化工過(guò)程開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)第7章-化工工藝流程-DKJ

1、化工過(guò)程開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)化工過(guò)程開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)的重要性：工藝流程設(shè)計(jì)的重要性：p 工藝流程設(shè)計(jì)是化工工藝設(shè)計(jì)的核心。工藝流程設(shè)計(jì)是化工工藝設(shè)計(jì)的核心。p 工藝流程設(shè)計(jì)和車(chē)間布置設(shè)計(jì)決定整個(gè)裝置的基本面貌；工藝流程設(shè)計(jì)和車(chē)間布置設(shè)計(jì)決定整個(gè)裝置的基本面貌；p 工藝流程設(shè)計(jì)與設(shè)備的設(shè)計(jì)選型與布置，工藝計(jì)算和管路設(shè)計(jì)密工藝流程設(shè)計(jì)與設(shè)備的設(shè)計(jì)選型與布置，工藝計(jì)算和管路設(shè)計(jì)密切相關(guān)。切相關(guān)。 工藝流程設(shè)計(jì)的過(guò)程：工藝流程設(shè)計(jì)的過(guò)程：q 工藝流程設(shè)計(jì)開(kāi)始于工藝流程設(shè)計(jì)開(kāi)始于可行性研究可行性研究，完善于完善于初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)初步設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和施工圖計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)各個(gè)階段。設(shè)計(jì)各個(gè)階段。q 工藝

2、流程設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，是由淺入深、由定性而定工藝流程設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，是由淺入深、由定性而定量逐步分階段地進(jìn)行的。量逐步分階段地進(jìn)行的。7.1 工藝路線的確定工藝路線的確定7.2 工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)7.3 工藝流程圖工藝流程圖7.4 典型設(shè)計(jì)的自控流程典型設(shè)計(jì)的自控流程7.1 工藝路線的確定工藝路線的確定工藝路線工藝路線通常指生產(chǎn)方法通常指生產(chǎn)方法. 可以用不同原料、不同生產(chǎn)方法，不同工藝流程生產(chǎn)同一產(chǎn)品?？梢杂貌煌?、不同生產(chǎn)方法，不同工藝流程生產(chǎn)同一產(chǎn)品。 化工設(shè)計(jì)中遇到的大多數(shù)是化工設(shè)計(jì)中遇到的大多數(shù)是已有工藝路線的工藝流程設(shè)計(jì)已有工藝路線的工藝流程設(shè)計(jì)一、確定工

3、藝路線應(yīng)考慮的因素一、確定工藝路線應(yīng)考慮的因素 技術(shù)可行性技術(shù)可行性實(shí)驗(yàn)室研究項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室研究項(xiàng)目的工程化的工程化 經(jīng)濟(jì)合理性經(jīng)濟(jì)合理性經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益 原料的純度及來(lái)源原料的純度及來(lái)源如如礦石的品位礦石的品位等等 公用工程中的公用工程中的水源及電力供應(yīng)水源及電力供應(yīng)缺水地區(qū)缺水地區(qū) 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)三廢的產(chǎn)生和處理三廢的產(chǎn)生和處理 安全生產(chǎn)安全生產(chǎn)從從設(shè)備上、技術(shù)上、管理上設(shè)備上、技術(shù)上、管理上保障安全保障安全 符合符合國(guó)家相關(guān)政策法規(guī)國(guó)家相關(guān)政策法規(guī)以上各項(xiàng)以上各項(xiàng)一票否決一票否決，必須對(duì)各項(xiàng)仔細(xì)審查，以免造成重大損失。，必須對(duì)各項(xiàng)仔細(xì)審查，以免造成重

4、大損失。二、工藝路線論證的原則二、工藝路線論證的原則1. 先進(jìn)性先進(jìn)性 指指技術(shù)上先進(jìn)技術(shù)上先進(jìn)和和經(jīng)濟(jì)上合理經(jīng)濟(jì)上合理可行，具體包括基建投資、產(chǎn)品成可行，具體包括基建投資、產(chǎn)品成本、消耗定額和勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面的內(nèi)容，應(yīng)選擇本、消耗定額和勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面的內(nèi)容，應(yīng)選擇物料損耗小、循物料損耗小、循環(huán)量少，能耗少和回收利用好的生產(chǎn)方法。環(huán)量少，能耗少和回收利用好的生產(chǎn)方法。2. 可靠性可靠性 指所選擇的指所選擇的生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法和和工藝流程是否成熟可靠工藝流程是否成熟可靠。對(duì)于尚在。對(duì)于尚在試驗(yàn)階試驗(yàn)階段段的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備應(yīng)慎重對(duì)待。的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備應(yīng)慎重對(duì)待。3. 結(jié)合國(guó)情結(jié)合國(guó)

5、情中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家在工廠設(shè)計(jì)時(shí)不僅要在工廠設(shè)計(jì)時(shí)不僅要從技術(shù)觀點(diǎn)考慮，從技術(shù)觀點(diǎn)考慮，也應(yīng)也應(yīng)結(jié)合中國(guó)具體國(guó)情：結(jié)合中國(guó)具體國(guó)情：(1) 中國(guó)人的中國(guó)人的消費(fèi)水平消費(fèi)水平及各種及各種化工產(chǎn)品的消費(fèi)趨勢(shì)化工產(chǎn)品的消費(fèi)趨勢(shì)；(2) 中國(guó)化工中國(guó)化工機(jī)械設(shè)備及電氣儀表的制造能力機(jī)械設(shè)備及電氣儀表的制造能力；(3) 中國(guó)化工生產(chǎn)所用的原材料設(shè)備所用中國(guó)化工生產(chǎn)所用的原材料設(shè)備所用金屬材料供應(yīng)情況金屬材料供應(yīng)情況；(4) 中國(guó)中國(guó)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定和和三廢排放三廢排放情況；情況；(5) 勞動(dòng)就業(yè)與化工勞動(dòng)就業(yè)與化工生產(chǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)自動(dòng)化關(guān)系；關(guān)系；(6) 資金籌措與外匯貯

6、備情況。資金籌措與外匯貯備情況。在生產(chǎn)方法和工藝流程論證中需在生產(chǎn)方法和工藝流程論證中需全面衡量，綜合考慮全面衡量，綜合考慮三項(xiàng)原則。三項(xiàng)原則。 三、工藝路線確定的步驟三、工藝路線確定的步驟1. 搜集資料，調(diào)查研究搜集資料，調(diào)查研究搜集搜集國(guó)內(nèi)外同類生產(chǎn)廠國(guó)內(nèi)外同類生產(chǎn)廠的相關(guān)資料：的相關(guān)資料：工藝路線的特點(diǎn)、投資情況、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況；工藝路線的特點(diǎn)、投資情況、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況；設(shè)備制造的設(shè)備制造的難易程度及維修保養(yǎng)難易程度及維修保養(yǎng)要求；要求；原材料和公用工程單耗、產(chǎn)品質(zhì)量、三廢治理；原材料和公用工程單耗、產(chǎn)品質(zhì)量、三廢治理；安全和勞動(dòng)保護(hù)措施等。安全和勞動(dòng)保護(hù)措施等。2. 原料路線的選擇原料路線

7、的選擇 根據(jù)當(dāng)?shù)馗鶕?jù)當(dāng)?shù)刭Y源情況資源情況，原料的，原料的運(yùn)輸情況運(yùn)輸情況，不同原料引發(fā)出來(lái)的反，不同原料引發(fā)出來(lái)的反應(yīng)條件、轉(zhuǎn)化率；不同原料應(yīng)條件、轉(zhuǎn)化率；不同原料主、副反應(yīng)的產(chǎn)品是否滿足需要主、副反應(yīng)的產(chǎn)品是否滿足需要等決定等決定原料路線。原料路線。4. 全面對(duì)比全面對(duì)比 幾種工藝路線在國(guó)內(nèi)外的幾種工藝路線在國(guó)內(nèi)外的采用情況及發(fā)展趨勢(shì)采用情況及發(fā)展趨勢(shì)； 產(chǎn)品的產(chǎn)品的質(zhì)量情況質(zhì)量情況； 生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)格；生產(chǎn)能力及產(chǎn)品規(guī)格； 原材料、能量消耗情況；原材料、能量消耗情況； 建設(shè)費(fèi)用及產(chǎn)品成本；建設(shè)費(fèi)用及產(chǎn)品成本； 三廢的產(chǎn)生及治理情況；三廢的產(chǎn)生及治理情況； 其他特殊情況。其他特殊情況。3.

8、 落實(shí)設(shè)備落實(shí)設(shè)備 設(shè)備類型設(shè)備類型國(guó)內(nèi)已有定型產(chǎn)品國(guó)內(nèi)已有定型產(chǎn)品需進(jìn)口設(shè)備需進(jìn)口設(shè)備需重新設(shè)計(jì)制造需重新設(shè)計(jì)制造設(shè)計(jì)制造單位設(shè)計(jì)制造單位技術(shù)力量技術(shù)力量加工條件加工條件材料供應(yīng)材料供應(yīng)設(shè)計(jì)、制造進(jìn)度設(shè)計(jì)、制造進(jìn)度工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)在確定工藝路線基礎(chǔ)上，使操作過(guò)程和選用設(shè)備型在確定工藝路線基礎(chǔ)上，使操作過(guò)程和選用設(shè)備型式式具體化具體化的過(guò)程。的過(guò)程。工藝流程設(shè)計(jì)成果工藝流程設(shè)計(jì)成果工藝流程設(shè)計(jì)圖。工藝流程設(shè)計(jì)圖。7.2 工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程工藝流程也稱也稱加工流程加工流程或或生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程，是按原材料投入到成品生產(chǎn)，是按原材料投入到成品生產(chǎn)順序，連續(xù)地通過(guò)設(shè)備或管道進(jìn)行的

9、加工過(guò)程順序，連續(xù)地通過(guò)設(shè)備或管道進(jìn)行的加工過(guò)程一、工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)一、工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)q 確定生產(chǎn)流程中各生產(chǎn)過(guò)程的確定生產(chǎn)流程中各生產(chǎn)過(guò)程的具體內(nèi)容、順序和組合方式具體內(nèi)容、順序和組合方式由原由原料制成產(chǎn)品；料制成產(chǎn)品；q 繪制各設(shè)計(jì)階段的繪制各設(shè)計(jì)階段的工藝流程圖工藝流程圖圖解的形式表示生產(chǎn)過(guò)程。圖解的形式表示生產(chǎn)過(guò)程。工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)解決的問(wèn)題：工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)解決的問(wèn)題：(1) 確定整個(gè)確定整個(gè)流程的組成流程的組成； (2) 確定每個(gè)確定每個(gè)過(guò)程或工序的組成過(guò)程或工序的組成；(3) 確定操作條件；確定操作條件； (4) 控制方案的確定；控制方案的確定；(5) 合理利用原料及能量；合理

10、利用原料及能量； (6) 制定三廢的治理方法。制定三廢的治理方法。(7) 制定安全生產(chǎn)措施。制定安全生產(chǎn)措施。二、工藝流程設(shè)計(jì)方法二、工藝流程設(shè)計(jì)方法從工藝角度進(jìn)行流程設(shè)計(jì)從工藝角度進(jìn)行流程設(shè)計(jì) 一般工藝流程部分為四個(gè)重要部分，即：原料預(yù)處理、反應(yīng)過(guò)程、一般工藝流程部分為四個(gè)重要部分，即：原料預(yù)處理、反應(yīng)過(guò)程、產(chǎn)物的后處理產(chǎn)物的后處理(分離純化分離純化)、三廢處理。、三廢處理。原料原料原料原料貯存貯存進(jìn)料進(jìn)料預(yù)處理預(yù)處理反反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)品產(chǎn)品分離分離產(chǎn)品產(chǎn)品精制精制貯存貯存包裝包裝產(chǎn)品產(chǎn)品(1) 確定主反應(yīng)裝置確定主反應(yīng)裝置 反應(yīng)器類型及操作方式反應(yīng)器類型及操作方式 (連續(xù)、間歇連續(xù)、間歇)反應(yīng)的動(dòng)

11、力學(xué)特性、物料反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性、物料特性、工藝條件特性、工藝條件 能量供給、移出方式能量供給、移出方式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和輔助設(shè)施。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和輔助設(shè)施。 催化反應(yīng)催化反應(yīng)催化反應(yīng)方式和催化劑的選擇催化反應(yīng)方式和催化劑的選擇確定主反應(yīng)裝置，可參考確定主反應(yīng)裝置，可參考文獻(xiàn)、資料、中試結(jié)果或已工業(yè)化裝置。文獻(xiàn)、資料、中試結(jié)果或已工業(yè)化裝置。 (2) 原料預(yù)處理過(guò)程原料預(yù)處理過(guò)程主反應(yīng)對(duì)原料提出要求：如純度、溫度、壓力以及加料方式等。主反應(yīng)對(duì)原料提出要求：如純度、溫度、壓力以及加料方式等。 工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)須以工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)須以反應(yīng)過(guò)程為中心反應(yīng)過(guò)程為中心。預(yù)熱預(yù)熱(冷冷)汽化汽化干燥干燥粉碎篩分粉

12、碎篩分提純精制提純精制混合混合配制配制壓縮等壓縮等根據(jù)原料性質(zhì)、處理方法不同可根據(jù)原料性質(zhì)、處理方法不同可選不同的裝置及輸送方式。選不同的裝置及輸送方式。如連續(xù)催化重整裝置的原料預(yù)處如連續(xù)催化重整裝置的原料預(yù)處理過(guò)程：理過(guò)程：泵送、換熱、加熱爐加泵送、換熱、加熱爐加熱、預(yù)加氫、預(yù)脫砷和預(yù)分餾熱、預(yù)加氫、預(yù)脫砷和預(yù)分餾等。等。(3) 產(chǎn)物后處理產(chǎn)物后處理 副反應(yīng)的發(fā)生副反應(yīng)的發(fā)生乙烯裂解反應(yīng)物乙烯裂解反應(yīng)物 受反應(yīng)時(shí)間或化學(xué)平衡限制，產(chǎn)物中存在過(guò)剩組分受反應(yīng)時(shí)間或化學(xué)平衡限制，產(chǎn)物中存在過(guò)剩組分如合成如合成NH3、尿素過(guò)程中，過(guò)量、尿素過(guò)程中，過(guò)量H2、NH3 有害雜質(zhì)凈化有害雜質(zhì)凈化合成氣的脫

13、硫、脫碳合成氣的脫硫、脫碳 產(chǎn)物中有固體產(chǎn)品，也增加了后處理過(guò)程。產(chǎn)物中有固體產(chǎn)品，也增加了后處理過(guò)程。(4) 三廢處理三廢處理三廢：廢氣、廢液、廢渣三廢：廢氣、廢液、廢渣所含有害物質(zhì)在排放前應(yīng)該所含有害物質(zhì)在排放前應(yīng)該達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)政策法規(guī)相關(guān)政策法規(guī)!盡量綜合利用，變廢為寶；盡量綜合利用，變廢為寶；污染問(wèn)題不解決，不允許投產(chǎn)。污染問(wèn)題不解決，不允許投產(chǎn)。 (5) 其他相關(guān)措施及設(shè)計(jì)其他相關(guān)措施及設(shè)計(jì)q 確定公用工程的配套措施確定公用工程的配套措施動(dòng)力電、水、蒸汽、壓縮空氣、冷動(dòng)力電、水、蒸汽、壓縮空氣、冷凍、電熱、氮?dú)獾取?、電熱、氮?dú)獾?。q 確定操作條件和控制方案確定操作條

14、件和控制方案控制方案和控制儀表?？刂品桨负涂刂苾x表。q 制定安全生產(chǎn)措施制定安全生產(chǎn)措施對(duì)開(kāi)車(chē)、停車(chē)、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)及檢修中，可能對(duì)開(kāi)車(chē)、停車(chē)、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)及檢修中，可能存在的不安全因素進(jìn)行分析，制訂切實(shí)可靠的安全措施。存在的不安全因素進(jìn)行分析，制訂切實(shí)可靠的安全措施。q 保溫、防腐的設(shè)計(jì)保溫、防腐的設(shè)計(jì)對(duì)需要保溫、防腐的設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)需要保溫、防腐的設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、工藝流程設(shè)計(jì)的基本方法三、工藝流程設(shè)計(jì)的基本方法 方案比較方案比較基本前提基本前提原始信息不變?cè)夹畔⒉蛔?溫度溫度壓力壓力流量流量流速流速判斷依據(jù)判斷依據(jù)產(chǎn)品收率產(chǎn)品收率原材料單耗原材料單耗能量單耗能量單耗產(chǎn)品成本產(chǎn)品成本工程投資工程

15、投資硝化硝化分層分層混酸混酸氯苯氯苯廢酸層廢酸層出售出售硝基硝基物層物層送精制送精制硫酸硫酸未反應(yīng)硝酸未反應(yīng)硝酸硝基氯苯硝基氯苯硝化硝化分層分層混酸混酸廢酸層廢酸層出售出售硝基物層硝基物層送精制送精制萃取萃取分層分層氯苯氯苯混合料混合料萃取廢酸層萃取廢酸層圖圖1. 硝化硝化-分層方案分層方案圖圖2. 硝化硝化-分層分層-萃取方案萃取方案實(shí)例比較實(shí)例比較7.3 工藝流程圖工藝流程圖一、一、流程圖流程圖的分類和用途的分類和用途1. 方框流程圖方框流程圖（block flowsheet） 根據(jù)選定工藝路線，對(duì)工藝流程進(jìn)行根據(jù)選定工藝路線，對(duì)工藝流程進(jìn)行概念性設(shè)計(jì)時(shí)概念性設(shè)計(jì)時(shí)完成的流程圖，完成的流程

16、圖，不編入設(shè)計(jì)文件，多用于不編入設(shè)計(jì)文件，多用于項(xiàng)目建議書(shū)、可行性研究報(bào)告項(xiàng)目建議書(shū)、可行性研究報(bào)告等。等。 一般用一般用方框、文字方框、文字表示一個(gè)單元，用表示一個(gè)單元，用箭頭表示物流方向箭頭表示物流方向，表示化學(xué)，表示化學(xué)加工過(guò)程的輪廓加工過(guò)程的輪廓。工藝流程圖工藝流程圖把各個(gè)生產(chǎn)單元按照把各個(gè)生產(chǎn)單元按照一定的目的要求一定的目的要求，有機(jī)地組合，有機(jī)地組合在一起，形成一個(gè)在一起，形成一個(gè)完整的生產(chǎn)工藝過(guò)程完整的生產(chǎn)工藝過(guò)程，并用圖形描繪出來(lái)，并用圖形描繪出來(lái)不同設(shè)計(jì)階段流程圖的不同設(shè)計(jì)階段流程圖的內(nèi)容、重點(diǎn)和深度內(nèi)容、重點(diǎn)和深度也有所不同。也有所不同。7.3 工藝流程圖工藝流程圖定性定性

17、標(biāo)出由原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的標(biāo)出由原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的變化、流向變化、流向以及所采用的各種化工單以及所采用的各種化工單元及設(shè)備，供設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)元及設(shè)備，供設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)工藝方案討論工藝方案討論。見(jiàn)上圖。見(jiàn)上圖2. 工藝流程簡(jiǎn)圖工藝流程簡(jiǎn)圖（simplified flowsheet）設(shè)計(jì)初始階段用來(lái)表達(dá)整個(gè)設(shè)計(jì)初始階段用來(lái)表達(dá)整個(gè)工廠或車(chē)間生產(chǎn)流程工廠或車(chē)間生產(chǎn)流程的圖樣的圖樣不編入設(shè)計(jì)不編入設(shè)計(jì)文件。文件。3. 工藝物料流程圖工藝物料流程圖（process flowsheet）完成物料衡算和熱量衡算后，以完成物料衡算和熱量衡算后，以圖形與表格的形式圖形與表格的形式反映物料衡算和反映物料衡算和熱量衡算的結(jié)果，即

18、繪制工藝物料流程圖熱量衡算的結(jié)果，即繪制工藝物料流程圖工藝物料流程圖工藝物料流程圖列入初步設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)文件列入初步設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)文件，為設(shè)計(jì)審查提供資，為設(shè)計(jì)審查提供資料。也作為生產(chǎn)操作和技術(shù)改造的參考資料料。也作為生產(chǎn)操作和技術(shù)改造的參考資料設(shè)計(jì)檔案資料設(shè)計(jì)檔案資料。工藝物料流程圖中：工藝物料流程圖中：p 采用常用圖例表示出采用常用圖例表示出主要工藝設(shè)備及部分關(guān)鍵的輔助設(shè)備主要工藝設(shè)備及部分關(guān)鍵的輔助設(shè)備；用箭；用箭頭表示物流方向，標(biāo)注工藝設(shè)備位號(hào)和名稱；頭表示物流方向，標(biāo)注工藝設(shè)備位號(hào)和名稱；p 用用表格表示出各物流的表格表示出各物流的T、p、Vs、組成、組成；在有熱量變化的設(shè)備旁，；在

19、有熱量變化的設(shè)備旁，標(biāo)出熱量計(jì)算值。標(biāo)出熱量計(jì)算值。p 物料表包物料表包括物料名稱、質(zhì)量流量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾流量和摩爾分括物料名稱、質(zhì)量流量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾流量和摩爾分率。有時(shí)還列出物料的某些參數(shù)如溫度、壓力、密度等。率。有時(shí)還列出物料的某些參數(shù)如溫度、壓力、密度等。三聚氰胺生產(chǎn)物料流程圖三聚氰胺生產(chǎn)物料流程圖4. 帶控制點(diǎn)工藝流程圖（帶控制點(diǎn)工藝流程圖（process and control flowsheet）完成完成設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算，確定控制方案設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算，確定控制方案，即可繪制初步設(shè)段帶控制點(diǎn)，即可繪制初步設(shè)段帶控制點(diǎn)工藝流程圖。并作為設(shè)計(jì)成果編入初步設(shè)段的設(shè)計(jì)文件中。工藝流程圖。并作為

20、設(shè)計(jì)成果編入初步設(shè)段的設(shè)計(jì)文件中。帶控制點(diǎn)的帶控制點(diǎn)的工藝流程圖工藝流程圖初步設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)工藝流程圖初步設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)工藝流程圖施工設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)工藝流程圖施工設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)工藝流程圖也稱管道及儀表流程圖也稱管道及儀表流程圖(PID圖圖)在帶控制點(diǎn)的工藝流程圖中：在帶控制點(diǎn)的工藝流程圖中：(1) 用圖例表示出用圖例表示出全部工藝設(shè)備、工藝物料管道、輔助管道全部工藝設(shè)備、工藝物料管道、輔助管道。(2) 表示出工藝物料和輔助表示出工藝物料和輔助管道的流向及工藝物料管道上的閥門(mén)管道的流向及工藝物料管道上的閥門(mén)、異、異徑管等管件，不畫(huà)法蘭、彎頭、三通等一般管件。徑管等管件，不畫(huà)法蘭、彎頭、三

21、通等一般管件。 (3) 表示出工藝參數(shù)（溫度、壓力、流量、液位、物料組成、濃度等）表示出工藝參數(shù)（溫度、壓力、流量、液位、物料組成、濃度等）的的測(cè)量點(diǎn)自動(dòng)控制方案測(cè)量點(diǎn)自動(dòng)控制方案。 (4) 標(biāo)注全部標(biāo)注全部設(shè)備的位號(hào)和名稱設(shè)備的位號(hào)和名稱。 (5) 表示出全部管道的表示出全部管道的管道代號(hào)、管徑、材料、保溫管道代號(hào)、管徑、材料、保溫等。等。5. 管道儀表流程圖（管道儀表流程圖（piping and instrument diagram）施工階段施工階段工藝流程圖工藝流程圖 PID圖，圖，PI圖，圖，PID圖是圖是以車(chē)間以車(chē)間(裝置裝置)或工段或工段為主項(xiàng)進(jìn)行繪制，原則上一個(gè)車(chē)間或?yàn)橹黜?xiàng)進(jìn)行繪

22、制，原則上一個(gè)車(chē)間或工段繪一張圖，如流程復(fù)雜可分成數(shù)張，但仍算一張圖，使用同工段繪一張圖，如流程復(fù)雜可分成數(shù)張，但仍算一張圖，使用同一圖號(hào)。一圖號(hào)。所有工藝流程圖所有工藝流程圖不按精確比例繪制不按精確比例繪制，一般設(shè)備，一般設(shè)備(機(jī)器機(jī)器)圖例只取相圖例只取相對(duì)比例。對(duì)比例。 設(shè)備設(shè)備名稱、位號(hào)和參數(shù)；名稱、位號(hào)和參數(shù)；接管和連接形式接管和連接形式；設(shè)備安裝標(biāo)高設(shè)備安裝標(biāo)高； 配管配管所有工藝、公用工程所有工藝、公用工程管線規(guī)格、取樣點(diǎn)位置管線規(guī)格、取樣點(diǎn)位置。 儀表與儀表配管儀表與儀表配管包括調(diào)節(jié)閥、旁通閥、安全閥；儀表沖洗、包括調(diào)節(jié)閥、旁通閥、安全閥；儀表沖洗、吹掃等。吹掃等。二、工藝流程

23、圖繪制內(nèi)容及表示方法二、工藝流程圖繪制內(nèi)容及表示方法以以PID圖為例圖為例1. PID圖的組成圖的組成 (1) 設(shè)備圖形及管線、管件設(shè)備圖形及管線、管件：將各設(shè)備按工藝流程順序，表示在同一：將各設(shè)備按工藝流程順序，表示在同一平面上，配以連接的主輔管線及管件、閥門(mén)、儀表控制點(diǎn)符號(hào)等。平面上，配以連接的主輔管線及管件、閥門(mén)、儀表控制點(diǎn)符號(hào)等。 (2) 標(biāo)注：標(biāo)注：設(shè)備位號(hào)、名稱，管道號(hào)、管徑及管道等級(jí)，管段編號(hào)，設(shè)備位號(hào)、名稱，管道號(hào)、管徑及管道等級(jí)，管段編號(hào)，儀表控制點(diǎn)圖形符號(hào)、字母代號(hào)、儀表位號(hào)，必要尺寸、數(shù)據(jù)等。儀表控制點(diǎn)圖形符號(hào)、字母代號(hào)、儀表位號(hào)，必要尺寸、數(shù)據(jù)等。 (3) 圖例：圖例：

24、對(duì)流程圖中所采用的代號(hào)、符號(hào)及其他標(biāo)注的說(shuō)明，有時(shí)對(duì)流程圖中所采用的代號(hào)、符號(hào)及其他標(biāo)注的說(shuō)明，有時(shí)還有設(shè)備位號(hào)的索引等。還有設(shè)備位號(hào)的索引等。 (4) 標(biāo)題欄：標(biāo)題欄：注寫(xiě)圖名、圖號(hào)、設(shè)計(jì)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)階段等。注寫(xiě)圖名、圖號(hào)、設(shè)計(jì)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)階段等。 2. 設(shè)備的表示方法設(shè)備的表示方法(1) 設(shè)備的畫(huà)法設(shè)備的畫(huà)法圖例：圖例：參照附錄參照附錄2表表2-1，按比例用細(xì)實(shí)線（按比例用細(xì)實(shí)線（b/3）繪制。）繪制。相對(duì)位置：設(shè)備間高低和樓面高低相對(duì)位置，一般也相對(duì)位置：設(shè)備間高低和樓面高低相對(duì)位置，一般也按比例繪制按比例繪制。相同系統(tǒng)相同系統(tǒng)(或設(shè)備或設(shè)備)的處理：兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的系統(tǒng)的處理：兩個(gè)或兩

25、個(gè)以上相同的系統(tǒng)(或設(shè)備或設(shè)備)，一，一般般應(yīng)全部畫(huà)出應(yīng)全部畫(huà)出。 (2) 設(shè)備的標(biāo)注設(shè)備的標(biāo)注標(biāo)注的內(nèi)容：設(shè)備在圖上應(yīng)標(biāo)注位號(hào)及名稱。標(biāo)注的內(nèi)容：設(shè)備在圖上應(yīng)標(biāo)注位號(hào)及名稱。標(biāo)注的方式：設(shè)備位號(hào)、名稱一般標(biāo)注在相應(yīng)設(shè)備圖形上方或下方。標(biāo)注的方式：設(shè)備位號(hào)、名稱一般標(biāo)注在相應(yīng)設(shè)備圖形上方或下方。 T- A 設(shè)備位號(hào)線設(shè)備位號(hào)線相同設(shè)備尾號(hào)相同設(shè)備尾號(hào)設(shè)備順序號(hào)設(shè)備順序號(hào)主項(xiàng)代號(hào)主項(xiàng)代號(hào)設(shè)備分類設(shè)備分類3. 管道的畫(huà)法及標(biāo)注管道的畫(huà)法及標(biāo)注序號(hào)序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備名稱代號(hào)代號(hào)序號(hào)序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備名稱代號(hào)代號(hào)1塔塔T7火炬、煙囪火炬、煙囪S2泵泵P8換熱器換熱器E3壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)C9起重

26、機(jī)起重機(jī)L4反應(yīng)器反應(yīng)器R10攪拌器攪拌器M5容器容器(儲(chǔ)槽、儲(chǔ)罐儲(chǔ)槽、儲(chǔ)罐)V11稱量設(shè)備稱量設(shè)備W6工業(yè)爐工業(yè)爐F12其他設(shè)備其他設(shè)備X常用設(shè)備代號(hào)常用設(shè)備代號(hào)一般應(yīng)畫(huà)出一般應(yīng)畫(huà)出所有工藝材料和輔助物料的管道所有工藝材料和輔助物料的管道。主工藝物料管道用主工藝物料管道用粗實(shí)線粗實(shí)線，輔助管線用，輔助管線用中實(shí)線中實(shí)線，儀表及信號(hào)傳輸管，儀表及信號(hào)傳輸管線用線用細(xì)實(shí)線或細(xì)虛線繪制細(xì)實(shí)線或細(xì)虛線繪制。常用管道圖例見(jiàn)附錄常用管道圖例見(jiàn)附錄2表表2-2。(2) 管道的標(biāo)注管道的標(biāo)注一般橫向管道標(biāo)注在一般橫向管道標(biāo)注在管道上方管道上方，豎向管道（直管）標(biāo)注在，豎向管道（直管）標(biāo)注在管道左邊管道左邊。

27、分段注明流體代號(hào)、管道代號(hào)、管徑、管道等級(jí)及隔熱分段注明流體代號(hào)、管道代號(hào)、管徑、管道等級(jí)及隔熱 管道代號(hào)管道代號(hào) 管道號(hào)：物料代號(hào)管道號(hào)：物料代號(hào)+主項(xiàng)代號(hào)主項(xiàng)代號(hào)+管道分段順序號(hào)（管段順序號(hào)）管道分段順序號(hào)（管段順序號(hào)）主項(xiàng)代號(hào)主項(xiàng)代號(hào)工段或工序代號(hào)，用一位或兩位數(shù)字表示。工段或工序代號(hào)，用一位或兩位數(shù)字表示。管道分段順序號(hào)管道分段順序號(hào)按工藝流程順序用兩位數(shù)字按工藝流程順序用兩位數(shù)字01，02等編號(hào)。等編號(hào)。 物料代號(hào)一般以物料的物料代號(hào)一般以物料的英文名稱的首字母英文名稱的首字母大寫(xiě)表示。大寫(xiě)表示。 管徑管徑 管徑一般標(biāo)注管徑一般標(biāo)注公稱直徑公稱直徑，公制管以，公制管以mm單位，只標(biāo)數(shù)

28、字單位，只標(biāo)數(shù)字，DN25，標(biāo)注標(biāo)注25；英制管以英寸為單位，需標(biāo)注英寸符號(hào)，如；英制管以英寸為單位，需標(biāo)注英寸符號(hào)，如1/2 、4 等。等。 管道等級(jí)管道等級(jí) 為為簡(jiǎn)化管道及管件規(guī)格簡(jiǎn)化管道及管件規(guī)格，使管道組成件標(biāo)準(zhǔn)化，將各種管道組成，使管道組成件標(biāo)準(zhǔn)化，將各種管道組成件按管道的材質(zhì)、壓力和直徑三個(gè)參數(shù)適當(dāng)分級(jí)。如件按管道的材質(zhì)、壓力和直徑三個(gè)參數(shù)適當(dāng)分級(jí)。如B2A：B 管道管道材質(zhì)代號(hào)材質(zhì)代號(hào) 2管道壓力等級(jí)代號(hào)管道壓力等級(jí)代號(hào) A 序號(hào)序號(hào) 管道材質(zhì)代號(hào)：管道材質(zhì)代號(hào)：A鑄鐵及硅鑄鐵；鑄鐵及硅鑄鐵；B碳素鋼；碳素鋼；C普通低合金鋼普通低合金鋼 E不銹耐酸鋼；不銹耐酸鋼；F有色金屬；有色

29、金屬；G非金屬；非金屬；H襯里鋼襯里鋼管道壓力等級(jí)代號(hào)：管道壓力等級(jí)代號(hào)：00.6MPa；11.0MPa；21.6MPa；44.0MPa；66.4MPa；710.0MPa 隔熱代號(hào)隔熱代號(hào)管道的管道的使用溫度范圍使用溫度范圍及及隔熱隔音功能隔熱隔音功能類型，以英文字類型，以英文字母和數(shù)字或英文字母給以標(biāo)注。母和數(shù)字或英文字母給以標(biāo)注。如如“G9”表示溫度在表示溫度在1002的不的不銹鋼管，用保冷材料保冷。銹鋼管，用保冷材料保冷。 管道使用溫度范圍代號(hào)管道使用溫度范圍代號(hào)代號(hào)代號(hào)溫度范圍溫度范圍/管材管材代號(hào)代號(hào)溫度范圍溫度范圍/管材管材ABCDEF-1002220217071939440040

30、1650碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金碳鋼或鐵合金GHJKL-1002220219394650650不銹鋼不銹鋼不銹鋼不銹鋼不銹鋼不銹鋼不銹鋼不銹鋼不銹鋼不銹鋼類型類型代號(hào)代號(hào)用途用途備注備注類型類型代號(hào)代號(hào)用途用途備注備注12345熱量控制熱量控制保溫保溫人身防護(hù)人身防護(hù)防火防火隔熱隔熱(21)采用保溫材料采用保溫材料采用保溫材料采用保溫材料采用保溫材料采用保溫材料采用保溫材料采用保溫材料采用保溫材料采用保溫材料6789A-U隔熱隔熱(21)防止表面冷凝防止表面冷凝(2)保冷保冷(2)加熱保

31、溫加熱保溫采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料根據(jù)表根據(jù)表2-7管道隔熱類型代號(hào)管道隔熱類型代號(hào)4. 管件和閥門(mén)的圖形符號(hào)管件和閥門(mén)的圖形符號(hào) 一般連接件，如法蘭、三通、彎頭、管接頭等，若無(wú)特殊需要不一般連接件，如法蘭、三通、彎頭、管接頭等，若無(wú)特殊需要不予畫(huà)出。豎管上的閥門(mén)在圖上的高低位置應(yīng)大致符合實(shí)際高度。予畫(huà)出。豎管上的閥門(mén)在圖上的高低位置應(yīng)大致符合實(shí)際高度。 5. 儀表控制點(diǎn)儀表控制點(diǎn)在相應(yīng)管道在相應(yīng)管道大致安裝位置大致安裝位置標(biāo)注儀表及控制點(diǎn)。標(biāo)注儀表及控制點(diǎn)。 儀表控制點(diǎn)標(biāo)注包括儀表控制點(diǎn)標(biāo)注包括圖形符號(hào)、字母代號(hào)和儀表位

32、號(hào)圖形符號(hào)、字母代號(hào)和儀表位號(hào)三部分。三部分。 (1) 圖形符號(hào)圖形符號(hào)儀表的圖形符號(hào)為直徑約儀表的圖形符號(hào)為直徑約10mm的細(xì)線（的細(xì)線（b/3）圓；）圓；執(zhí)行器的圖形符號(hào)由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組合而成。執(zhí)行器的圖形符號(hào)由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組合而成。儀表、調(diào)節(jié)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)儀表、調(diào)節(jié)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖例見(jiàn)附錄圖例見(jiàn)附錄2表表2-4所示。所示。 (2) 字母代號(hào)字母代號(hào)表示被測(cè)變量和儀表功能表示被測(cè)變量和儀表功能字字母母第一字母第一字母后繼字母后繼字母字字母母第一字母第一字母后繼字母后繼字母被測(cè)變量或被測(cè)變量或初始變量初始變量修飾修飾詞詞功能功能被測(cè)變量或被測(cè)變量或初始變量初始變量修飾詞修飾詞

33、功能功能ABCDEFGHIJKLM分析分析噴嘴火焰噴嘴火焰電導(dǎo)率電導(dǎo)率密度密度電壓電壓流量流量尺度尺度手動(dòng)手動(dòng)電流電流功率功率時(shí)間或時(shí)間程序時(shí)間或時(shí)間程序物位物位水分或濕度水分或濕度差比差比掃描掃描報(bào)警報(bào)警供選用供選用控制控制檢出元件檢出元件玻璃玻璃指示指示自動(dòng)自動(dòng).手動(dòng)操作手動(dòng)操作指示燈指示燈NOPQRSTUVWXYZ供選用供選用供選用供選用壓力或真空壓力或真空數(shù)量或件數(shù)數(shù)量或件數(shù)發(fā)射性發(fā)射性速度或頻率速度或頻率溫度溫度多變量多變量粘度粘度質(zhì)量或力質(zhì)量或力未分類未分類供選用供選用位置位置積分積分.積算積算安全安全供選用供選用節(jié)流孔節(jié)流孔試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)點(diǎn)積分、積算積分、積算記錄或打印記錄或打印開(kāi)關(guān)

34、或聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)或聯(lián)鎖傳達(dá)（變送）傳達(dá)（變送）多功能多功能閥、擋板閥、擋板套管套管未分類未分類計(jì)算器計(jì)算器驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行器被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)(3) 儀表位號(hào)儀表位號(hào) 儀表位號(hào)的方法是將字母代號(hào)填寫(xiě)在圓圈上半部分，數(shù)字編號(hào)填寫(xiě)儀表位號(hào)的方法是將字母代號(hào)填寫(xiě)在圓圈上半部分，數(shù)字編號(hào)填寫(xiě)在圓圈下半部分。在圓圈下半部分。第一個(gè)字母表示第一個(gè)字母表示被測(cè)變量被測(cè)變量，后繼字母表示，后繼字母表示儀表的功能；儀表的功能；數(shù)字編號(hào)表數(shù)字編號(hào)表示示儀表的順序號(hào)儀表的順序號(hào)，可按車(chē)間或工段進(jìn)行編號(hào)。，可按車(chē)間或工段進(jìn)行編號(hào)。 7.4 典型設(shè)備的自控流程典型設(shè)備的自控流程

35、7.4.1 輸送設(shè)備的自控流程輸送設(shè)備的自控流程一、離心泵流量調(diào)節(jié)一、離心泵流量調(diào)節(jié) 離心泵基本流程包括：入口閥、出口閥、出口處的止回閥、出口離心泵基本流程包括：入口閥、出口閥、出口處的止回閥、出口壓力表、泵體前后設(shè)放凈閥。壓力表、泵體前后設(shè)放凈閥。1. 簡(jiǎn)單管路流量調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)單管路流量調(diào)節(jié)方式(1) 直接節(jié)流法直接節(jié)流法優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行，普遍采用。簡(jiǎn)單易行，普遍采用。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：能耗大。能耗大。限制：限制：不適宜于正常流量低于額不適宜于正常流量低于額定流量定流量30%以下的場(chǎng)合。以下的場(chǎng)合。 (2) 旁路調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)閥直徑小，可用于小流量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥直徑小，可用于小流量調(diào)

36、節(jié)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：使泵的總效率降低。使泵的總效率降低。(3) 調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速采用變頻電機(jī)采用變頻電機(jī) 2. 出口多分支管路流量調(diào)節(jié)出口多分支管路流量調(diào)節(jié)二、容積泵二、容積泵（往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵和漩渦泵）（往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵和漩渦泵） 禁止禁止在出口管道上直接安裝節(jié)在出口管道上直接安裝節(jié)流裝置來(lái)調(diào)節(jié)流量，流裝置來(lái)調(diào)節(jié)流量，原因：原因：容積容積泵流量減小，壓力急劇上升。泵流量減小，壓力急劇上升。 調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法：旁路調(diào)節(jié)；改變轉(zhuǎn)旁路調(diào)節(jié)；改變轉(zhuǎn)速或改變沖程大??；速或改變沖程大??； 圖圖4-4是旋渦泵的流量調(diào)節(jié)流程。是旋渦泵的流量調(diào)節(jié)流程。三、真空泵三、真空泵1. 吸入支路調(diào)節(jié)方

37、案吸入支路調(diào)節(jié)方案 2. 吸入管阻力調(diào)節(jié)方案吸入管阻力調(diào)節(jié)方案3. 蒸氣噴射泵蒸氣噴射泵調(diào)節(jié)蒸汽流量來(lái)調(diào)節(jié)真空度調(diào)節(jié)蒸汽流量來(lái)調(diào)節(jié)真空度3.4.2 管殼式換熱器的自控流程管殼式換熱器的自控流程一、無(wú)相變的管殼式換熱器一、無(wú)相變的管殼式換熱器方法方法1：通過(guò)調(diào)節(jié)流體：通過(guò)調(diào)節(jié)流體1的流量來(lái)控制流體的流量來(lái)控制流體2的出口溫度。的出口溫度。 (T1-T2)(t2-t1)，調(diào)節(jié)熱流體流量；，調(diào)節(jié)熱流體流量； 3. 在冷、熱流體在冷、熱流體流量均不允許改變流量均不允許改變可采用分流調(diào)節(jié)?？刹捎梅至髡{(diào)節(jié)。 二、有相變的管殼式換熱器二、有相變的管殼式換熱器1. 蒸汽冷凝加熱器蒸汽冷凝加熱器方法方法1：調(diào)節(jié)

38、調(diào)節(jié)ps，改變蒸汽冷凝溫度，改變蒸汽冷凝溫度，調(diào)節(jié)加熱器傳熱溫差。，調(diào)節(jié)加熱器傳熱溫差。方法方法2：改變改變A，控制冷介質(zhì)溫度。，控制冷介質(zhì)溫度。利用冷凝水出口閥調(diào)節(jié)換熱器中利用冷凝水出口閥調(diào)節(jié)換熱器中的冷凝水量，設(shè)計(jì)中必須考慮留有設(shè)計(jì)裕量。的冷凝水量，設(shè)計(jì)中必須考慮留有設(shè)計(jì)裕量。2. 再沸器再沸器調(diào)節(jié)加熱介質(zhì)流量調(diào)節(jié)加熱介質(zhì)流量三、三、 加熱爐加熱爐出爐溫度控制：出爐溫度控制：根據(jù)被加熱介質(zhì)出爐溫度調(diào)節(jié)燃料量。根據(jù)被加熱介質(zhì)出爐溫度調(diào)節(jié)燃料量。進(jìn)料流量控制：進(jìn)料在爐管中產(chǎn)生汽化或分解時(shí)，爐管壓降隨氣化進(jìn)料流量控制：進(jìn)料在爐管中產(chǎn)生汽化或分解時(shí)，爐管壓降隨氣化率變化，應(yīng)在率變化，應(yīng)在進(jìn)料前設(shè)流量調(diào)節(jié)器。進(jìn)料前設(shè)流量調(diào)節(jié)器。7.4.3 精餾塔的自控流程精餾塔的自控流程一、精餾塔的基本控制方案一、精餾塔的基本控制方案1. 按精餾段指標(biāo)控制按精餾段指標(biāo)控制在在LR、D、VS及及W四個(gè)變量中，一四個(gè)變量中，一個(gè)為控制變量，一個(gè)保持恒定，其個(gè)為控制變量，一個(gè)保持恒定，其余兩個(gè)按回流罐和再沸