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工艺流程图

第六章工艺流程图

工艺流程图是表示化工生产工艺流程的示意图样，也是工程项目设计的一个指导性文件。

在设计过程中，化工流程图可按其设计阶段的要求、作用及内容详细程度的不同分为管道仪表流程图（PI或PID图）、带控制点工艺流程图和工艺流程图（PF或PFD图）。

由于化工流程图是借助统一规定的图形符号和文字代号，用图示的方法把建立化工工艺装置所需的全部设备、仪表、管道、阀门及主要管件，按其各自功能，为满足工艺要求和安全、经济目的而组合起来，以起到描述工艺装置的结构和功能的作用，所以本章将首先介绍流程图所遵循的规定，然后分别介绍管道仪表流程图、带控制点工艺流程图和工艺流程图。

6.1绘制化工流程图应遵循的规定

化工流程图的设计要遵循HG20559-93（国际通用设计体制和方法）《管道仪表流程图设计规定》。

具体到化工流程图的绘制应遵循下列规定：

⑴图纸规格

一般采用0号（A0）标准尺寸图纸，也可用1号（A1）标准尺寸图纸，对同一装置只能使用一种规格的图纸，不允许加长、缩短（特殊情况除外）。

⑵文字和字母的高度

汉字高度不宜小于2.5mm（2.5号字），0号（AO）和l号（A1）标准尺寸图纸的汉字高度应大于5mm。

指数、分数、注脚尺寸的数字一般采用小一号字体。

分数数字最小高度为3mm，且和分数线之间至少应有1.5mm的空隙，推荐的字体适用对象如下：

a.7号和5号字体用于设备名称、备注栏、详图的题首字；

b.5号和3.5号字体用于其他具体设计内容的文字标注、说明、注释等；

c.文字、字母、数字的大小在同类标注中大小应相同。

⑶图线宽度规定

所有线条要清晰、光洁、均匀，线与线间要有充分的间隔，平行线之间的最小间隔不小于最宽线条宽度的两倍，且不得小于1.5mm，最好为10mm。

在同一张图上，同一类的线条宽度应一致，一根线条的宽度在任何情况下，都不应小于0.25mm。

推荐在管道仪表流程图上的线条宽度，见本章附录一。

⑷管道仪表流程图设备图形符号（HG20559.2-93），见本章附录二。

⑸管道仪表流程图管道、阀门和管件图形符号（HG20559.3-93），见本章附录三。

⑹管道仪表流程图上的物料代号（HG20559.5-93），见本章附录四。

⑺管道仪表流程图上的缩写词（HG20559.5-93），见本章附录五。

⑻管道等级代号（HG20519.36-92），见本章附录六。

⑼管道仪表流程图隔热、保温防火和隔声代号（HG20559.6-93），见本章附录七。

6.2管道仪表流程图

6.2.1管道仪表流程图的作用、内容和分类

1．作用和内容

管道仪表流程图是借助统一规定的图形符号和文字代号，用图示的方法把建立化工工艺装置所需的全部设备、仪表、管道、阀门及主要管件，按其各自功能，为满足工艺要求和安全、经济目的而组合起来，以起到描述工艺装置的结构和功能的作用。

它不仅是设计、施工的依据，而且也是企业管理、试运转、操作、维修和开停车等各方面所需的完整技术资料的一部分。

管道仪表流程图有助于简化承担该工艺装置的开发、工程设计、施工、操作和维修等任务的各部门之间的资料交流。

图6-1为某工段管道仪表流程图。

从图中可看出，它一般包括以下几方面内容。

⑴图形用规定的图形符号和文字代号表示设计装置的各工序中工艺过程的全部设备、机械和驱动机，全部管道、阀门、主要管件（包括临时管道、阀门和管件）、公用工程站和隔热，全部工艺分析取样点和检测、指示、控制功能仪表，供货（成套、配套）和设计单位分工（如果有）的范围。

⑵标注对上述图形内容进行编号和标注；对安全生产、试车、开停车和事故处理在图上需要说明事项的标注；对设备、机械、驱动机等的技术特性数据的标注（如果需要）；设计要求的标注。

⑶备注栏、详图和表格。

⑷标题栏及修改栏。

2．分类

管道仪表流程图按管道中物料类别划分，通常分为两类：

工艺管道仪表流程图（简称工艺PI图）和辅助物料、公用物料管道仪表流程图（简称公用物料系统流程图）。

一个工厂是由若干个工艺装置和公用系统装置组成。

为了使图纸表达更清楚和完整，以物料类别来分类的管道仪表流程图，再可以分为装置内和装置间的管道仪表流程图，如下所示：

图8-1管道仪表流程图

6.2.2装置内工艺管道仪表流程图

下面参见图6-1，介绍装置内工艺管道仪表流程图的图示和标注方法。

1．图示方法

1）一般规定

⑴几个相同系统与不相同系统的表示方法

如下图所示，当某个流程是由几个完全相同系统（指各系统的设备、仪表、管道、阀门和管件完全相同）或几个不相同系统组成时，需要绘制一张总流程图，表示该流程各个系统间的关系，在总流程图上，每个系统用中线条长方框表示。

另外还要对单独的一个系统画出详细的PI图。

总流程图及一个系统的详细PI图，可以表示在一张图上，也可以表示在几张图上。

⑵待定及需要说明内容的表示方法

暂时定不下来的或没有落实的（包括订货）设备、机械、仪表、控制方案等和必须在图上说明的内容、注解、详图，如果需要表示出“待定”、“注”、“详图”、“说明”等的范围，可用细一×一线（一×—×一）圈出范围。

⑶供货范围责任分界的表示方法

成套（配套）供应或有限定供货范围的设备可用细双点划线把范围框起来，并注以供货对象缩写字母（B.B或B.V等）。

如图6-3所示，成套供应的压缩机机组，供货范围在设备法兰间交接。

设计或供货范围的责任分界，亦可以不用范围线框起来。

采用指示箭头和字母表示责任区分，如图6-4所示。

用来区分责任范围的字母有（见本章附录五）：

B.B：

由买方负责B.S：

由卖方负责B.V：

由制造厂负责

B.INST：

由自控专业负责B.PIPE：

由管道专业负责

成套设备范围框

图8-3成套（配套）供应设备的表示方法

2）图面布置

管道仪表流程图的图面布置要考虑以下几点。

⑴设备在图面上的布置，一般是顺流程从左到右，但同时也应顺管道的连接。

⑵塔、反应器、储罐、换热器、加热炉一般从图面水平中线往上布置。

⑶泵、压缩机、鼓风机、振动机械、离心机、运输设备、称量设备，布置在图面1/4线以下。

⑷中线以下1／4高度供走管道使用。

⑸其他设备布置在流程要求的位置。

例如：

高位冷凝器要布置在回流罐上面，再沸器要靠塔放置，吊车放在起吊对象的附近等。

6对于没有安装高度（或位差）要求的设备，在图面上的位置要符合流程流向，以便于管道的连接。

对于有安装高度（或位差）要求的设备及关键的操作台，要在图面上适宜位置表示出这个设备（或平台）与地面或其他设备（平台）的相对位置，注以尺寸（或标高），但不需要按实际比例画图。

⑺管道仪表流程图总图面的安排不宜太挤，四周要留有一定空隙，推荐与边框线的最小距离和一般图面安排如图6-5所示。

3）设备的图示方法

⑴主体设备的表示

用中线条绘出全部和工艺生产有关的设备、机械和驱动机（包括新设备、原有设备以及需要就位的备用设备）。

设备、机械的外形尺寸可不按比例绘制，但功能特征要表示恰当，参见图6-1设备的绘制。

设备的功能特征包括设备类别特征以及内部、外部构件。

内部构件是指设备的内部基本形式和特征构件：

塔板型式、塔的进料板、回流液板、侧线出料板、第一块板和最后一块板（并在这些塔板上用数字标明是第几块板）、内部分布板（器）、捕沫器、切线进料管、降液管、内部床层、反应列管、内部换热器（管）、插入管、防冲板、刮板、隔板、套管、搅拌器、防涡流板、过滤板（网）、升气管、喷淋管等。

外部构件如：

外部加热器（板）、夹套、伴热管、搅拌电机、视镜（观察孔）、大气腿等。

如遇到规定图形符号以外的设备和机械，应根据实物的类型特征和主要部件特点，简略表示出该设备、机械图形。

设备上的支承、裙座、吊柱等在图上不表示，但称重点要表示。

设备、机械及设备内外部构件的图形符号见本章附录二《管道仪表流程图设备图形符号》（HG20559.2-93）的规定。

值得注意的是图例中表示了网格和格栅点的基本模数，可用于图形的定位和比例。

⑵设备管口的表示

图中设备管口用一位英文大写字母或英文大写字母加数字（或数字加英文），外加正方形细线框表示，如图6-6中，设备F0130上表示的A、B、C、D、E、F、G1、G2、H、J、K、L1、L2管口。

对于非标设备，要与设备图管口编号一致。

设备的接管法兰一般不绘出。

图6-6设备管口表示方法

设备管口

⑶原有或续建设备的表示

原有设备需要表示时，用细点划线绘制。

管道仪表流程图上，通常不表示以后续建的设备和管道，如果要表示时，可用细虚线绘制。

⑷隔热设备的表示

对于需隔热的设备，在图中相应部位画出一段隔热层图例，如图6-7所示。

⑸地下或半地下设备的表示

地下或半地下设备应表示地面线图例（）和本体地下深度（EL99.300），如图6-6所示。

⑹复杂系统设备的表示

a.当一个系统比较复杂，为了分类把各类介质管道、仪表、阀门、管件等表示清楚，允许在相应PI图上多次重复表示某一台设备。

通常在每一张图上，只出现这台设备一次，并表示出某一类（或几类）工艺介质管道及相应的仪表、阀门、管件等。

b.某些设备，例如换热器的管程、壳程或二台、多台重叠在一起的设备，根据需要可以分开在不同的PI图上表示。

同时需要在这台画出一部分的设备旁，写清另一半设备出现的PI图图号，并标注各设备位号。

也可以用注解在同页PI图的备注栏中说明。

如图6-7，左图C0510换热器只表示设备的管程和它所连接的管道，同时注明壳程见图××-××，或者在备注栏中说明壳程所在的PI图图号。

右图是一个两台重叠在一起的设备，图中只画出下面的设备，并注明它与重叠在一起的另一台设备的位置关系和所在PI图图号。

图6-7分开画设备的PI图表示方法

（一）

c.在同页PI图上也可将换热器的管程、壳程或二台、多台重叠在一起的设备分开画，但应分别注明设备间的相互关系。

4）管道的图示方法

⑴主体管道的表示

在工艺管道仪表流程图上要表示出全部工艺管道；与设备、机械、工艺管道相连接的全部辅助物料和公用物料的连接管道（这些辅助物料和公用物料连接管只绘出与设备、机械或工艺管道相连接的一小段，在这一小段管道上要包括对工艺参数起调节、控制、指示作用的阀门、仪表和相应管件，并用管道接续标志表明与该管道接续的公用物料分配图图号）；生产、开停车、催化剂再生、气体置换、吹扫等用的管道（指明来去向和技术要求）；间断加料和出料的管道（或不用管道加料、出料，如用桶、袋加料、人工出料等表示加入或排出的示意箭头和物料名称）；放空和放净的管道。

工艺物料管道一般采用左进右出的方式。

在工艺管道仪表流程图上的辅助物料、公用物料连接管不受左进右出的限制，而以就近、整齐安排为宜。

放空或去泄压系统的管道，在图纸上（下）方或左（右）方离开本图。

在每根管道的适当位置上标绘物料流向箭头，箭头一般标绘在管道改变走向、分支和进入设备接管处。

所有靠重力流动的管道应标明流向箭头，并注明“重力流”字样。

在管道仪表流程图上的管道尽可能画成水平或垂直。

管道所用的图形符号见《管道仪表流程图管道和管件图形符号》（HG20559.3-93）的规定，即主物料管道用粗线条，其它管道用中线条。

⑵管道交叉和连接的表示

管道交叉（不相连）和连接有两种表示方法，在一套PI图上只能有一种表示方法，不能兼用两种方法。

第一种表示方法，如图a所示。

（a）

管道交叉（不相连）

管道相连

管道交叉（不相连）

管道相连

（b）

第二种表示方法，如图b所示。

图6-9管道交叉（不相连）和连接的表示方法

⑶图纸续接管道的表示

装置内各管道仪表流程图之间相衔接的管道，用图纸接续标志来标明，接续标志用中线条表示。

图纸接续标志内注明与该管道接续图号，接续标志旁的连接管线上（下）方，注明所来自（或去）的设备位号或管道号（管道号只标注基本管道号）。

如图6-12，左图在接续标志内注出管道接续图号0320-4，接续标志旁的连接管线上表示来自管道的基本管道号为PL-0315，而右图接续标志旁的连接管线上表示来自设备位号E0316。

⑷进出界区管道的表示

进出界区（装置）的管道要用管道的界区标志来标明，该标志用中线条表示。

在管道的界区标志旁的连接管线上（下）方标明来自（或去）的装置名称（或外管、桶、槽车等）和接续界区的管道号。

如图示，左图在接续标志旁的连接管线上方注出来自槽车，上方注出管道接续界区的图号，而右图接续标志旁的连接管线上方表示至某装置。

⑸隔热和伴热管道的表示

隔热和伴热管道按规定用文字代号在管道号的第五个单元中表示（见本节2-2管道的标注），因此一般情况下图上不表示图形。

只有当管道的局部位置有隔热层、加热（冷）伴管、夹套管要求时，才采用规定图形符号（HG20559.3-93）画一小段来表示，并注明要求，如图6-14所示。

如有规定图形符号以外的特殊隔热、保温形式时，按工程要求增补图形符号或文字代号，并表示在PI图首页上。

⑹地下管道的表示

地下管道（包括埋地管道和地下管沟中的管道）按规定图形符号表示，如图6-4左图所示。

如果设计有要求时，应注明埋地深度、坡度、埋地点等要求。

⑺液封及排气管的表示

管道上液封及排气管均应全部按特征画出，如图6-15所示。

工艺物料管道一般采用左进右出的方式。

在工艺管道仪表流程图上的辅助物料、公用物料

液封管

图6-15管道上液封及排气管的表示

⑻有供货划分的管道

有供货划分的管道，如果需要表示出各承担单位的供货范围，可用不同类别的线条在图上注明来区别表示。

如A方供货的管道用实线，B方供货的管道用双点划线表示等。

5）阀门和管件的图示方法

⑴阀门

用细线条按HG20559.3-93规定的图形符号绘出管道上所有的阀门，如图6-1按图例绘出了截止阀、疏水阀、止回阀和角阀。

⑵管件

用细线条按HG20559.3-93规定的图形符号绘出为工艺需要必须设置在管道上的连接法兰、活接头和管接头。

对于管道之间的一般连接，如：

标准弯头、三通以及焊接点、螺纹形式不需要表示。

用细线条按HG20559.3-93规定的图形符号绘出主要管件，包括特殊管件、不计入设备的管道元件，如：

各类管道过滤器、脉冲衰减器、消声器、静态混合器、管道混合器、引射器、阻火器、视镜、漏斗、检流器、蒸汽排放头、安全洗眼器、安全喷淋器、管道上的油水分离器、泡沫发生器等。

如图6-1按图例绘出了正拱形爆破片、6字盲板、异径管、管帽和螺纹管帽。

6）仪表的表示方法

管道仪表流程图上要以规定的图形符号和文字代号表示出在设备（机械）和管道上的全部仪表。

表示内容为：

⑴由仪表功能标志和仪表回路编号两部分组成的仪表位号；⑵表示仪表型式、安装位置的图形符号；⑶过程设备或管道引至检测元件或就地仪表的测量点和连接线的图形符号；⑷就地仪表与控制室仪表的连接线、控制室仪表之间的连接线、DCS内部系统连接线（也称信号线）的图形符号；⑸由执行机构与控制阀组成的执行器的图形符号，如图6-16所示。

仪表图形符号、文字代号由自控专业提供。

但读图需要了解仪表的表示方法，请参见《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》（HG/T20505-2000）。

图6-16管道仪表流程图上仪表的表示内容

7）工艺分析取样点的表示方法

绘制全部工艺分析取样点，按规定进行标注和编号。

标注方法如下：

编号框为10mm×10mm正方形，细线条。

带冷却器的取样点，要表示二个编号框，前面的框表示冷却器。

框内标注两部分。

第一部分：

类别代号，S——分析，A——自动分析。

第二部分：

编号，编号由两个单元组成。

第一单元为工序（主项）编号，可用一位数字表示，若工序超过9时，则使用两位数字，如上面取样点框内的03。

第二单元为顺序号，一般用两位数字，顺序号按每一个工序（主项）从01起流水顺序编号，如上面取样点框内的02。

2．标注方法

1）设备的标注

⑴设备（机械）位号和技术特性数据的标注方法

PI图上所有设备和机械要标注位号和名称，通常标注两处，第一处在设备旁，由设备位号和设备位号线组成。

注意：

不用引线引出位号线，也不允许将设备位号写在设备内。

第二处在设备相对应位置的图纸上方或下方，由设备位号、设备位号线和设备名称组成。

在图6-1中设备位号的标注如图6-17所示。

设备位号

第二处设备位号线

设备名称

设备位号

第一处设备位号线

C0101

高压二氧化碳加热器

D0101

脱氢反应器

C0102

高压二氧化碳冷却器

图6-17设备位号的标注

根据工程需要，可在设备名称下面标注该设备、机械、驱动机的主要技术特性数据和结构材料，如图6-16所示。

图6-18具有技术特性数据和结构材料的设备位号标注

如果图面简单，能清晰、直观，并不会造成误解，可以省去上述第一处的表示。

设备位号线用粗线条。

设备位号由两个部分组成，第一部分用大写英文字母表示设备类别；第二部分用阿拉伯数字表示设备所在位置（工序）及同类设备的顺序，一般数字为3～4位，如图6-19所示。

这两个部分又由三个单元表示。

第一单元为设备类别代号，第二单元为工序（或主项）代号，第三单元为在工序中同类设备的顺序号，如图6-20所示。

图6-20设备位号的单元组成

C0101

第一单元

设备类别代号

第二单元

工序（或主项）工程代号

第三单元