化工工艺施工图设计指导手册.docx

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化工工艺施工图设计指导手册

化工工艺施工图设计指导手册编制目化工工艺施工图设计指导手册编制目录

前言1

1.施工图设计的主要任务及施工图设计程序3

2.施工图设计（开工报告前）的技术准备工作4

2.1设计基础及设计依据的最终确定4

2.2最终版的计算书、工艺物料流程图（PFD）和设备数据表4

2.3专业统一规定5

2.4施工图设计的一次条件5

2.4.1设备及机泵条件5

2.4.1.1塔类设备条件5

2.4.1.2反应器设备条件（包括脱硫槽、加氢反应槽等）7

2.4.1.3热交换器设备条件7

2.4.1.4加热炉设备条件11

2.4.1.5容器类设备条件12

2.4.1.6机泵条件12

2.4.1.7干燥器设备条件22

2.4.1.8粉碎机械设备条件23

2.4.1.9搅拌槽类设备条件27

2.4.2土建条件28

2.4.2.1厂房及设备基础、外形尺寸、位置、标高条件28

2.4.2.2设备基础、楼板及钢平台的荷重条件28

2.4.2.3设备吊装要求的土建条件29

2.4.2.4设备地脚螺栓条件29

2.4.2.5管廊及其他土建条件34

2.4.2.6其它要说明的条件内容34

2.4.3自控条件的重要内容34

2.4.4电气条件38

2.4.4.1电气条件的主要内容38

2.4.4.2装置电气专业条件主要内容说明38

2.4.5管道材料控制专业条件47

2.4.6其他专业一次条件50

3.施工图设计51

3.1施工图文件组成及编号规定51

3.2首页图52

3.3施工图设计说明53

3.3.1工艺设计说明53

3.3.2管道设计说明53

3.3.3设备安装说明54

3.4管道仪表流程图（PID）55

3.4.1概述55

3.4.2管道仪表图的主要标注内容55

3.4.3管道仪表流程图中单元设备流程的典型设计要求57

3.4.3.1容器（储罐、储槽等）57

3.4.3.2塔57

3.4.3.3换热器58

3.4.3.4加热炉58

3.4.3.5压缩机59

3.4.3.6离心泵59

3.4.4流体常用适宜流速范围及管径的确定59

3.4.5管道仪表图设计的工程规定66

3.4.6管道仪表流程图设计技术规定67

3.4.7管道仪表流程图基本单元模式67

3.5设备布置图（--040C）69

3.5.1设备布置图的主要内容及在设计、施工中的作用69

3.5.2设备布置图设计的依据文件69

3.5.3设备布置的原则70

3.5.4设备布置设计的通用要求70

3.5.5设备布置图设计的工程规定71

3.5.6设备布置图设计的有关技术规定72

3.5.7设备布置图的最终完成72

3.6钢平台、梯子的设计（—040J）73

3.7管道布置图（--040E）76

3.7.1管道布置图设计的依据文件76

3.7.2管道布置图的主要内容77

3.7.3管道布置设计的通用要求82

3.7.4管道布置设计的技术规定90

3.7.5管道轴测图（空视图）92

3.7.6管道布置图设计过程中接受及提交外专业的设计条件92

3.8设备管口方位图（—040J）95

3.8.1设备管口方位图的用途95

3.8.2设备管口方位图的内容95

3.8.3关于设备管口方位图的特别提示95

3.9管架设计（-040H）100

3.9.1管架的型式和使用101

3.9.2管架的设置102

3.9.3管架的具体选用及设计108

3.10二次条件及其它后提条件112

3.11管道材料113

3.11.1管道选用的技术说明113

3.11.2管法兰的选用119

3.11.3阀门129

3.11.4管法兰垫片的选用135

3.11.5管法兰紧固件（螺栓、螺母）的选用138

3.11.6管件的选用140

3.11.7各系列金属管道、管件、垫片、紧固件标准对照表140

3.11.8有机类管道材料的选用140

3.12材料表141

3.13设备一览表的内容（-040D）145

3.14管道命名表（-040L）149

3.15图纸目录（-040）153

附图、表

前言

规范的项目建设程序需通过项目建议、可行性研究、初步设计直至施工图设计等几个阶段。

一、项目建议书

项目建议书是基本建设程序中最初阶段的工作，是对建设项目的轮廓设想和立项的先导，是为建设项目得以立项而提出的建议。

文件内容包括市场初步分析、原材料供应、产品规模、初步厂址、预计投资和效益等内容。

其重点是论述项目建设的必要性。

二、可行性研究报告

上级部门批准项目建议书、设计单位与建设单位签订委托合同后，便可以进行该建设项目的可行性研究。

在可行性研究报告中，对建设项目的产品品种、工艺路线、生产方法、建设规模市场分析并结合厂址总图布置、交通、水电汽供应、环境保护、安全卫生等进行技术、经济的先进性和合理性的全面分析论证，通过多方案比较，提出评价意见。

此后还需编制单项工程估算及全厂总投资估算。

对投资进行分析，拟定资金筹措方式，进行财务及国民经济评价，提出评价结论。

最终将完成的《可行性研究报告》提交上级主管部门，由上级部门主管人员并邀请相关部门及专家对其进行评估，提出评估意见，最终由上级主管部门对该项目《可行性研究报告》作出批复。

其重点是评价项目建设的可行性。

三、初步设计

初步设计是根据已批准的可行性研究报告，确定全厂性的设计原则、设计标准、设计方案和重大技术问题，如总工艺流程、生产方法、工厂组成、总图布置、水电汽的供应方式和用量、关键设备和仪表选型、全厂贮运方案、消防、职业安全卫生、环境保护和综合利用以及车间或单项工程的工艺流程和各专业设计方案等，编制出初步设计文件与概算。

初步设计是确定建设项目的投资额、征用土地、组织主要设备及材料采购，进行施工准备、生产准备以及施工图设计的依据；亦是编制施工组织设计、签订建设总承包合同、银行贷款以及实行投资包干和控制建设工程拨款的依据。

引进的化工建设项目，在外国专利商提供的专利技术或基础设计的基础上进行工程化，完成基础工程设计，并应完成初步设计，供主管部门审查。

初步设计文件的组成除了说明书、图纸、表格外，还应该有详细的物料衡算、热量衡算以及重大的、主要的设备计算书。

初步设计完成后，由上级主管部门或其委托单位组织建厂所在地的有关部门（如环保、消防、运输、财政等）人员及专家；建设单位相应专业的各类人员进行审查，提出修改、补充、深化等意见和建议并作出审查意见。

设计单位在进行施工图设计中将考虑、贯彻上述意见并完成施工图设计（详细工程设计）。

四、若干变通的设计程序

除了上述较规范的设计程序外，也有下列变通的情况和做法：

1、有的重大项目还有预可行性研究阶段。

2、初步设计前增加总体设计，重点解决好总建设规模和多种产品的合理配合、总平面规划、总工艺流程、分装置投资和总投资以及各分包设计单位的设计界区、交接点等重要条件。

3、应建设单位要求，在初设前也可先做一个方案设计，供建设单位审查，为随后的初步设计顺利、合理地完成打下稳妥的基础。

施工图设计

1.施工图设计的主要任务及施工图设计程序

1.1施工图设计是把初步设计中确定的设计原则和设计方案，根据建筑安装工程或设备制作的需要，进一步具体化。

把工程设计各个组成部分的布置和主要施工方法，以图样及文字的方式加以确定，并编制设备、材料明细表。

1.2施工图设计是为了满足建筑工程施工、设备、仪表、电气及管道等安装、设备的制作及控制工程建设造价的要求。

1.3施工图设计可作为生产准备的依据。

1.4施工图设计程序

目前本公司大多数项目仍按传统的设计模式（老体制）进行施工图设计，也增设了一些新的专业如：

管道材料控制、管道力学、设备布置以及管道布置等专业，以利于设计质量的提高。

整个施工图设计可分为三个主要阶段：

1）准备一次条件及开工报告

2）开展施工图设计，并适时的提出有关专业条件

3）在完成PID、设备布置图、管道布置图、管口方位图、平台梯子图基础上，继续完成管道轴侧图、设备表、管道材料表、综合材料表、管道支架一览表等，并适时提出有关二次条件以及最终就工艺专业提出的条件对其它专业的设计文件会签等。

4）最后编图纸目录、写施工图说明，设计文件经室级院级质保部门审查后入档案室归档及发送。

5）继续将保温、防腐专业条件提出。

（详见《施工图设计程序表》）

2.施工图设计（开工报告前）的技术准备工作

2.1设计基础及设计依据的最终确定

2.1.1对已批准初步设计中的设计基础、总平面布置、主要工艺流程、主要设备选型、建筑型式及规模标准予以确认，并不得随意变更。

2.1.2对初步设计审查中提出的修改意见，认真修改后经室、公司级技术方案论证后确定。

2.1.3对初步设计审查中提出的尚需落实、深化的技术问题需明确专人及时间予以解决。

2.1.4对厂区有关地质、边界及水、电、汽、燃料等公用管道的接点条件及建厂方对化工装置中工艺、设备、自控、电气、给排水、环保等主要专业的具体技术要求要进一步讨论确定，并应形成书面的会议纪要作为开展施工图设计的依据。

2.2最终版的计算书、工艺物料流程图（PFD）和设备数据表

根据最终确定的设计基础和设计依据的数据，重新整理修改计算书以及工艺物料流程图（PFD），以便确定装置管径、设备数据（特别是引进设备）等工艺参数，并要求设备供应商提供例图设备总图、重量及安装条件图以作为施工图设计依据。

2.3专业统一规定

为了确保项目各主项施工图设计文件在图面、图签、图形、文字、线条、分层、标注等都一致；为了补充施工图统一规定的不足；也为了对公司工作手册有关技术规定的一些内容需要强调统一做法的诸方面做出规定，通常各专业还向各主项发布专业统一规定。

主要内容如下：

2.3.1应遵守的专业设计标准、规范和规定。

2.3.1.1公司工作手册中有关专业的工程及技术规定。

2.3.1.2各行业协会发布的有关设计规定。

2.3.1.3防火，防爆、安全、卫生及环保方面的规定与标准。

2.3.1.4管道、法兰、管件、垫片、紧固件选用标准。

2.3.1.5管架设计标准。

2.3.1.6装置施工及验收规范。

2.3.2设计中需要统一做法的内容

2.4施工图设计的一次条件

2.4.1设备及机泵条件

施工图开展前最早应提出的是设备条件及机泵选用条件。

这是因为非标设备设计周期较长，而从订货、制造到成品运到现场周期更长。

也因为化工装置设计中的其他条件如设备布置、土建、自控、电气、给排水等专业设计条件都建立在设备专业返回的设备总图及设备安装条件的基础之上。

关于机泵的条件也需及早提交给供应商以便供应商返回合适的机泵数据表并提供土建厂房、设备基础、自控、电气、水汽等专业施工图设计所需的条件。

所以要尽早提出设备和机泵条件。

2.4.1.1塔类设备条件

1）、介质条件：

（1）介质名称、组分、流量、重量、粘度、比重等。

（2）含特殊腐蚀性介质的组分及含量（如H2S,SO2,HCN,Cl-,F-等）。

（3）操作温度、操作压力。

2）、通用设备条件：

（1）塔径、塔高、塔裙高。

（2）推荐材料。

（3）接地板是否保温、保温层厚度和重量。

（4）对重量大、外形高大的高塔，应该要求设备提供土建埋地脚螺栓用的底座模板规格。

3）、管口条件：

（包括人孔、装卸填料触媒孔）

（1）管口符号、管口名称及规格、介质名称及用途

（2）法兰标准、密封面型式、是否需要配对供应法兰及紧固件

（3）管口位置和伸出长度。

4）、塔结构条件

（1）塔板型式、泡罩型式、浮阀形式、开孔率、塔板数、板间距、检修手孔位置和规格或由工艺提出相关条工艺条件给供应商设计、制造。

（2）除沫器形式、液体或气体分布器型式、位置、防冲板、防溢口、取样口

（3）自控检测点位置、规格

5）、特殊条件（根据塔型而有不同内容）：

（1）填料层层数、每层高度、层间距。

填料型式及规格、填料材料、填料堆比重。

（2）触媒层层数、每层高度、层间距。

触媒型式及规格、触媒型号、颗粒大小、堆比重。

触媒层上下部瓷球规格及层高。

（3）气体分布板、测温计接口安装位置及安装型式

6）、塔顶吊装杆

2.3专业统一规定

为了确保项目各主项施工图设计文件在图面、图签、图形、文字、线条、分层、标注等都一致；为了补充施工图统一规定的不足；也为了对公司工作手册有关技术规定的一些内容需要强调统一做法的诸方面做出规定，通常各专业还向各主项发布专业统一规定。

主要内容如下：

2.3.1应遵守的专业设计标准、规范和规定。

2.3.1.1公司工作手册中有关专业的工程及技术规定。

2.3.1.2各行业协会发布的有关设计规定。

2.3.1.3防火，防爆、安全、卫生及环保方面的规定与标准。

2.3.1.4管道、法兰、管件、垫片、紧固件选用标准。

2.3.1.5管架设计标准。

2.3.1.6装置施工及验收规范。

2.3.2设计中需要统一做法的内容

2.4施工图设计的一次条件

2.4.1设备及机泵条件

施工图开展前最早应提出的是设备条件及机泵选用条件。

这是因为非标设备设计周期较长，而从订货、制造到成品运到现场周期更长。

也因为化工装置设计中的其他条件如设备布置、土建、自控、电气、给排水等专业设计条件都建立在设备专业返回的设备总图及设备安装条件的基础之上。

关于机泵的条件也需及早提交给供应商以便供应商返回合适的机泵数据表并提供土建厂房、设备基础、自控、电气、水汽等专业施工图设计所需的条件。

所以要尽早提出设备和机泵条件。

2.4.1.1塔类设备条件

1）、介质条件：

（4）介质名称、组分、流量、重量、粘度、比重等。

（5）含特殊腐蚀性介质的组分及含量（如H2S,SO2,HCN,Cl-,F-等）。

（6）操作温度、操作压力。

2）、通用设备条件：

（1）塔径、塔高、塔裙高。

（2）推荐材料。

（3）接地板是否保温、保温层厚度和重量。

（4）对重量大、外形高大的高塔，应该要求设备提供土建埋地脚螺栓用的底座模板规格。

3）、管口条件：

（包括人孔、装卸填料触媒孔）

（1）管口符号、管口名称及规格、介质名称及用途

（2）法兰标准、密封面型式、是否需要配对供应法兰及紧固件

（3）管口位置和伸出长度。

4）、塔结构条件

（1）塔板型式、泡罩型式、浮阀形式、开孔率、塔板数、板间距、检修手孔位置和规格或由工艺提出相关条工艺条件给供应商设计、制造。

（2）除沫器形式、液体或气体分布器型式、位置、防冲板、防溢口、取样口

（3）自控检测点位置、规格

5）、特殊条件（根据塔型而有不同内容）：

（1）填料层层数、每层高度、层间距。

填料型式及规格、填料材料、填料堆比重。

（2）触媒层层数、每层高度、层间距。

触媒型式及规格、触媒型号、颗粒大小、堆比重。

触媒层上下部瓷球规格及层高。

（3）气体分布板、测温计接口安装位置及安装型式

6）、塔顶吊装杆

2.4.1.2反应器设备条件（包括脱硫槽、加氢反应槽等）72.4.1.2反应器设备条件（包括脱硫槽、加氢反应槽等）2.4.2土建条件

土建条件是在完成设备布置及设备专业返回了设备总图、机泵设备供应商提供了初步规格单后进行的。

2.4.2.1厂房及设备基础、外形尺寸、位置、标高条件2.4.2.5管廊及其他土建条件

1）、装置内的管廊需提下列内容

（1）管廊跨度及跨距

（2）管廊层数与标高

（3）对管廊基础的荷重

①管廊横梁上≥DN300以上管道的集中载荷

②一般

③重要蒸汽管道及热管道固定管架的水平推力

2）、装置内≥300的工艺管道独立管架位置及载荷条件

3）、主要管沟、地下池土建设计条件

4）、土建基础及构筑物的防腐防火要求

2.4.2.6其它要说明的条件内容

1）、对于地震区域的大型立式设备，应由设备专业提出该设备重心位置。

2）、对卧式高温设备鞍座基础应标明固定鞍座与滑动鞍座。

（对管程、壳程有膨胀结构的除外）

3）、对几个有温差的高塔联合钢平台，应将各塔高层平台间做成一端铰接一端搭接，以适应各塔不同的热膨胀高度差。

4）、设备基础，框架楼板的防腐条件，框架梁柱的耐火要求、防火墙、爆炸区域厂房、防爆轻质墻轻型屋顶等要求。

5）、管道穿墙穿楼板等开孔条件

管径DN>250mm的开孔属一次条件内容

管径DN≤250mm的开孔属二次条件内容

开孔的孔径：

①无保温的管道，不通过法兰，按管外径加40mm

②无保温的管道通过法兰，按法兰外径加30mm

③保温管道不通过法兰，按保温层外径加40mm

④保温管道通过法兰，按上述①②中大者

⑤多根管并排且相距很近，可合并成长方形大孔

2.4.3自控条件的重要内容

2.4.3.1自控条件的依据

自控条件的依据是已完成了自控部分的管道仪表流程图（PID）

在PID图上已用各种字母（功能标志）、符号及连线表示了工艺对自控的要求。

2.4.3.2监测部分条件内容

1）、监测对象：

介质的组分、物性参数、操作状态（气、汽、液）、操作条件（温度、压力）及监测参数（温度、压力、液位、流量等）

2）、监测地点：

分现场、机旁、控制室、计算机中心

3）、监测目的：

指示、记录、累计、控制、报警、联锁等

2.4.3.3控制部分条件内容

1）、控制参数：

温度、压力、液位、流量、位移等

2）、控制方式：

调节、报警、联锁等

3）、调节方案主要有:

（1）定值调节

即根据工艺生产的要求，对工艺参数通过控制系统调节到给定值，稳定在给定值。

该给定值可以人工给定也可以是通过计算机计算值给定。

（2）串级调节

串级控制系统的目的在于控制主控制变量稳定。

为此，系统有两个测量变送单元。

一个测量主被控变量，另一个测量副被控变量。

主被控变量调节器的输出作为副调节器的给定值，对副调节器它将接受给定值与测量值两方面的变化，增强了偏离信号，加强了纠偏作用，加速了调节过程，使被控变量更稳定。

在调节过程中，副参数的调节回路具有先调、快调、粗调的特点，主参数调节回路则刚好相反，具有后调、慢调、细调的特点。

主副参数调节回路相互配合，与单参数回路简单的控制系统相比，大大改善了调节过程的品质。

（3）比例调节

在有的工艺过程中需要对参与反应的两种介质流量进行比值调节，使两种介质流量恒定在一定的比例。

例如烃类转化中的烃类与蒸汽量比值调节，大型锅炉系统中燃料量与燃烧空气量比值调节。

在对两种介质流量进行比值调节过程中还有的要求按先后程序来改变介质流量，如烃类转化中要求增量时先增蒸汽量，减量时先减烃类量，这样可避免因水碳比太小，导致在烃类转化触媒上产生游离碳使触媒失效。

（4）分程调节

在简单控制系统中，一个调节器的输出只带动一个调节器，而在分程控制系统中，一个调节器的输出去带动两个或两个以上的调节阀工作，每个调节阀仅在调节器输出的某段信号范围内动作。

分程调节常用于下列场合：

①工艺上要求对一个被控变量采用两种或两种以上的介质来进行控制时

②要求满足工艺生产不同负荷和开停车过程（低负荷）中对负荷的控制要求。

③要求扩大调节比，调节范围的

根据调节信号输出电流的不同区段，分别控制两个调节阀（也可以是大小不同的两个调节阀）

所以应向自控专业提出装置运行时各参数的正常值，最大值和最小值。

4）、报警

当装置系统中的被监测的参数（温度、压力、液位等）超出或低于工艺要求的高限或低限时，发出声光信号提醒操作人员进行调节使装置运行参数保持在设定的正常范围。

所以应向自控专业提出高限与低限的报警值。

5）、联锁

当装置运行中参数超出了高限与低限的报警值而达到了高高限、低低限联锁值时，为了装置的安全，控制系统的联锁功能会动作以确保装置系统设备或生产的安全。

（1）联锁动作是通过下列方式完成的：

①将遥控阀、调节阀全开或全闭

②打开泄压阀

③启动或停止相应的机泵，或切断进出口阀打开旁通阀使机泵在全回流状态运行。

（2）向自控自控专业提联锁部分的条件。

图中的内容包括：

①联锁动作的原因侧项目及联锁值

②联锁动作的动作侧项目及是与门（AND）还是或门（OR）

③联锁系统的编号

④联锁动作是否要延时

⑤联锁系统的检修与复位开关

2.4.3.4在线分析项目条件主要内容

1）、在线分析项目名称。

2）、在线分析项目测量及监测介质的名称、组分、物性。

3）、在线分析项目测量及监测内容的正常值、最大值、最小值。

4）、有否根据在线分析项目的测得的数据进行生产最佳生产调节（ACS系统）。

5）、在线分析仪房的有关建筑、通风、管道、仪器安装等条件，由自控专业为主导专业提出。

2.4.3.5调节阀、节流装置条件内容详见附表

2.4.3.6设备与管道上有关仪表的安装条件

1）、设备上自控监测点接管规格、材料、压力等级，安装状态（水平或垂直）。

2）、管道上自控监测点的管长、管道规格、材料、水平或垂直。

2.4.3.7爆炸危险区类别详见2.4.4.3节（电气条件中关于爆炸危险区类别划分的内容）。

2.4.3.8管道仪表流程图中自控部分的图示线条、符号及字母代号的规定（提条件用）

详见《化工工艺施工图设计统一规定》档案号JA-04882.4.4电气条件

2.4.4.1电气条件的主要内容

1）、工艺用电设备（如动设备及机泵的电机、电加热器）的动力电条件

2）、装置区域厂房楼层及室外装置区照明条件

3）、仪表及操作区局部照明条件

4）、易燃易爆介质的设备与管道的静电接地条件

5）、装置区域的防雷要求条件

2.4.4.2装置电气专业条件主要内容说明

1）、用电负荷等级条件

电力负荷是根据其重要性和中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。

原化工部根据其生产特点分为保安负荷、重要负荷、次要负荷、一般负荷。

按国家标准电力负荷分级的规定

（1）一级负荷

①、中断供电将造成人身伤亡者

②、中断供电将在政治上、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱，需要长时间才能恢复的等。

③、中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作者，如重要铁路枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆，经常用于国际活动的人员大量集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。

（2）二级负荷

①、中断供电将在政治上、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打断，需较长时间才能恢复，重点企业大量减产等。

②、中断供电将影响重要用电单位的正常工作者，如铁路枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等人员大量集中的重要的公共场所秩序混乱者。

（3）三级负荷不属于一级和二级负荷者。

2）、控制联锁要求

在化工装置中，有的自控系统中设有联锁；有的联锁系统要求的动作侧为停用电设备（如泵）或开用电设备，在电气条件中必须予以说明该联锁的原因侧、动作侧项目，以便电气专业配合自控专业完成相应的设计。