工藝路線及工藝流程設(shè)計(jì)(一)

講工藝路線以及工藝流程設(shè)計(jì)

上次課問題：化工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容原料路線和技術(shù)路線的選擇工藝流程設(shè)計(jì)物料計(jì)算能量計(jì)算工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型車間布置設(shè)計(jì)，包括平面布置圖和立面布置圖化工管路設(shè)計(jì)非工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目的考慮，由工藝人員提出非工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)條件，如對(duì)土建、電力、給排水等的要求。編制設(shè)計(jì)文件，包括設(shè)計(jì)說明書、附圖（流程圖、布置圖、設(shè)備圖）和附表（設(shè)備一覽表、材料匯總表等）2021/6/272主要內(nèi)容2.1工藝路線的確定2.2工藝流程2.3工藝流程設(shè)計(jì)方法2.4工藝流程圖繪制方法2.5帶控制點(diǎn)的工藝流程圖2021/6/2732.1工藝路線的確定主要考慮的因素有：技術(shù)上可行經(jīng)濟(jì)上合理原料的純度及來源公用工程中的水源及電力供應(yīng)環(huán)境保護(hù)安全生產(chǎn)國家有關(guān)的政策及法規(guī)

2021/6/2742.2工藝流程工藝流程設(shè)計(jì)是化工設(shè)計(jì)中極其重要的環(huán)節(jié)；通過工藝流程圖的形式，形象地反映了化工生產(chǎn)由原料輸入到產(chǎn)品輸出的過程，其中包括物料和能量的變化，物料的流向以及生產(chǎn)中所經(jīng)歷的工藝過程和使用的設(shè)備儀表等；工藝流程設(shè)計(jì)也是工藝設(shè)計(jì)的核心，在整個(gè)設(shè)計(jì)中，設(shè)備選型、工藝計(jì)算、設(shè)備布置等工作都與工藝流程有直接關(guān)系。2021/6/2751、一般化工工藝流程流程圖是工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵文件，它表示工藝過程選用設(shè)備的排列情況、物流的連接、物流的流量和組成、操作條件、公用工程以及生產(chǎn)過程中的控制方法。流程圖是管道、儀表、設(shè)備設(shè)計(jì)和裝置布置等專業(yè)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。流程圖也用于擬訂操作規(guī)程和培訓(xùn)工人。在裝置開車及以后的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，流程圖也是操作性能與設(shè)計(jì)進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。2021/6/2762、工藝路線論證在化工設(shè)計(jì)中，工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)主要有兩個(gè)確定生產(chǎn)流程中各單元過程和單元操作的組合方式繪制工藝流程圖2021/6/277工藝路線論證原則先進(jìn)性可靠性是否符合國情(1)消費(fèi)水平及消費(fèi)趨勢(shì)；(2)化工機(jī)械設(shè)備及電氣儀表的制造能力；(3)化工原材料及設(shè)備用金屬材料的供應(yīng)情況；(4)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定和化工生產(chǎn)中三廢排放情況；(5)勞動(dòng)就業(yè)與化工生產(chǎn)自動(dòng)化水平的關(guān)系；(6)資金籌措和外匯儲(chǔ)備情況。技術(shù)上先進(jìn)主要考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良，原材料及能源消耗少，成本低，此外生產(chǎn)工廠環(huán)境優(yōu)良，生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量好。

防止只考慮先進(jìn)性，而忽視裝置運(yùn)行的可靠性。2021/6/278工藝路線確定的步驟搜集資料，調(diào)查研究

搜集國內(nèi)外同類型生產(chǎn)廠的有關(guān)資料，包括技術(shù)路線特點(diǎn)、工藝參數(shù)、原材料和公用工程單耗、產(chǎn)品質(zhì)量、三廢治理以及各種技術(shù)路線的發(fā)展情況與動(dòng)向等技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料。具體收集的內(nèi)容主要有：

(1)國內(nèi)外生產(chǎn)情況，各種生產(chǎn)方法及工藝流程；(2)原料來源及產(chǎn)品應(yīng)用情況；(3)試驗(yàn)研究報(bào)告；(4)安全技術(shù)及勞動(dòng)保護(hù)措施；(5)綜合利用及三廢處理；(6)生產(chǎn)技術(shù)是否先進(jìn)，生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化程度；(7)設(shè)備的大型化及制造、運(yùn)輸情況；(8)基本建設(shè)投資、產(chǎn)品成本、占地面積；(9)水、電、氣、燃料的用量及供應(yīng)，主要基建材料的用量及供應(yīng)；(10)廠址、地質(zhì)、水文、氣象等資料；(11)車間(裝置)環(huán)境與周圍的情況。2021/6/279落實(shí)設(shè)備

對(duì)各種生產(chǎn)方法中所用的設(shè)備，分清國內(nèi)已有定型產(chǎn)品的、需要進(jìn)口的及國內(nèi)需重新設(shè)計(jì)制造的三種類型，并對(duì)設(shè)計(jì)制造單位的技術(shù)力量、加工條件、材料供應(yīng)及設(shè)計(jì)、制造的進(jìn)度加以了解。2021/6/2710全面分析對(duì)比

(1)幾種技術(shù)路線在國內(nèi)外采用的情況及發(fā)展趨勢(shì)；(2)產(chǎn)品的質(zhì)量情況；(3)生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)格；(4)原材料、能量消耗情況；(5)建設(shè)費(fèi)用及產(chǎn)品成本；(6)三廢的產(chǎn)生及治理情況；(7)其他特殊情況。2021/6/27113、流程設(shè)計(jì)程序流程框圖：在確定初步方案時(shí)，一般采用流程框圖說明工業(yè)生產(chǎn)中所采用的技術(shù)路線。流程示意圖：進(jìn)一步以設(shè)備的形式定性地表示出各個(gè)過程的單元生產(chǎn)路線以及個(gè)物流的流向。流程草圖：在流程示意圖的基礎(chǔ)上表示生產(chǎn)過程中的物流，各單元過程和單元操作的設(shè)備特征、自動(dòng)控制方案、工藝操作參數(shù)等。工藝流程圖：在流程草圖的基礎(chǔ)上表示出物流及其流向，每一個(gè)過程的設(shè)備特征，物流組成變化，顯示儀表及自動(dòng)控制方案、工藝操作參數(shù)、管道工程、經(jīng)濟(jì)管徑、輔助生產(chǎn)流程等。2021/6/27122.3工藝流程設(shè)計(jì)方法2021/6/2713設(shè)計(jì)中涉及的問題確定整個(gè)流程的組成確定采用多少工序來構(gòu)成全流程，確定每個(gè)單元過程和單元操作設(shè)備在工業(yè)生成中需達(dá)到的要求，并考慮各工序之間的連接方法。確定每個(gè)工序的組成對(duì)工序來說，應(yīng)確定完成這一生產(chǎn)過程所需的設(shè)備形式及其臺(tái)數(shù)，以及各設(shè)備之間的連接方法，主要工藝參數(shù)。2021/6/2714確定操作條件

控制方案的確定為了確保工藝過程的操作條件，對(duì)物流及設(shè)備需要確定控制方案，并選用合適的控

制儀表。在設(shè)計(jì)中要考慮正常生產(chǎn)、開停車和檢修所需的各種狀態(tài)。

此外還要增補(bǔ)遺漏的管線、閥門，以及采樣、放凈、排空等設(shè)施，初步完善控制系統(tǒng)，最后完成工藝流程圖。2021/6/2715合理利用原料及能量

未反應(yīng)的原料返回進(jìn)行循環(huán)利用；回收溶劑；能力的回收及綜合利用。確定公用工程的配套設(shè)施

工藝用水、蒸汽、壓縮空氣、氮?dú)獾纫约袄鋬觥⒄婵斩际橇鞒讨幸紤]的配套設(shè)施。生產(chǎn)用電、給排水、采暖通風(fēng)應(yīng)與其他專業(yè)密切配合的，據(jù)此應(yīng)確定水、電、蒸汽和燃料的消耗。

2021/6/2716確定三廢治理方法及三廢數(shù)量三廢的綜合治理；三廢中的有用物質(zhì)的回收?？紤]三廢治理的總費(fèi)用。制定安全生產(chǎn)措施

對(duì)所設(shè)計(jì)的化工裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)以及開、停車和檢修中，可能存在的不安全因素應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的分析，并遵循國家有關(guān)規(guī)定，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制訂出切實(shí)可靠的安全措施，例如設(shè)置事故槽、安全閥、放空管、安全水封、防爆膜、阻火器以及防靜電(接地)等。2021/6/2717從工藝角度進(jìn)行流程設(shè)計(jì)反應(yīng)過程原料預(yù)處理過程產(chǎn)物后處理過程產(chǎn)品包裝原料的循環(huán)利用2021/6/27182.4工藝流程圖繪制方法2021/6/27191、基本要求流程框圖：采用方框及文字表示主要的工藝設(shè)備及過程，用箭頭表示物流方向。流程示意圖：用圖例表示出主要工藝設(shè)備，用箭頭表示物流方向，標(biāo)注主要工藝設(shè)備的位號(hào)和名稱。（圖4-63）流程簡(jiǎn)圖：用圖例表示出主要工藝設(shè)備及部分關(guān)鍵的輔助設(shè)備，用箭頭表示物流方向，標(biāo)注工藝設(shè)備的位號(hào)和名稱。以圖例表示出主要控制回路儀表的參數(shù)、功能、控制方法。

2021/6/2720物料流程圖：用圖例表示出主要工藝設(shè)備及部分關(guān)鍵的輔助設(shè)備，用箭頭表示物流方向，標(biāo)注工藝設(shè)備的位號(hào)和名稱。用表格形式表示出各流股的溫度、壓力、流量、組分含量百分比；在有熱量變化的過程或設(shè)備旁，標(biāo)出熱量計(jì)算值。（圖4-64）公用工程系統(tǒng)圖：用方框、文字表示使用公用工程的工藝設(shè)備及過程，用箭頭表示物流方向。2021/6/2721帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（PID圖，圖4-65）(1)用圖例表示出全部工藝設(shè)備；(2)表示工藝物料和輔助管道的流向及工藝物料管道上的閥門(用圖例表示)，異徑管等有關(guān)附件，但不必繪出法蘭、彎頭、三通等一般管件，流程圖管道的連接位置應(yīng)與配管圖基本一致。(3)以圖例表示出控制回路、儀表的參數(shù)、功能、儀表位號(hào)和控制方法。(4)標(biāo)注全部設(shè)備的位號(hào)和名稱。(5)表示全部管道的管道代號(hào)、管徑、材料、保溫等。2021/6/27222、圖面繪制要求圖紙尺寸及線條要求(1)按工藝車間或工段，原則上一個(gè)主項(xiàng)畫一張圖，其幅面一般采用1號(hào)或2號(hào)圖紙，如流程復(fù)雜，可分成幾部分進(jìn)行繪制。(2)一般各種設(shè)備圖例按相對(duì)比例進(jìn)行繪制，如設(shè)備過高(如蒸餾塔)、過大(如大型貯槽)或過小(如泵)，則設(shè)備外形可以適當(dāng)縮小或放大，使圖面視覺美觀。(3)線條要求。主要物料管道用粗實(shí)線(0.9mm)表示，輔助物料管道用中粗實(shí)線(0.6mm)表示。設(shè)備輪廓和管道上的各種附件以及局部地坪線用細(xì)實(shí)線(0.3mm)表示。一般情況下流程圖上不標(biāo)尺寸，但有特殊需要注明尺寸時(shí)，其尺寸線用細(xì)實(shí)線表示。儀表引出線及連接線用細(xì)實(shí)線表示。2021/6/2723設(shè)備繪制方法

(1)常用設(shè)備的外形畫法可參照?qǐng)D例繪制，如附錄2表2-1所示。有些設(shè)備外形在設(shè)計(jì)規(guī)定中沒有圖例的，可繪出其象征性的簡(jiǎn)單外形，以表明該設(shè)備的特征即可。(2)在流程圖上一律不表示設(shè)備的支腳、支架、基礎(chǔ)和平臺(tái)。(3)設(shè)備的布置，原則上按流程圖自左至右，要求圖面飽滿勻稱，清晰整齊。

2021/6/2724(4)流程中若有幾臺(tái)相同設(shè)備并聯(lián)，可以只畫一臺(tái)設(shè)備，其余幾臺(tái)用細(xì)實(shí)線方框表示，在方框內(nèi)注明位號(hào)，并畫出通往該設(shè)備的支管。若流程中有幾套相同設(shè)備并聯(lián)，每套設(shè)備內(nèi)部管道連接均相同，則可只畫一套，其他的幾套設(shè)備位號(hào)、名稱均寫在這一套的設(shè)備上如：

R×××A、B、C

反應(yīng)器2021/6/2725(5)設(shè)備位號(hào)編制為：

2021/6/2726(6)設(shè)備位號(hào)應(yīng)與初步設(shè)計(jì)一致，若施工圖設(shè)計(jì)中設(shè)備有所增加，則位號(hào)應(yīng)按順序增補(bǔ)，如有取消，原有設(shè)備位號(hào)不再使用。

2021/6/2727物料管道和輔助管道繪制方法(1)管道、管件及管道附件圖例及常用閥門圖例，如附錄2附表2—2和附表2—3。(2)固體物料除用粗虛線表示外，還要寫出物料名稱。

2021/6/2728(3)當(dāng)工藝流程比較復(fù)雜，流程圖與輔助系統(tǒng)圖應(yīng)分開繪制。在輔助系統(tǒng)流程中，輔助管道只繪制與設(shè)備相連的進(jìn)出口一段支管，并注明代號(hào)、編號(hào)及管道規(guī)格，而輔助管道總管與分管相連的部分由輔助系統(tǒng)圖來表示。如果該項(xiàng)目主流程比較簡(jiǎn)單，則可不另畫輔助系統(tǒng)圖，輔助管道總管要在流程圖畫出來，并畫出輔助管道上的附件、儀表，并將圖名改為工藝管道和輔助管道及儀表流程圖。

2021/6/2729(4)控制儀表與主流程設(shè)備管道及輔助管道有聯(lián)系時(shí)應(yīng)分別在流程圖和輔助管道上適當(dāng)表示。2021/6/2730(5)各種管道的標(biāo)注方法。在工藝管道及儀表流程圖、輔助管道及儀表系統(tǒng)圖、管道布置圖上的全部管道及有關(guān)表格均需分段標(biāo)注流體代號(hào)、管道代號(hào)、管徑、管道等級(jí)及隔熱代號(hào)。管道上直接排入大氣的放空短管以及就地排放的短管，閥后直排大氣無出氣管的安全閥前入口管等，此時(shí)的管道和短管，連同它們的閥門、管件等均編入其所在的主管道。管道代號(hào)應(yīng)分段編定，管道的分段可按設(shè)備到設(shè)備之間為一段，亦可取設(shè)備到管道分支點(diǎn)為一段。流程圖、系統(tǒng)圖和管道布置圖上相應(yīng)的管道代號(hào)必須一致。管道代號(hào)由設(shè)備位號(hào)及管道的順序號(hào)組成。管徑一般標(biāo)注公稱直徑。按圖面，管道為水平方向時(shí)，管道代號(hào)標(biāo)注在管線上；管道為垂直方向時(shí)，標(biāo)注在管道左側(cè)。2021/6/27312021/6/2732管道等級(jí)號(hào)管道等級(jí)號(hào)由三個(gè)單元組成2021/6/2733管道材料類別2021/6/2734(6)繪在同一張流程圖上的兩個(gè)設(shè)備相距較遠(yuǎn)時(shí)，其物料管道仍要連通，不能用文字表示。對(duì)于進(jìn)出車間的管道或接至另一張流程圖上的管道，可在管道斷開處用箭頭注明至某設(shè)備或管道的圖號(hào)，如排水或排污管必須用文字說明排入何處。

2021/6/2735圖紙名稱

在圖紙的主標(biāo)題欄中圖紙的名稱，其書寫方法如：

×××噸／年×××車間(界區(qū))xx工段工藝管道及儀表流程圖

2021/6/2736輔助管道及儀表系統(tǒng)圖(1)輔助管道及儀表系統(tǒng)圖用來表示在流程圖上未曾畫出的輔助管道系統(tǒng)全貌，輔助管道包括蒸汽、冷凝水、給排水、壓縮空氣、真空等系統(tǒng)，每一種輔助管道系統(tǒng)繪制一張系統(tǒng)圖。(2)輔助管道系統(tǒng)圖上的設(shè)備一般以細(xì)實(shí)線畫的矩形框表示，框內(nèi)標(biāo)注設(shè)備位號(hào)及設(shè)備名稱或管道代號(hào)。(3)輔助管道系統(tǒng)圖上必須表示該輔助管道總管和支管上的全部閥門，異徑管及控制點(diǎn)等。主標(biāo)題欄中圖紙名稱可寫為：

×××噸／年×××車間(界區(qū))××工段蒸汽管道及儀表流程圖

2021/6/2737物料代號(hào)以介質(zhì)(物料)英語名稱的第一字母大寫表示；如空氣(air)為“A’，蒸汽(steam)為“s”，油(oil)為“0”，水(water)為“w”；以分子式為代號(hào)；采用國際通用代號(hào)，如聚氯乙烯為“PVC”等表示。

2021/6/2738常用物料代號(hào)物料代號(hào)

物料名稱AR

空氣(AiR)AM

氨(AMmonia)BD

排污(BlowDown)BW

鍋爐給水(BoilerWater)BR冷凍鹽水(回)(BrineReturn)BR冷凍鹽水(供)(BrineSupply)CA

壓縮空氣(CompressedAir)CSCWSCWRDR

化學(xué)污水(ChemicalSewage)循環(huán)冷卻水(供)(CycleWaterSupply)循環(huán)冷卻水(回)(CycleWaterReturn)

排液、排水(DRainage)2021/6/2739自控及儀表表示

工藝生產(chǎn)流程中的儀表及控制點(diǎn)應(yīng)該在有關(guān)管道上，并大致按安裝位置用代號(hào)、符

號(hào)給以表示。儀表、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等圖例如附錄2表2-4所示。將儀表圖形符號(hào)和字母代號(hào)組合起來，可以表示工業(yè)儀表所處理的被測(cè)變量和功能，或表示儀表、設(shè)備、元件、管線的名稱；字母代號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)組合起來，就組成了儀表的位號(hào)。如PI801

2021/6/2740被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)字母第一位字母后繼字母被測(cè)變量功