包含流程示意图、设备一览表、物料平衡数据表2.工艺物料流程图PFDPFD是初步设计阶段最基础、最重要的图纸。物料的组分（w%、mol%、v%）流量（kg/h、kmol/h）温度、压力和状态等参数。用表格列出流程中的设备主要用于①工艺方案的讨论，②设计审查，③投产后操作与技术改造的主要资料。2、工艺物料流程图(PFD)

反映流程中物料的变化情况。苄基甲苯（MBT)和二苄基甲苯（DBT)物料流程图DBTDBT物流编号设备位号MBT+=MonobenzyltolueneDibenzyltoluene+HCl11E0202J1.3工艺物料流程图用水冷凝J0201J0206121版（详细设计1版）ForDetailEngineeringRev.12版（详细设计2版）ForDetailEngineeringRev.23版（施工版）ApprovedForConstruction工程版PID基础设计阶段：详细工程设计阶段：或称为为A、B、C、D、E、F、G版。A版（初步条件版）ApprovedForPlanningB版（内部审核版）IssueForReviewC版（用户批准版）IssueForApproval0版（确认版）ApprovedForDesign工艺版PIDPipingandInstrumentationDiagram,

即PID或P&ID表达物料从原料到产品生产过程和控制方法的图样。管道仪表流程图的设计阶段和版次二、

管道仪表流程图（带控制点流程图）13管道仪表流程图PID的内容图形：设备示意图、管道流程线、管件、阀门、仪表控制点符号；标注：设备位号与名称、管段编号、控制点代号，必要的尺寸，例如有位差要求的，应标注限位尺寸；例如高位槽、液封等；标题栏：图名、图号、设计阶段、设计单位等。符合HG20519-2009《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（一）通用设计规定（1）图幅、比例采用A1图幅，设备不要求比例，应但保持设备的相对大小协调。

PID分主项绘制，主项较大时，一个主项的流程图一般分成数张A1绘制，每张图纸按顺序编写图号。主要工艺物料管道粗线条，次要物料或辅助物料管道中粗线，设备、阀门、管件细线（2）图线（3）

字体及字高7，5，3.5(3)，2.5，字号不小于2.5，参考34页。图线宽度分三种（mm）：粗线0.6～0.9；中粗线0.3～0.5；细线0.15～0.2515（5）图面布置在流程图中，塔、反应器、储罐、换热器、加热炉如何排布？泵、压缩机、鼓风机等如何排布？（4）图例或首页图图例：对各种图形、符号、代号及其它标注说明，如果图例很多，则另绘制PID首页图将图例集中统一说明。首页图：一套图纸的第一张图样，用来对图样中的图例、代号等作出说明。阅读物料流程图和管道仪表流程图：1、甲醇三塔精馏PFD和PID2、课本32-33页中的PL精制PID

PID是设备布置图和管道布置图的设计依据，也是其他专业的设计依据，并可供施工安装、生产操作时参考。图形（1）用细实线按规定图例（35-39页）或设备外部形状和内部构件特征画出设备示意图，画出全部管口。

标注设备位号、名称和管口符号。（2）设备排布及管口位置设备示意图的位置以布置流程线合理方便为原则；▲设备示意图之间的高低位置及设备上重要接管口的位置应符合实际情况。（二）设备的画法与标注cabd设备位号设备名称化工设备的结构特点共同特点：主体（外壳）是压力容器。结构不同：内部装有各种强化传热、传质的构件：换热管、折流板、催化剂床层等等。在流程图中要表达出设备的外形和内部结构特征18设备保温及伴热：画出一段隔热层示意；有伴热设备在相应部位画出一段伴热管。带保温层的设备和管道地面：壳程流体？管程流体？固定管板式列管换热器：AABB图例：19AABBAABB图例：壳程流体？管程流体？画设备时确认管口的用途和位置：不同的换热器，流体进出管口的位置不同。反应气体通过固定的催化剂床层催化剂固体颗粒悬浮在气流中管内或管间装催化剂边反应边换热23A.设备名称的编写a)

设备原名加工艺用途的限定词；（尽可能反映设备的用途）贮槽：

浓氨水贮槽

；泵：

铜液泵；卸车烃泵b)附属于主设备的辅助设备名称前应加上主设备名称的限定词，可简化冷凝器：预精馏塔冷凝器→预塔冷凝器泵：预精馏塔回流泵→预塔回流泵

2.设备位号与名称的标注（1）设备名称和位号的编写规则：C－0401A合成气压缩机B.设备位号的编写——在主项内分类顺序编写（唯一性）C－0401A相同设备尾号设备顺序号主项代号设备分类代号没有实际意义可省略24设备类别代号塔T泵P压缩机、风机C换热器E反应器R工业炉F火炬、烟囱S容器（槽、罐）V起重运输设备L计量设备W其它机械M其它设备X常用设备分类代号设备分类代号：区分不同类型的设备，查阅相关的化工设计规范或手册：a.按照HG20559-2009管道仪表流程图设计规定，用设备英文名称首字母表示b.按照HG20559-93主项划分：将整个工艺流程依照先后次序依次，按生产过程的特点分成若干个部分，每一部分称为一个主项。所有图样主项代号都必须一致。

C－0401A25设备顺序号在同一主项内，按照设备类别，按流程顺序依次编号。相同设备尾号所谓相同设备是指设备结构大小完全相同、设备执行的任务完全一致。作用有两种：增加生产能力或备用设备。例如：设计选用三台泵，2开1备P0302A

P0302B

P0302CC－0401A（3）设备名称和位号的标注方式不带指引线，在设备图形的正上方或正下方标注，设备位号同时标注在设备图形内部或旁边空白处。流程图：设备的画法设备位号和名称的编写

物料平衡表小结（三）管道的画法和标注1.管道画法（1）线型、物料流向箭头、物料的名称、来源和去向；（2）管道交叉与转弯管道交错时断开表示，绘制管道时避免与设备交叉或重叠；两边各断开1.5mm

27热保温管线：冷保温管线：

伴热管线：夹套管：热媒或冷媒保温管、夹套管和伴热管：28U型管液封管：应尽量按实际比例长度画，标注位置尺寸右图为脱水塔塔底液封排气管高于E010201管口i23300mmi2i1（3）放气、排液及液封（4）两张图纸上的工艺管道的接续标记P40图2-4同一主项内的两张图纸之间管道的接续符号：两主项之间管道接续标记：工艺管道的接续必须写明物料管道的来源和去向，主项内的连接要注明连接的设备即所在图的图号。主项代号PG0601-50B2A-H物料代号管道顺序号公称直径隔热或隔音代号管道材质代号同一管道等级顺序号管道公称压力等级代号管段号管道等级管道标注由由四部分组成：管道号（也称管段号）、公称直径、管道等级和隔热或隔音。例：标注位置：横向管道流程线的上方，竖向管道流程线的左侧。2.管道标注在一项工程中的管道编号遵循同一个规则。代号说明：物料代号：物料名称英文字头，2-3个字母。管道顺序号：相同类别的物料在同一主项内以流向先后为序，依次编号。采用2位数字。公称直径

mm：单位为公称直径是管子的名义直径，以DN表示。它是与内径相近的整数。凡是同一公称直径的管子，外径必定相同，而内径则因壁厚不同而异。如：DN50：φ57×3.5，φ57×4

公称压力

MPa：1.0,1.6,2.0,2.5,4.0,6.4,10.0,16…DN100：φ108×4，φ108×6管道公称压力等级代号：公称压力(PN)是管道、管件和阀门在一定温度范围内的最大允许工作压力，温度范围是0～120℃。PG

06

01-50

B

2

A-H32ASME压力等级Class和公称压力对照表：（ASMEClass150以260℃为基准外，其他均以454℃为基准）1psi=6.895kPa=0.06895bar

美国机械工程师协会（ASME）

AmericanSocietyofMechanicalEngineersASME标准的压力等级与国内公称压力等级的温度基准不同：PG

06

01-50

B

2

A-H33管道及管道元件标准化：公称直径、公称压力是选用依据。公称直径、公称压力、制造标准都相同的管道元件才能连接。PG

06

01-50

B

2

A-H管道等级顺序号：压力和材质相同的管道等级的顺序号。管道材质代号：用大写字母表示，例如。

材质铸铁碳钢普通低合金钢合金钢不锈钢有色金属非金属衬里及内防腐代号ABCDEFGH如：管号PG0601-50B2A–H，其中B2A表示流程中第二种等级的管道，压力等级B，管道材质A。当工艺流程简单、管道规格较少时，简化标注管道：如：PG0601-50A1C-H简化为

PG0601-φ57×3.5C

隔热或隔音代号：保温、保冷、人身防护、防结露、伴热等

PG

06

01-50

B

2

A-H课堂作业1、根据课堂讲解的设备编号和管道编号规则，说明下面设备位号或管号的含义：设备位号：V0203B；R2101A/B管道代号：AM0604-50A1B-H；PL2105-100A2A-H2、指出下列管道的内径、外径、壁厚及公称直径。φ159×6，φ89×4，φ328×83、根据课本表1-6，1-7指出下列仪表位号的含义：PIC；FQIR；LICA;FQIR4、指出下列符号在流程图上的作用。（四）阀门和管件的表达方法a）阀门和管件的画法在管道上用细实线画出全部阀门和各种管件（如补偿器、软管、疏水器、视镜、盲板等）；图形：按规定图例（HG20519.2-2009）；在首页图中对PID中出现的阀门图例进行说明。位置要求：阀门的位置尽量体现实际安装位置。截止阀图例：截止阀安装在管道中的截止阀：平衡角式截止阀球阀：球阀蝶阀b）阀门、管件的标注阀门的公称直径和公称压力等级与管道一致，型号见管道材料表。阀门开关状态对安全操作有重大影响的，采用规定的文字代号标注。LOLC阀门在开启状态下铅封阀门在关闭状态下铅封阀门在开启状态下加锁阀门在关闭状态下加锁CSCCSO用于事故处理的阀门：例如用于开停工和检修的阀门：A1EA2BPN2.5PN1.6

同一管段号的管道等级不同时，应表示出等级的分界线。例：1.仪表功能标志一个仪表只有一个参量代号，但可以集中实现多个功能，一般不超过4个。后继字母的排列顺序：IRCSAK例TIRC：测量温度的仪表，具有指示、记录和调节功能。首位字母(+修饰词)表示被测变量后继字母表示仪表的功能

PIC

401HLLICA：PSA：液位指示、调节、报警压力连锁、报警FFICA：FF

I

C

A

流量比值、显示、控制、报警+（五）仪表控制点的表达方法测量变量和功能仪表回路编号42仪表回路编号＝主项号＋仪表顺序号或仪表回路编号＝仪表顺序号（单独按回路顺序编写）在同一主项内分别按仪表参量代号，按流程顺序依次编写；如FIC102，PI102……TI101，TI102……

相同仪表可用尾号表示。2.仪表位号c）附加功能符号当字母Y作为候选字母表示继动器、计算器及转换器等输出功能时，在仪表符号外加上附加功能符号。

如等。ΣΔk∫3.仪表图形符号仪表用直径约10mm的细实线圆圈，或规定图例，或象形符号表示测量控制点的类型及其安装位置。可编程逻辑控制（PLC控制）DCS控制例：现场安装(就地仪表)嵌装在管道中（现场安装）控制室仪表盘安装现场仪表盘安装计算机功能单台常规仪表：控制系统中的仪表：R复位装置连锁系统复式仪表45TI0211TI0211TIA0211下图为安装在管道上的3只仪表，指出其代号含义及仪表的安装位置。液位控制、联锁系统图形符号示例：脱碳塔低液位控制工艺控制要求？如何实现？在图上如何表示？流量测量仪表图形符号（检测装置镶嵌安装在管道中）流量测量仪表种类繁多，主要有差压式流量计(节流装置)和非差压式流量计两类。FT5FE5FI、FE、FP、FT？孔板测定压差，根据伯努利方程计算出流量调节阀（也称控制阀、执行器）调节阀由执行机构和调节（控制）机构两个部分构成

气动薄膜调节阀的外形和内部结构1－薄膜2－平衡弹簧3－阀杆4－阀芯5－阀体6－阀座气动执行机构调节机构PO123456图形符号：气动薄膜直通单座阀气动蝶阀气动球阀活塞式气动切断阀活塞式电动直通单座阀电动隔膜阀电动三通阀气动薄膜角形阀电磁阀手动截止阀带阀门定位器的气动薄膜控制阀50执行机构图例调节机构（即控制阀体）图例：教材P20表1-13碟阀执行机构能源中断时控制阀的位置选择执行机构的原则：从安全生产考虑，当执行机构能源（仪表空气、电、液压）中断时（例如连锁启动或出现故障等），应避免损坏设备和伤害操作人员。TIC405FCFO/FC——FailureOpen/FailureClose气动薄膜调节阀在气源故障时开启/关闭FO/FC在什么情况下采用？例：调节进入加热炉的燃料油流量，当仪表气源中断时，直通阀关闭，停止供应燃料油，是避免事故的基本措施。能源中断时阀位的图形符号544.控制回路的画法通过改变冷却剂流量控制反应温度按规定图例和代号画出：测量和变送（可省略）仪表：被测变量、仪表功能及安装位置调节阀：执行机构（气动：薄膜式、活塞式，电动，液动）控制机构（直通阀：截止阀、球阀、碟阀、隔膜阀等，角阀，三通阀，四通阀等）从测量点引出细实线（省略温度变送器）被测参量仪表功能仪表安装位置气动薄膜调节