工藝設(shè)計(jì)及PFD設(shè)計(jì)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！工藝設(shè)計(jì)及PFD設(shè)計(jì)在化工裝置設(shè)計(jì)中，除了工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)以外，還有管道、設(shè)備、機(jī)械、建構(gòu)筑物、公用工程、電氣、儀表、安全衛(wèi)生、消防、分析化驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工作，還要從全局考慮總平面布置、原料溝通，相互配合，才能完成整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)。這就要求化工工程師不僅地應(yīng)用、執(zhí)行它，同時(shí)還要具備較廣泛的相關(guān)專業(yè)知識(shí)。國(guó)內(nèi)工程設(shè)計(jì)階段一般分為初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段，國(guó)段。在化工工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，工藝流程設(shè)計(jì)的各個(gè)階段的設(shè)計(jì)成果都blockflowsheetsimplifiedflowsheet工藝物料流程圖（ProcessFlowDiagram即PFD）和管道儀表流程圖（Piping&InstrumentationDiagram即P&I工藝流程圖(ProcessandControlDiagram即PCD代替P&ID)〉等種類。對(duì)于醫(yī)藥行業(yè)來(lái)說(shuō)，根據(jù)其特有的生產(chǎn)潔凈區(qū)級(jí)別要求，還有人員-MaterialandPersonnelFlow境區(qū)域劃分示意圖（PlantSchematicandProcessFlow）等。1下面對(duì)工藝設(shè)計(jì)、工藝包設(shè)計(jì)內(nèi)容及PFD的設(shè)計(jì)作簡(jiǎn)單介紹。一、工藝設(shè)計(jì)1、工藝專業(yè)設(shè)計(jì)和工藝包從廣義上講工藝設(shè)計(jì)應(yīng)包含工藝專業(yè)設(shè)計(jì)和工藝包設(shè)計(jì)兩方面的內(nèi)容。工藝專業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)一個(gè)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)流程先進(jìn)行基工藝專業(yè)為主，完成PFD(工藝物料流程圖ProcessFlowDiagram)的可是其它專利商提供的技術(shù)。工藝包一個(gè)專門的技術(shù)名詞，它特指包含一個(gè)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)技制方案、所采用的原料以及生產(chǎn)該產(chǎn)品的原料及公用物料的消耗量。一，也是使用最頻繁的計(jì)算。當(dāng)生產(chǎn)流程基本確定后，只有完成上述2都盡量利用起來(lái)，這就需要應(yīng)用“能量綜合設(shè)計(jì)”的技術(shù)。工藝包設(shè)計(jì)的依據(jù)是已批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告、總體設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料，據(jù)此進(jìn)行工藝包設(shè)計(jì)。工藝包設(shè)計(jì)應(yīng)完成的主要任務(wù)有：繪制PFD、完成工藝物料平衡則、進(jìn)行安全分析（ProcessSafetyReviewRiskAssessment）等。在工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，工藝專業(yè)要和不同專業(yè)互提條件。發(fā)出條接受條件專業(yè)的設(shè)計(jì)依據(jù)，是很重要的技術(shù)文件。這一階段中，主要工作是由工藝設(shè)計(jì)人員、其它專業(yè)的有關(guān)人員此階段是整個(gè)設(shè)計(jì)工作全面展開的基礎(chǔ)。2、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)少項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)工作就變成無(wú)米之炊，是無(wú)法開展的。工程項(xiàng)目只能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。業(yè)主根據(jù)合同的要求，應(yīng)按時(shí)提出設(shè)計(jì)單位所需的全部項(xiàng)目設(shè)計(jì)3能正式作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供給設(shè)計(jì)人員使用。工藝和工藝系統(tǒng)專業(yè)是從項(xiàng)目經(jīng)理那里拿到業(yè)主認(rèn)可的項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，依據(jù)這些數(shù)據(jù)開始設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作。項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如果有變更，目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，有了設(shè)計(jì)變更通知設(shè)計(jì)人員才能修改有關(guān)的設(shè)計(jì)文件。甚至影響整個(gè)項(xiàng)目的合同規(guī)定，所以對(duì)此應(yīng)當(dāng)十分慎重。工藝及工藝系統(tǒng)專業(yè)至少應(yīng)當(dāng)?shù)玫较铝袛?shù)據(jù)，才有條件開展設(shè)計(jì)工作。（1）所采用的工藝技術(shù)路線及其依據(jù)，裝置的年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，年操作小時(shí)數(shù)及裝置操作彈性、操作制度、設(shè)計(jì)工況。（（要求。（4）產(chǎn)品方案及產(chǎn)品性能。（5）公用物料的各項(xiàng)規(guī)格要求及界區(qū)條件（溫度、壓力、水質(zhì)分（6）提出原材料、輔助原材料、催化劑、化學(xué)品、工藝過(guò)程中公（）提出工藝過(guò)程排出物（氣體、液體、固體等）排放源、排放數(shù)量及其組成。4（8）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)，供電及電信系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)。（9）設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。3、工藝包設(shè)計(jì)內(nèi)容工藝包設(shè)計(jì)文件一般應(yīng)包括以下內(nèi)容。設(shè)計(jì)范圍。說(shuō)明工藝包包括的范圍及生產(chǎn)規(guī)模。生產(chǎn)要求。案以及工程設(shè)計(jì)所必須的工藝物料的物化性質(zhì)數(shù)據(jù)。慮到負(fù)荷的波動(dòng)及各主要工況，作為工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。PFD閥件設(shè)置，物流數(shù)據(jù)（流量、組成、溫度、壓力等特性）以及控制、聯(lián)鎖方案。質(zhì)名稱、操作壓力、操作溫度、材質(zhì)等。備的材質(zhì)要求、傳動(dòng)機(jī)械要求及必要的設(shè)備條件圖。5P&ID0版。表示管道尺寸、材料等級(jí)、伴熱、閥門、絕熱（保溫/保冷）等級(jí)、安全閥系統(tǒng)、管道編號(hào)、儀表及控制回路等。儀表數(shù)據(jù)表、控制原理圖、報(bào)警聯(lián)鎖表。條件、管道尺寸、管道材料、保溫等。初步布置圖。表示主要設(shè)備布置和占地面積。特殊管道材料等級(jí)規(guī)定。生產(chǎn)操作和安全規(guī)格的要求。分析化驗(yàn)的要求。特殊的檢修要求。界區(qū)備件表。二、工藝物料流程圖（PFD）的設(shè)計(jì)PFDPFD的設(shè)工序之一。PFD是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性文件之一，在工藝設(shè)計(jì)階段完成。發(fā)布之后有關(guān)專業(yè)必須按PFD圖進(jìn)行工作，并只能由工藝專業(yè)解釋和修改。1、PFD的設(shè)計(jì)內(nèi)容6PFD流股號(hào)對(duì)應(yīng)的包括物流組成、溫度、壓力、狀態(tài)、流量及物性等主要物流計(jì)算結(jié)果的物料平衡表，可表示在PFD上，或單獨(dú)出版，根據(jù)信號(hào)走向；標(biāo)出泵的流量和進(jìn)出口壓力、塔的實(shí)際板數(shù)及規(guī)格、換熱器的熱負(fù)荷等。PFD必須反映出全部工藝物料和產(chǎn)品所經(jīng)過(guò)的設(shè)備、主要物料的管道、并表示出進(jìn)出界區(qū)的流向。對(duì)于公用工程，如水、冷凍鹽水、氮?dú)?、工藝用壓縮空氣、蒸汽及冷凝液系統(tǒng)僅表示工藝設(shè)備使用點(diǎn)的進(jìn)出位置。PFD定）圖（LEADPFD設(shè)計(jì)中的設(shè)備畫法、設(shè)備編號(hào)、儀有在PFD下面分別簡(jiǎn)述設(shè)備、工藝物流和主要控制方案的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和畫法。（1）設(shè)備在PFD中，設(shè)備用細(xì)實(shí)線簡(jiǎn)單繪出，如有多臺(tái)相同設(shè)備并聯(lián)時(shí)，可以只畫出一臺(tái)，但要標(biāo)明位號(hào)，而對(duì)于需要再生的設(shè)備，需全部繪出。主要設(shè)備盡可能按適當(dāng)比例畫出相對(duì)位置、大小，而設(shè)備的基礎(chǔ)、裙座和管接頭不表示。一般在設(shè)備附近標(biāo)注設(shè)備位號(hào)，并在圖7備名稱及規(guī)格。一般情況下，靜設(shè)備在圖紙上部、動(dòng)設(shè)備在圖紙下部表示。也有另外一種表示方式：對(duì)于容器類、壓縮機(jī)類設(shè)備在圖上方標(biāo)示設(shè)備名稱、位號(hào)及規(guī)格，并在圖中設(shè)備附近標(biāo)示設(shè)備位號(hào)，而泵類、換熱器類設(shè)備旁邊一般只標(biāo)位號(hào)及規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的主要規(guī)格和參數(shù)通常為：泵應(yīng)注明正常流量和吸入、的正常負(fù)荷。設(shè)備外形表示方法如下;離心泵用圓圈加底座組合表示，進(jìn)料指向圓心。往復(fù)泵以┤形與一端不封閉的長(zhǎng)方塊表示。換熱設(shè)備用圓圈或設(shè)備外形表示。輔助設(shè)備。如型式尚未確定，可用方塊表示。反應(yīng)器要畫出主要元件，如篩板、催化劑框等。分離器也要表示出內(nèi)件。槽、罐類設(shè)備要畫出隔板、液封。噴射器、其它特殊設(shè)備，如造粒塔、電解槽、電石爐、空氣磨等盡可能畫出實(shí)物大致外形。（2）工藝物流在PFD中，工藝物流用粗實(shí)線繪出，并用箭頭標(biāo)示物流的去向。再生系統(tǒng)的物流用細(xì)實(shí)線標(biāo)出。主要物流應(yīng)標(biāo)注流股號(hào)（除PFD外，PFD上對(duì)應(yīng)物流的8組成、溫度、壓力、流量狀態(tài)和相關(guān)物性。在一張圖中，與其它圖相關(guān)的物流應(yīng)標(biāo)明物流來(lái)源和去向。在PFD中，關(guān)鍵物流應(yīng)標(biāo)明溫度量。PFD中對(duì)物流的標(biāo)注至少應(yīng)包括下列內(nèi)容。及特殊重要的閥門外，其它情況的閥門一律不在圖上畫出。要表示正常生產(chǎn)條件下的放空和排液管道。度。當(dāng)排放口的高度有要求時(shí)，要注明排放高度。工藝用蒸汽、凝液、冷卻水、冷凍鹽水、工廠空氣管線以及氮封管線，一律不畫進(jìn)出總管。流股號(hào)在菱形框內(nèi)按順序用阿拉伯?dāng)?shù)字編寫。一般用三位數(shù)字表示，第一位表示單元或工段，后兩位表示序號(hào)。設(shè)備間的物料流向用帶箭頭的實(shí)線表示。進(jìn)出裝置界區(qū)的物料流向以圓圈中的箭頭表示；圖紙之間用長(zhǎng)方框（或帶箭頭的長(zhǎng)方形）表示物料的來(lái)源或去向。冷卻水、蒸汽、凝液、工廠空氣等在無(wú)特殊要求情況下不標(biāo)明來(lái)源和去向。（3）主要控制方案在PFD中，應(yīng)標(biāo)示出全部的控制回路及其相關(guān)儀表和調(diào)節(jié)閥。例9控制回路等。儀表僅表示出儀表類型，如溫度儀表、壓力儀表等。調(diào)回路中，應(yīng)用箭頭標(biāo)示信號(hào)去向。對(duì)于由組分控制的回路，應(yīng)標(biāo)明需要檢測(cè)的主要組分。2、單元設(shè)備的典型設(shè)計(jì)化工生產(chǎn)過(guò)程中需要使用各種單元設(shè)備，每種單元設(shè)備對(duì)工藝流握各種單元設(shè)備的典型設(shè)計(jì)，再結(jié)合工藝流程和工程項(xiàng)目的特殊要參見例圖。（1）泵在PFD中，泵一般繪在圖的下部。同時(shí)繪出與泵相連的工藝物流即可。在泵的附近，盡量在泵的正下方，標(biāo)明泵的位號(hào)、吸入壓力、排出壓力和正常操作時(shí)的流量。（2）容器容器分臥式容器和立式容器兩種。容器需根據(jù)容器在流程中的相對(duì)位置在圖面上布置。在PFD中，應(yīng)繪出與容器相關(guān)的主要工藝物流及與主要控制回路相關(guān)的輔助物流。容器的名稱、規(guī)格和位號(hào)在PFD中容器正上方靠近頂部標(biāo)出，同時(shí)在容器的附近也標(biāo)出容器位號(hào)。容器內(nèi)的主要部件（如除沫器）應(yīng)在PFD中繪出。容器的操作10操作壓力應(yīng)在圖中標(biāo)出。（3）塔在PFD中，塔一般在圖的中部繪制。同時(shí)，應(yīng)繪出與塔相關(guān)的主號(hào)在PFD塔內(nèi)的主要部件應(yīng)在PFD中繪出，如塔的實(shí)際板數(shù)或填料段數(shù)、進(jìn)點(diǎn)的相對(duì)位置，如塔的壓力控制回路、靈敏板溫度回路、回流控制回路和塔釜液位控制回路等，還要標(biāo)出塔的操作溫度、操作壓力。塔的周邊設(shè)備應(yīng)根據(jù)流程中的相對(duì)位置在工藝流程圖中繪出。（4）換熱器常見的換熱器有管殼式和釜式兩種。在PFD中，換熱器需要根據(jù)流經(jīng)的那一側(cè)。非工藝物流僅在圖中表示，并注明介質(zhì)名稱即可。要表示出主要的控制回路，在換熱器的附近標(biāo)明位號(hào)。（5）壓縮機(jī)繪出與壓縮機(jī)相連的工藝物流以及主要的控制回路。在壓縮機(jī)的附近，盡量在壓縮機(jī)的正下方，標(biāo)明壓縮機(jī)的位號(hào)、吸入壓力、排出壓力和正常操作時(shí)的流量。3、PFD的圖面布置和制圖要求11各個(gè)設(shè)計(jì)單位在繪制PFD時(shí)所用圖紙的規(guī)格不同，一般采用1＃（A1）圖紙，以便圖面布置，但應(yīng)盡量保證在其縮印成3＃（A3）圖后仍舊清晰，便于工作。（1）PFD的圖面布置設(shè)備在圖面上的布置，一般是順流程從左到右。中線往上布置。壓縮機(jī)、泵布置在圖面下部1/4線以下。中線以下1/4高度供畫管道用。其它設(shè)備布置在PFD要求的位置，如高位冷凝器布置在回流罐的上面，再沸器靠塔放置。便與物流線連接。（2）繪圖要求圖紙編號(hào)和圖紙名稱按有關(guān)規(guī)定。儀表和設(shè)備的表示方法要根據(jù)工程的LeadSheet或有關(guān)規(guī)定。要改造的設(shè)備用蘑菇云圈住。設(shè)備內(nèi)件用細(xì)實(shí)線表示。明相接設(shè)備與圖號(hào)。設(shè)備位號(hào)按LeadSheet或有關(guān)規(guī)定。物流流向箭頭一般畫在物流線改變方向處。12在與PFD力、各組分的含量等數(shù)據(jù)的內(nèi)容，要能滿足工藝專業(yè)提條件的需要，需要什么數(shù)據(jù)、物料平衡表就應(yīng)該能輸出什么數(shù)據(jù)。4、物料和熱量衡算與PFD在工藝設(shè)計(jì)階段，工藝專業(yè)工程師要進(jìn)行全流程物料平衡及熱量平衡計(jì)算，應(yīng)進(jìn)行必要的方案比較，選擇并考慮適當(dāng)?shù)牟僮鲝椥浴；どa(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要加熱或冷卻許多流股，最簡(jiǎn)單的方法卻水（冷凍液）冷卻，它們的消耗構(gòu)成了公用工程費(fèi)用，在生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)大的份額。用這個(gè)方法設(shè)計(jì)熱量平衡，方法簡(jiǎn)單、設(shè)備投資較少。但用有效能分析得知，這樣的流程熱力學(xué)效率很低，能耗不合理。為了降低成本、節(jié)約能源應(yīng)當(dāng)用熱交換器網(wǎng)絡(luò)的合成技術(shù)，詳細(xì)的對(duì)每股熱（冷）物流進(jìn)行分析，盡量使系統(tǒng)內(nèi)的加熱和冷卻物流相互配合使用，盡量減少?gòu)耐饨缫M(jìn)熱劑或冷劑，以達(dá)到減少能耗、降低成本的目的。當(dāng)然這樣做會(huì)增加投資費(fèi)用，還需要綜合比較，不遠(yuǎn)看是合算的。用流程模擬模型、熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算程序和熱力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，就可以完成精確的物料平衡和熱量平衡計(jì)算。物料衡