工艺流程设计
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表位号和控制方法。
(4)标注全部设备的位号和名称。
(5)表示全部管道的管道代号、管径、材料、保温等
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4.2.2 流程图图面绘制要求
流程图图纸尺寸及线条要求 (1)图幅尺寸
原则上一个主项画一张图,其幅面一般采用1号或2号图纸, 如流程复杂,可分成几部分进行绘制。
(2)设备图例比例
使图面视觉美观 : 过高、过大或过小的设备,其外形可以适当缩小或放大
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流体代号(物料代号)表示方法:
(1)按国家标准《管路系统的图形符号,管路(GB6567.2—86)》 作出的规定,以介质(物料)英语名称的第一字母大写表示,如: 空气(air)为“A’,蒸汽(steam)为“S”, 油(oil)为“O”,水(water)为“W; (2)以分子式为代号,如硫酸为“ H2SO4”; (3)采用国际通用代号,如聚氯乙烯为“PVC”等表示。 此外也可以在类别代号的右下角注以阿拉伯数字,以区别该类物料 的不同状态和性质。化工系统有关部门根据化工专业特点,还作了 一些具体规定,如表4-1所示。在工程设计中遇到本规定以外的物 料时,可予以补充代号,但不得与表4-1中的代号相同。
(3)线条要求
主要物料管道用粗实线(0.9mm); 辅助物料管道用中粗实线(0.6mm); 设备轮廓、管道上的各种附件、局部地坪线、尺寸线、仪 表引出线及连接线用细实线(0.3mm)。
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流程图中设备的绘制和标注方法 设备的绘制 常用设备的外形画法可参照图例绘制,如附 录2表2-1。若没有图例,可绘其象征性的简 单外形,以表明该设备的特征; 在流程图上一律不表示设备的支脚、支架、 基础和平台; 设备的布置,原则上按流程图自左至右,要 求图面饱满匀称,清晰整齐;
第4 章
工艺流程设计
1
4.1 概述
工艺流程设计的目的和任务
目的:用图解形式来表达整个生产工艺过程
任务:
(1)确定生产工艺流程中各个过程的具体 内容、顺序和组织形式。 (2)绘制工艺流程图。
2
工艺流程设计的重要性
决定车间的命运; 化工设计最主要的一环;
关键性步骤
3
工艺流程的设计顺序:
从化工设计工作进程看: 在可行性研究中、生产工艺路线选定后开始 在初步设计、扩初设计和施工设计各个阶段, 随着工艺专业和其他专业设计工作的进展,不 断地进行补充和修改,然后在最后才完成,
E.原料的循环利用
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4.2 流程图绘制方法
各设计阶段的设计成果表现为各种图纸、表格及说明 不同的设计阶段有不同的工艺流程图 项目建议书、
全厂(车间、总装置)物料流程图
可行性研究阶段 工段方案流程图 初步设计阶段 物料流程图 带控制点工艺流程图 带控制点工艺流程图 辅助管道系统与蒸汽伴管系统图 12
6、确定公用工程的配套设施
7、确定三废治理方法
8、确定安全生产措施 9、画出工艺流程图
6
确定整个流程的组成
例如:合成氨生产工艺
煤或油
NH3
造气
水蒸气
变换
精炼
合成
己内酰胺生产工艺
苯
加氢
氧化
羟胺
肟化重排
返回
H2
O2
硝酸
H2
7
确定各个过程或工序的组成
例如:合成氨工艺中的变换工段
H2, N2, CO,CO2 少量惰性气体 变换反应 水洗 碱洗
施工图阶段
4.2.1 基本要求
A.流程框图(P.89 图4-62) ※用方框及文字表示主要的工艺设备及过程; ※用箭头表示物流方向。 B.流程示意图 ※用图例表示出主要工艺设备;
※用箭头表示物流方向;
※标注主要工艺设备的位号和名称。 C.流程简图(P.92 图4-63)
※用图例表示出主要工艺设备及部分关键的辅助设备;
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18
19
20 返回
流程中若有几台相同设备并联,可以只画 一台设备,其余几台用细实线方框表示, 在方框内注明位号,并画出通往该设备的 支管。
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设备的标注方法
1 2 3 4 5 数量标识符(相同设备尾号) 设备顺序编号 工序、工段或车间代号 设备分类代号
例:H0101A 表示第一车间第1A#换热器
放净阀
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旁路调节法: 在泵的进出口旁路 管道上设置调节阀, 使一部分液体从出口 返回到进口管线。
调节阀(旁路)
优点:调节阀直径较小, 可用于介质流量偏低 的场合。 缺点:泵的总效率降低。
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调速法 : 电磁调速法 :用电磁吸合原理
调节驱动力矩来调节泵的转速 优点:节能;驱动机和调速设施 投资相对变频调速小 缺点:驱动机的总效率降低
A——管道材质代号;
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管道材质代号: A──铸铁及硅铸铁 C──普通低合金钢 E──不锈钢耐酸钢 G──非金属 管道压力等级号: 0──0.6MPa 2──1.6 MPa 4──4.0 MPa 6──10.00 MPa
B──碳素钢 D──合金钢 F——有色金属 H──衬里管 1──1.0 MPa 3──2.5 MPa 5──6.4 MPa
位号应标注在设备内或附近空白处,位号和名称 用粗实线分开,位号写在上面如:
R 101 ××反应器
注:设备位号应与初步设计一致,若施工图设计中设备增加,则 位号应按顺序增补;如有取消,原有设备位号不再使用。 22
流程图物料管道绘制方法
管道、管件及管道附件表示方法 管道、管件及管道附件图例及常用阀门图例, 如附录2附表2-2和附表2-3。
变换反应: 水洗 碱洗 返回
CO H 2O CO2 H 2 CO2 H 2O H 2CO3 CO2 NaOH Na2CO3 H 2O
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确定控制方案
离心泵的流量控制
9
液位控制
返回
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4.1.3 从工艺角度进行流程设计
A.反应过程 根据反应过程的特点、物性和工艺条件决定反应 器类型及操作方式,根据产品特点选择连续或间 歇生产方式。 B.原料预处理过程 C.产物的后处理 (1)反应副产物的分离 (2)未反应的反应物返回循环利用 (3)产物净化与分离 D.产品包装
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24
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固体物料除用粗虚线表示外,还要写出物料名称。
当工艺流程比较复杂,辅助系统图应分开绘制。
在辅助系统流程中,辅助管道只绘制与设备相连 的进出口一段支管,并注明代号、编号及管道规格, 而辅助管道总管与分管相连的部分由辅助系统图来表
示。
如果该项目主流程比较简单,则可不另画辅助系 统图,辅助管道总管要在流程图画出来,并画出辅助 管道上的附件、仪表,并将图名改为工艺管道和辅助 管道及仪表流程图。
※用箭头表示物流方向; ※标注工艺设备的位号和名称;
※以图例表示出主要控制回路仪表的参数、功能、控制方法。 13
D.物料流程图(P.93 图4-64)
※用图例表示出主要工艺设备及部分关键的辅助设备;
※用箭头表示物流方向; ※标注工艺设备的位号和名称; ※用表格形式表示出各流股的温度、压力、流量、组分含量百 分比;在有热量变化的过程或设备旁,标出热量计算值。
它贯穿于整个设计过程 由浅入深 由定性到定量 逐步分阶段进行
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4.1.1工艺流程设计的原则
工艺流程设计应遵守以下几个原则: 1、产品质量原则: 尽可能采用先进设备、先进的生产方法和成熟的流程。 2、资源利用原则: 就地取材,充分利用本地资源、减少原料组织与运输。 3、节能原则: 选用的设备效率要高,要降低原材料消耗及水电汽的消耗。 4、安全生产原则:
4.3 带控制点的工艺流程
4.3.1 化工典型设备的自控流程 输送设备的自控流程设计
输送设备: 固体输送设备:输送带、斗提机 流体输送设备:离心泵、容积式泵、真空泵、压缩机 流体输送设备的控制变量:流量、真空度或压力
A.离心泵
离心泵流程设计的一般要求: (1)泵的入口和出口均需设置切断阀; (2)出口处应安装止回阀; (3)在泵的出口处应安装压力表; (4)泵出口管线的管径一般与泵的管口一致或放大一档; (5)泵体与泵的切断阀前后的管线都应设置放净阀。
E.公用工程系统图
※用方框、文字表示使用公用工程的工艺设备及过程; ※用箭头表示物流方向。
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F.带控制点的工艺流程图(P.93 图4-65)
(1)用图例表示出全部工艺设备。
( 2 )用图例表示工艺物料和辅助管道的流向及工艺物
料管道上的阀门,异径管等有关附件,但不必绘出法 兰、弯头、三通等一般管件,流程图管道的连接位置 应与配管图基本一致。 ( 3 )用图例表示出控制回路、仪表的参数、功能、仪
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④ 保温代号
※保温代号包括伴管尺寸和隔热代号。 ※伴管尺寸与主管标注方法相同,应标出管经和壁厚 ※隔热代号:一般常压可不标 H──保温 O──导热油伴热供温 JO──热油夹套保温
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流程图中自控及仪表的表示
工艺生产流程中的仪表及控制点应该在流程图的有关
管道上的大致安装位置用图例、位号两部分给以表示:
充分预计生产故障,以便及时妥善处理,保证生产的稳定性。
5、经济效益原则: 这是一个综合的原则,应从原料性质、产品质量和品种、生产
能力以及发展等多方面考虑。
5
4.1.2工艺流程设计的任务
1、确定整个流程的组成 2、确定每个工序的组成 3、确定操作条件 4、确定控制方案
5、确定物流和能量的合理利用方案
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控制仪表与主流程设备管道及辅助管道有联系时应
分别在流程图和辅助管道上适当表示。 当不同的管道有交叉时,同一幅图应以“横断,竖 不断”、“辅断主不断”的原则。 同一图纸上的管道无论相隔多远,必须用管线连接, 不能用文字表示,对于接到另一张图纸和进出车间 的管道要用方框箭头并用文字注明至某设备或管道
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常用物料代号规定
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车间代号:
车间代号与前面“设备位号”的编制方法相同。
管段代号:
即各管段的编号或管段顺序号,每一管段的编号不能重复,一般 按物流先后排序。
②管道规格
管道规格应标出管经和壁厚。
③管道等级
管道等级号由两个英文字母及一个数字组成; 如上例B2A中: B——同一材质同一压力等级的顺序号,A、B、C、D等; 2——管道压力等级号;
(2)
×××吨/年×××车间(界区)××工段 工艺管道及仪表流程图
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流程图辅助管道及仪表系统图
不同的专业有不同的辅助管道 工艺专业: 包括蒸汽、冷凝水、给排水、压缩空 气、真空等系统 自控专业:压缩空气、真空、电路、电缆等系统 (1)在流程图上未曾画出的辅助管道系统必须单独绘 制,每一种辅助管道系统绘制一张系统图。 ( 2 )图上的设备一般用矩形框以细实线表示,框内标 注设备位号及设备名称或管道代号。 ( 3 )图上必须表示该辅助管道总管和支管上的全部阀 门、异径管及控制点等。图纸名称可写为: ×××吨/年×××车间(界区)××工段 蒸汽管道及仪表流程图 37
的图号,以表示来源或出处,如排水或排污管必须
用文字说明排入何处。
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管道的标注方法
PL-1301-80-B2A-H
保温等级 管道等级 公称直径 管段代号 介质代号
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①管道代号 管道代号包括流体代号、车间代号和管段代号。 管道代号应分段编定,其分段编号用管段代号 表示。管道的分段可按设备到设备之间为一段, 亦可取设备到管道分支点为一段。流程图、系 统图和管道布置图上相应的管道代号必须一致。
调速电机驱 动的离心泵
变频调速法: 用调节频率改变
驱动电机转速来调节泵的转速 优点:相对电磁调速更节能;泵 的总效率高 缺点:驱动机和调速设施投资大
离心泵的调速调节原理图
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多分支调节法 :
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B.容积式泵(往复泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵)
特点:当流量减小时容积式 泵的压力急剧上升。 设计时注意:不能在容积式 泵的出口管道上直接安 装节流装置来调节流量 流量的控制方法: 旁路调节 改变转速 改变冲程大小 图4-4是旋涡泵的流量调节 流程,此流程亦适用于 其他容积式泵。
图例见附录2 表2-4所示 仪表位号由字母代号和阿拉伯数字编号组成 标注仪表位号的方法: PI 801
管道或设备
仪表图例
字母代号写在圆圈的上半部分,
数字编号写在圆圈的下半部分。
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Βιβλιοθήκη Baidu程图图纸名称
在图纸的右下方为图签,图签中主标题栏中应写上图纸的 名称,例如: (1) ×××吨/年 ×××车间××工段 带控制点工艺流程图
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离心泵流量的控制方法:直接节流、旁路调节、调速法 直接节流法:
在泵的出口管线上设置调节阀,利用阀的开度变化来调节流量
优点:简单
流量(F) 记录(R) 控制(C)
调节阀(节流)
止回阀
缺点:不适用 于正常流量 切断阀 低于泵额定 流 量 的 30% 以下的场合; 调节阀直径 较大。
压力(P) 指示(I)