化工工艺图

10.3.2　化工工艺图

化工工艺图是描述化工生产工艺步骤和设备连接顺序，并说明物料的流向和能量的传递情况，将生产顺序、设备布置、管道布置等表示出来的图样。化工工艺图包括工艺流程图、设备布置图、管道布置图等。

1.工艺流程图

工艺设计的核心是工艺流程设计，工艺流程是以化学反应为核心，并连接反应前后对物料进行处理的工艺步骤，形成一个由原料到产品的生产工艺程序。流程设计的主要任务在于两方面：一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序、组合方式；二是绘制工艺流程图。

工艺流程图是采用展开画法，用图例、符号、代号等把化工工艺流程和所需要的全部设备、机器、管道、阀门、管件和仪表表示出来的图样。根据设计过程中所需表达的侧重点不同，工艺流程图可分为：方案流程图、物料流程图和管道及仪表流程图。

1）首页图

在工艺设计施工图中，将所采用的部分规定以图表形式绘制成首页图，以便于识图和更好地使用设计文件。首页图包括以下内容：①管道及仪表流程图中所采用的图例、符号、设备位号、物料代号及管道编号等；②装置及主项的代号及编号；③检测和控制系统的图例、符号、代号等；④其他有关需要说明的事项。

2）工艺方案流程图

工艺流程图是按照工艺流程的顺序，将设备和工艺流程线从左向右展开画在同一平面上，并附以必要标注说明的一种展开性示意图，如图10.24所示。

（1）设备的画法如下。

①用细实线从左至右、按流程顺序依次画出能反映设备大致轮廓的示意图。设备轮廓一般不按比例绘制，但要保持它们外形的相对大小及位置的相对高低。

②设备上重要接口的位置，应大致符合实际情况。两个或两个以上的相同设备可只画一个。

图10.24　脱硫系统工艺方案流程图

（2）流程线的画法如下。

①用粗实线画出各设备之间的主要物料流程，用中粗线画出其他辅助物料的流程线，流程线一般画成水平或垂直，转弯处一律画成直角。

②在两设备之间的流程线上至少有一个方向箭头。当流程线交错时，应将其中一条线断开或绕弯通过。其中同一物料线交错，按流程顺序“先不断、后断”；不同物料线交错，按是否主辅流程线，“主不断、辅断”将流程线断开。

（3）标注方法如下。

①将设备的名称和位号，在流程图上方或下方靠近设备示意图的位置排成一行。

②设备位号由设备分类代号、工段代号（两位数字）、设备顺序号（两位数字）和相同设备数量尾号（大写拉丁字母）四部分组成（见图10.25），常用设备代号见表10.8。

③在流程线开始和终止的上方，用文字说明介质的名称、来源和去向。

图10.25　设备位号

表10.8　部分设备类别代号表（摘自HG/T　20519.35—2009）

3）管道及仪表流程图

管道及仪表流程图又称PID、施工流程图，是用图示方法把化工工艺流程和所需的全部设备、机器、管道、阀门及管件和仪表表示出来的更为详细的工艺流程图，是设计和施工的原始依据，管道及仪表流程图，如图10.26所示。

（1）管道及仪表流程图的画法如下。

①设备与管道的画法与方案流程图的规定相同。

②管道上所有的阀门和管件用细实线按标准规定图形符号（见表10.9）在管道的相应位置画出。

③仪表控制点用细实线在相应的管道或设备上用符号画出，符号包括图形符号和字母符号，它们组合起来表达仪表所处理的被测变量和功能。仪表图形符号是一个直径为10mm的细实线圆圈，用细实线连接到设备轮廓或管道测量点上，如图10.27所示。

图10.26　天然气脱硫系统工艺管道及仪表流程图

图10.27　仪表的图形符号

表10.9　常用阀门、管件及管道附件图例（摘自HG/T　20519.32—2009）

（2）管道及仪表流程图的标注方法如下。

①设备的标注　与方案流程图的规定相同。

②管道流程线的标注　除标注方案流程图的内容外，还要标注管道组合号。管道组合号前面一组由管道号和管道公称直径组成，两者之间用一短线隔开；后一组由管道等级和隔热（隔声）代号组成，两者之间用一短线隔开。管道组合号一般标注在管道的上方，必要时可以将前、后两组代号分别标注在管道上、下方；垂直管道代号标注在管道左方，如图10.28（a）所示。常见物料代号、公称压力等级代号、管道材质代号、隔热隔声代号分别如表10.10至表10.13所示。

③仪表及位号的标注　仪表位号由字母代号和阿拉伯数字编号组成，第一位字母表示被测变量，后面的字母表示仪表功能。在工艺管道及仪表流程图中，将仪表位号的字母填写在上半圆，字母代号填写在下半圆，如图10.28（b）所示。常见仪表功能字母组合示例代号见表10.14。

图10.28　管道组合号、仪表位号及标注

表10.10　部分物料名称及代号（摘自HG/T　20519.36—2009）

表10.11　部分管道公称压力等级代号（摘自HG/T　20519.38—2009）

表10.12　管道材质代号（摘自HG/T　20519—2009）

表10.13　部分隔热及隔声代号（摘自HG/T　20519.30—2009）

表10.14　部分被测变量及仪表功能字母组合示例

2.设备布置图

设备布置图是用来表示设备与建筑物、设备与设备之间的相对位置，能直接指导设备安装的图样。它是进行管道布置设计、绘制管道布置图的依据。

设备布置图的内容有：一组视图（表达建筑物的基本结构和设备在其内、外的布置情况）；尺寸及标注；安装方位标及标题栏。设备布置图如图10.29所示。

1）设备布置图的画法

（1）厂房的平面图和剖面图用细实线绘制，用细点画线表达建筑物的定位轴线，与设备安装定位关系不大的门、窗等构件在剖面图上不予表达。

（2）在厂房平面图中，设备的轮廓线用粗实线，设备支架、操作平台等基本轮廓用中粗线，设备的中心线用细点画线（多台规格相同的设备只画出一台，其余用粗实线简化画出基础轮廓）；在厂房剖面图中，用粗实线画出设备的立面图（被遮挡的设备轮廓一般不予画出）。

图10.29　天然气脱硫系统设备布置图

（3）方位标由直径20mm的粗实线圆圈和水平、垂直两轴线构成，并在水平、垂直方位上标注0°、90°、180°、270°字样。

2）设备布置图的标注方法

（1）标注厂房定位轴线间尺寸；标注设备和基础的定形定位尺寸；在设备中心线上方标注设备位号和名称。

（2）标注厂房室内外地面标高；标注厂房各层标高；标注设备基础标高。标高的英文缩写为“EL”，基准地面的设计标高为EL100.000（单位为m，小数点后取三位），高于基准往上加，低于基准往下减。设备标高标注规定如下：①卧式换热器、槽、罐以主轴中心线标高表示，即“φEL×××.×××”；②立式换热器、反应器等以支撑点标高表示，即“POS　EL×××.×××”；③泵、压缩机以中心线标高表示，即“EL×××.×××”；或以底盘地面标高表示，即“POS　EL×××.×××”；④管廊和管架，以架顶标高表示，即“TOS　EL×××.×××”。

3.管道布置图

管道布置图又称配管图，既是表达设备、机器之间的管道连接及阀门、管件、管道附件、仪表控制点等安装位置的图样，又是管道安装施工的重要依据。

如图10.30所示，管道布置图的内容有：一组视图（表达建筑物的基本结构和设备、管道、管件、阀门、仪表控制点的布置安装情况）；尺寸及标注（确定管道、管件、阀门、仪表控制点等的平面位置尺寸和标高尺寸；建筑物的定位轴线标号、设备位号、管道顺序号、仪表控制点代号）；安装方位标；表格（设备上各管口的资料）及标题栏。

1）管道布置图的画法

（1）管道的表示法　公称直径DN小于和等于350mm（或14in）的管道，用单线（粗实线）表示；DN大于和等于400mm（或16in）的管道，用双线（粗实线）表示，如图10.31所示。

（2）管道的弯折表示法　管道弯折表示法如图10.32所示。

（3）管道交叉和重叠表示法　管道交叉和重叠表示法如表10.15所示。

表10.15　管道交叉和重叠表示法

（4）管道连接的表示方法　常见管道连接的方法有四种：法兰连接、承插连接、焊接和螺纹连接，如图10.33所示。

（5）阀门和控制元件　阀门在管道布置图中的表示方法和连接方法见表10.16，阀门和控制元件的组合方式如图10.34所示。

图10.30　管道布置图

图10.31　管道的表示法

图10.32　管道的弯折表示法

图10.33　常见管道连接表示法

图10.34　阀门和控制元件组合方式

表10.16　阀门及连接方法图例（摘自HG/T　20519—2009）

（6）管架的表示　管架是用来支承、固定管子的，可采用不同形式安装并固定在建筑物或基础上。在图形上应标注管架号，管架号由五部分构成，如图10.35所示。管架的画法和管架类别代号，管架生根部位结构代号可查阅相关标准手册。

图10.35　管架号的构成

2）管道布置图的标注方法

（1）建筑物和设备的标注　与前面设备布置图相同。

（2）管道的标注　用单线表示的管道在上方标注与施工流程图一致的管道代号，在下方标注管道标高。当标高以管道中心为基准时，标注“EL×××.×××”；当标高以管底为基准时，标注“BOP　EL×××.×××”。