工艺流程图作为化工生产的核心技术文件,承载了物料平衡、设备配置、仪表安装、阀门布局以及管路连接等关键信息。每个化工厂都拥有其专属的工艺流程图,通过这份完整的图纸,可以全面了解该厂的技术内涵。因此,无论是设计院的工程师、化工厂的工艺技术人员,还是中控室的操作人员,掌握并能绘制工艺流程图都是一项基本要求。本文将详细解析工艺流程图的构成要素,重点阐述PID图纸的绘制规范与常用图例。
谈到工艺流程图,我们需要明确其具体包含的内容。主要包括框图、PFD图和PID图这三种类型。通常的绘制流程是:首先确定工艺路线,绘制出工艺框图;接着进行模拟计算,确定物料平衡,绘制PFD图;最后在设备、阀门、仪表和管线选型设计完成后,绘制出PID图。
其中,框图和PFD图主要应用于设计阶段,而PID图则是在PFD图基础上形成的最终流程图,也是生产过程中最常接触到的流程图类型。下面将重点介绍PID图的标准规范和常用图例。
带控制点的工艺流程图PID
带控制点的工艺流程图,也称为管道及仪表流程图。通过一张示例图我们可以看出,PID图主要由设备、管道和仪表三个部分构成。下面将分别介绍这三部分的绘制方法及常用图例。
设备部分
1
绘制规范
工艺流程图中的所有设备都应标注设备位号和名称。设备位号的标注位置通常有两种:一是位于图的上方或下方,要求排列整齐并与设备正对,在位号线下方标注设备名称;二是直接标注在设备内部或附近,此处仅标注位号而不标注名称。当多个设备垂直排列时,其位号和名称可以自上而下顺序标注,也可以水平排列。
工艺设备的位号编制规则如下:每个工艺设备都必须分配一个唯一的位号,在流程图、设备布置图和管道布置图中标注位号时,应在位号下方绘制一条粗实线。位号的组成结构如下:
主项代号通常由两位数字构成,其中第一位数字代表装置(或车间)代号,第二位数字代表主项代号。在一般工程设计中,仅需使用主项代号即可。装置或车间代号以及主项代号由设计总负责人在开工报告中确定;设备顺序号采用两位数字,从01、02依次编排;相同设备的尾号用于区分具有相同位号的设备,使用英文字母A、B、C等表示。常用的设备分类代号如下表所示,通常采用设备英文名称的首字母作为代号。
常用设备分类代号
序号
设备名称
代号
序号
设备名称
代号
1
塔
P
7
火炬、烟囱
S
2
泵
T
8
换热器、冷却器、蒸发器
E
3
压缩机、鼓风机
C
9
起重机、运输机
L
4
反应器
R
10
其它机械及搅拌器
M
5
容器(贮槽、贮罐)
V
11
称量设备
W
6
工业炉
F
12
其它设备
X
1
常用图例
管路与阀门部分
1
绘制规范
工艺管道采用管道组合号进行标注,管道组合号由四部分组成,即管道号(或管段号,包含三个单元)、管径、管道等级以及隔热或隔声信息。这四部分用短横线分隔,各部分之间留有适当间距,通常标注在管道上方。管道组合号的构成如下:
第一组包含三个单元,分别为物料代号、主项编号和管道顺序号。其中,物料代号由1~3位英文字母表示,各种物料代号的具体规定见下表,表中未列出的物料代号由专业技术人员根据英文字母自行选择。
主项编号按照工程规定的编号填写,采用两位数字,从01、02开始编排至99;管道顺序号针对同一类别的物料,在同一主项内按照流向顺序编号,同样采用两位数字,从01、02开始编排至99。第一组的三个单元共同构成管道号(管段号)。
第二组包含第4和第5两个单元,其中第4单元为管道尺寸,通常标注公称直径,单位为毫米,仅标注数字而不标注单位;第5单元为管道等级,由三个部分组成,具体结构如下:
第一部分为管道的公称压力等级代号,用大写英文字母表示,A~K对应ANSI标准压力等级代号(其中I、J不使用),L~Z对应国内标准压力等级代号(其中O、X不使用)。管道压力等级代号的含义具体如下表所示:
管道压力等级代号
用于ANSI标准
用于国内标准
代号
含义(LB)
代号
含义(MPa)
A
150
L
1.0
B
300
M
1.6
C
400
N
2.5
D
600
P
4.0
E
900
Q
6.4
F
1500
R
10.0
G
2500
S
16.0
——
——
T
20.0
——
——
U
22.0
——
——
V
25.0
——
——
W
32.0
第二部分为顺序号,用阿拉伯数字表示,从1开始编排;第三部分为管道材质类别,用大写英文字母表示,具体含义如下:A—铸铁;B—碳钢;C—普通低合金钢;D—合金钢;E—不锈钢;F—有色金属;G—非金属;H—衬里及内防腐。
◆ ◆ ◆
第三组包含第6单元,为隔热或隔声代号,其表示方法如下表所示:
常用隔热及隔热代号
代号
功能类型
备注
H
保温
采用保温材料
C
保冷
采用保冷材料
P
人身防护
采用保温材料
D
防结露
采用保冷材料
E
电伴热
采用电热带和保温材料
S
蒸汽伴热
采用蒸汽伴管和保温材料
W
热水伴热
采用热水伴管和保温材料
O
热油伴热
采用热油伴管和保温材料
J
夹套伴热
采用夹套管和保温材料
N
隔声
采用隔声材料
当工艺流程相对简单,管道种类和规格不多时,管道组合号中的第5、6单元可以省略。第4单元的尺寸可以直接填写管子的外径×壁厚,并标注工程规定的管道材料代号。
2
常用图例
仪表部分
1
绘制规范
◆ ◆ ◆
工艺流程图中应标注所有与工艺相关的检测仪表、调节控制系统、分析取样点和取样阀。其符号和代号规定如下表:
仪表控制点的符号图形通常用细实线绘制,符号图形和各种执行机构、调节阀的符号都可以在图例中找到。仪表图形符号与字母代号的组合可以表示工业仪表所处理的被测变量及其功能,或者表示仪表、设备、元件、管线的名称;字母代号与阿拉伯数字编号的组合则构成了仪表的位号。
在检测控制系统中,一个回路中的每个仪表或元件都应标注仪表位号。仪表位号由字母组合和阿拉伯数字编号构成,其中第一个字母表示被测变量,后续字母表示仪表功能,数字编号表示仪表顺序号。数字编号可以按照车间或工段进行编排,具体示例见上图。
2
常用图例