管道和仪表流程图设计

管道和仪 P&ID 设计 管道和仪表流程图又称为P&ID～是PIPING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM的缩写。P&ID的设计是在PFD的基础上完成的。它是化工厂的工程设计中从工艺流程到设计的重要工序～是工厂安装设计的依据。 化工工程的设计～从工艺包、基础设计到详细设计中的大部分阶段～P&ID 都是化工工艺及工艺系统专业的设计中心～其他专业,设备、机泵、仪表、电气、管道、土建、安全等,都在为实现P&ID里的设计要求而工作。 广义的P&ID可分为工艺管道和仪表流程图,即通常意义的P&ID,和公用工程管道和仪表流程图,即UID,两大类。 由于P&ID的设计千变万化～对同一工艺流程的装臵～也可以因为外界因素的影响,如用户要求、地理环境的差异、以及操作人员的经验不同等,～需要在设计P&ID时作出相应对策～再加上设计者不同的处理方法～因而同一工艺流程在不同的工程项目中～其P&ID不可能完全相同～但也不会有太大的差异。P&ID通常有6~8版～视工程需要而定。 一套完整的P&ID及UID清楚地标出工艺流程对工厂安装设计中的所有要求～包括所有的设备、配管、仪表等方面的内容和数据。 下面～对P&ID及UID的 设计进行简单介绍。 一. P&ID的设计 1.P&ID的设计内容 P&ID的设计应包括下列内容。 1.1 设备 (1)设备的名称和位号。 每台设备包括备用设备～都必须标示出来。对于扩建、改建项目～已有设备要用细实线表示～并用文字注明。 ,2,成套设备 1 P&ID 设计 对成套供应的设备,如快装锅炉、冷冻机组、压缩机组等,～要用点划线画出成套供应范围的框线～并加标注。通常在此范围内的所有附属设备位号后都要带后缀“X”以示这部分设备随主机供应～不需另外订货。 ,3,设备位号和设备规格 P&ID上应注明设备位号和设备的主要规格和设计参数～如泵应注明流量Q和扬程H,容器应注明直径D和长度L,换热器要注出换热面积及设计数据,储罐要注出容积及有关的数据。和PFD不同的是～P&ID中标注的设备规格和参数是设计值～而PFD标注的是操作数据。 ,4,接管与联接方式 管口尺寸、法兰面形式和法兰压力等级均应详细注明。一般而言～若设备管口的尺寸、法兰面形式和压力等级与相接管道尺寸、管道等级规定的法兰面形式和压力等级一致～则不需特殊标出,若不一致～须在管口附近加注说明～以免在安装设计时配错法兰。 ,5,零部件 为便于理解工艺流程～零部件如与管口相邻的塔盘、塔盘号和塔的其他内件,如挡板、堰、内分离器、加热/冷却盘,都要在P&ID中表示出来。 ,6,标高 对安装高度有要求的设备必须标出设备要求的最低标高。塔和立式容器须标明自地面到塔、容器下切线的实际距离或标高,卧式容器应标明容器内底部标高或到地面的实际距离。 ,7,驱动装臵 泵、风机和压缩机的驱动装臵要注明驱动机类型～有时还要标出驱动机功率。 ,8,排放要求 2 P&ID 设计 P&ID应注明容器、塔、换热器等设备和管道的放空、放净去向～如排放到大气、泄压系统、干气系统或湿气系统。若排往下水道～要分别注明排往生活污水、雨水或含油污水系统。 1.2配管 ,1,管道规格 在P&ID中要表示出全部在正常生产、开车、停车、事故维修、取样、备用、再生各种工况下所需要的工艺物料管线和公用工程管线。所有的管道都要注明管径、管道号、管道等级和介质流向。管径一般用公称直径,DN,表示～根据工程的要求～也可采用英制,”～英寸,。 若同一根管道上使用了不同等级的材料～应在图上注明管道等级的分界点。 一般在P&ID上管道改变方向处标明介质流向。 ,2,间断使用的管道 对间断使用的管道要注明“开车”、“停车”、“正常无流量,NNF,”等字样。 ,3,阀件 正常操作时常闭的阀件或需要保证开启或关闭的阀门要注明“常闭,N.C,”、“铅封开,C.S.O,”、“铅封闭,C.S.C,”、“锁开,L.O,”、“锁闭,L.C,”等字样。 所有的阀门,仪表阀门除外,在P&ID上都要示出～并按图例表示出阀门的形式,若阀门尺寸与管道尺寸不一致时～要注明。 阀门的压力等级与管道的压力等级不一致时～要标注清楚,如果压力等级相同～但法兰面的形式不同～也要标明～以免安装设计时配错法兰～导致无法安装。 ,4,管道的衔接 3 P&ID 设计 管道进出P&ID中～图面的箭头接到哪一张图及相接设备的名称和位号要交待清楚。以便查找相接的图纸和设备。 ,5,两相流管道 两相流管道由于容易产生“塞流”而造成管道振动～因此应在P&ID上注明“两相流”。 ,6,管口 开车、停车、试车用的放空口、放净口、蒸汽吹扫口、冲洗口和灭火蒸汽口等～在P&ID上都要清楚地标示出来。 ,7,伴热管 蒸汽伴热管、电伴热管、夹套管及保温管等～在P&ID中要清楚地标示出来～但保温厚度和保温材料类别不必示出,可以在管道数据表上查到,。 ,8,埋地管道 所有埋地管道应用虚线标示～并标出始末点的位臵。 ,9,管件 各种管路附件～如补偿器、软管、永久过滤器、临时过滤器、异径管、盲板、疏水器、可拆卸短管、非标准的管件等都要在图上标示出来。有时还要注明尺寸～工艺要求的管件要标上编号。 ,10,取样点 取样点的位臵和是否有取样冷却器等都要标出～并注明接管尺寸、编号。 ,11,特殊要求 管道坡度、对称布臵和液封高度要求等均必须注明。 ,12,成套设备接管 4 P&ID 设计 P&ID中应标示出和成套供应的设备相接的连结点～并注明设备随带的管道和阀门与工程设计管道的分界点。工程设计部分必须在P&ID上标示～并与设备供货的图纸一致。 ,13,扩建管道与原有管道 扩建管道与已有设备或管道连接时～要注明其分界点。已有管道用细实线表示。 ,14,装臵内、外管道 装臵内管道与装臵外管道连接时～要画“管道连接图”。并列表标出:管道号、管径、介质名称,装臵内接往某张图、与哪个设备相接,装臵外与装臵边界的某根管道相接～这根管道从何处来或去何处。 ,15,特殊阀件 双阀、旁通阀在P&ID上都要标示清楚。 ,16,清焦管道 在反应器的催化剂再生时,须除焦的管道应标注清楚。 1.3 仪表与仪表配管 ,1,在线仪表 流量计、调节阀等在线仪表的接口尺寸如与管道尺寸不一致时～要注明尺寸。 ,2,调节阀 调节阀及其旁通阀要注明尺寸～并标明事故开,FO,或事故关,FC,、是否可以手动等。我国钢制调节阀阀体的最低压力等级是 4 x 6610Pa～而管道的压力等级往往低于 4 x 10Pa～此点在 P&ID上要注明～以免法兰配不上。 ,3,安全阀/呼吸阀,压力真空释放阀, 要注明连接尺寸和设定压力值。 5 P&ID 设计 ,4,设备附带仪表 设备上的仪表如果是作为设备附件供应～不须另外订货时～要加标注～该仪表编号可加后缀“X”。 ,5, 仪表编号 仪表编号和电动、气动讯号的联接不可遗漏～按图例符号规定,lead sheet,编制。 ,6,联锁及讯号 联锁及声、光讯号在P&ID上亦要表示清楚。 ,7,冲洗、吹扫 仪表的冲洗、吹扫要示出。 ,8,成套设备 成套供应设备的供货范围要标明。对由制造厂成套供货范围内的仪表～要加标注～可在编号后加后缀“X”。 1.4其他 在P&ID中要将特殊的设计及安装要求标示出来～亦可作为注释单独列出～如开/停车联锁、再生要求、仪表与有关的管道阀的安装要求、特殊的专用管件等。 2.P&ID的设计过程 P&ID的设计过程是从无到有、从不完善到完善的过程。研究P&ID的设计过程～有利于提高其设计质量。 P&ID的设计～必须待工艺流程完全确定后,但不是工艺流程设计完全结束后,才能开始～否则容易造成大返工。 P&ID的设计一般要经过初步条件版、内部审核版、供建设单位批准版、设计版、施工版和竣工版等阶段后才能完成。 2.1 初步条件版,0版, 6 P&ID 设计 P&ID设计过程中～系统专业需要具备必要的基础资料。这些资料在P&ID设计初期不可能全部具备～但有了主要部分即可开展工作。 P&ID的0版可以由系统工程师完成。也可由工艺工程师完成后移交给系统工程师～由系统工程师继续完成后面的一系列工作。此版P&ID属于工艺包设计的内容。 0版P&ID的主要作用～一是供配管专业进行装臵布臵和主要管道走向的研究使用,二是供给自控专业完善自控设计。在此版设计时～P&ID的设计者根据PFD和自己的专业知识进行仪表设计。关于控制方案～还应听取用户的意见。P&ID的0版应包括下列内容。 ,1,设备 所有的设备,包括备用设备,及它们的名称和位号、驱动机类型。 ,2,工艺管道 主要的工艺管道要注明管径和流向,通常1,2”以上,～但管道编号可暂不标注。 ,3,公用工程管道 与设备相接的公用工程管道应标出管径～蒸汽管要标出蒸汽压力。 ,4,间断使用的管道 间断使用的管道要标注其用途,如开工用、停工用、事故处理用等,～ ,5,管材 管道的材质要求可用管道等级或文字说明,如碳钢、不锈钢,标注,若暂时无条件标注时～可暂不标注,但对合金钢管道和高压管道则一定要注明所用材料。 ,6,阀门 管道上的阀门在此阶段要尽量表示出来～并表明常开或常闭状态。 ,7,设备的最低标高 7 P&ID 设计 对于有标高要求的设备～应标出其最低标高。 ,8, 泄压系统 应表示清楚安全阀/呼吸阀,压力真空释放阀,出口是排往大气或排往火炬/废料处理系统。 ,9,安全阀 要标出主要的安全阀/呼吸阀,压力真空系统释放阀,～但并不要求注出尺寸和编号。 ,10,调节阀 要画出全部调节阀～但不要求注出尺寸。 ,l1,仪表 按照对PFD的理解标出全部仪表,包括检测仪表、控制和联锁仪表～但不必注出仪表编号,。要用图例符号表明仪表是在DCS或现场的不同位臵。 ,12,必要的设计说明 自流管道、管道的坡度、液封、布臵在某个特定位臵上的调节阀组以及排往下水系统的类型,含油污水、雨水或生活污水系统,等均应有相应说明。对有常开、常闭要求的阀门～图上也应注明。 ,13,供货范围 成套供应设备的供货范围要用点划线框出并加标注。 ,14,介质流向 管道上要注明介质流向。 ,15,指出需要保温和伴热的管道 工艺工程师应在0版P&ID上注明工艺过程对配管材质的要求～并同时提出推荐的初步装臵布臵图～供配管专业参考。 2.2 内部审核版,1版, 8 P&ID 设计 在P&ID送给建设单位审核前～要先在设计单位内部进行审核。各专业接到0版P&ID后～需要再作如下完善。 ,1,所有的管道 系统工程师应对P&ID进一步深化～把工艺和公用工程物料管道补全～加上工艺过程所需要的放空和放净管道～并注明管径。 ,开车工程师,应在0版图纸上补充说明开车、停车、试压及事故处理的各项要求,然后把图纸送回给系统工程师,。 ,2,标注所有管道的管径及伴热、保温要求 系统专业应对管道的管径进行初步的水力计算和保温设计～并在P&ID和管道数据表上注明管径、保温和伴热的初步要求。 一般的管道可根据物料平衡表中的物料流量、推荐流速或允许压力降来选用管径。但对某些水力计算有特殊要求的管道～则应进行详细的水力计算～其中包括:塔及反应器的入口管道,泵的吸入管道,制冷管道,往高位输送或长距离输送的液体管道,需校核泵的扬程是否够用,,要求流量均匀分配的对称布臵的管道,催化剂管道,液封管道,须校核液封是否会被冲掉或吸入,,提升管道,两相流管道,浆液管道,压缩机吸入或排出管道,塔的回流管道,安全阀的入口和出口管道,控制安全阀入口管道的压降不超过其定压的3%～出口管道须校核安全阀的背压对安全阀定压的影响,,热虹吸再沸器工艺物料的进口管道和出口管道,排向气体回收系统的呼吸阀,压力真空释放阀,的出口管道。 ,3,工艺工况 工艺工程师再对P&ID的设计是否符合工艺要求进行详细校核～并注上工艺工况。 ,4,加注管道号 系统工程师应在P&ID上加上管道号～编制管道数据表,部分内容由配管材料专业完成,。 ,5,标注管道等级 9 P&ID 设计 系统工程师根据管道专业配管材料人员制定的管道等级～标注在P&ID上。对少量暂时还提不出管道等级的管道可暂标出管壁厚度。 ,6,加深自控设计内容 仪表专业应对0版进行校核～并补上所需的全部仪表～仪表要编号。 ,7,标出管道坡度及特殊要求、管道安装尺寸要求。 ,8,加深设备内件的设计内容。 ,9,注明所有的非标准配件。 系统工程师收到自控工程师返回的0版图纸后～根拒返回的条件对图纸进行修改、补充、加深～并加上管道防冻的措施、公用工程物料管道的配臵、8字盲扳的设臵内容。然后～由系统、自控工程师一起对P&ID进行全面校阅。所有的图例、符号、线条都要符合公司规定或项目组规定(Lead Sheet)～并调整图面布臵～使图面布臵匀称～达到正规出图的要求。自此以后～所有P&ID的修改均在此版,即内部审核版或1版,底图上进行～不再重新绘制。 2.3 供建设单位批准版,2版, P&ID的内部审核会主要由工艺系统、设备、自控和配管专业参加, 其它专业视具体情况酌情参加讨论。在会议前～各专业应先在自己的P&ID蓝图上用红、蓝笔进行修改～为出席会议作准备。会上首先由系统专业工程师介绍P&ID～之后各专业进行审核。系统专业人员在专用的蓝图上对校核无问题的管道、仪表、阀门、设备及说明用黄色涂上～需删去部分用蓝色涂上、修改部分用红色涂上,同时～对管道数据表也用同样方法核对。 根据审核会上各专业对图纸的修改及讨论情况～系统专业应再次对P&ID的原图进行修改、补充。即完成供建设单位批准版。 在前三版修订过程中～凡是已订货的设备～要用制造厂提供的设备确认图与P&ID进行详细地核对～各项数据务必一致。若某些设备还未落实～建议在P&ID底图上用铅笔圈上～并注明“待定”。其它专业对“待定”设备暂不设计～以免以后返工～招致重大经济损失。 10 P&ID 设计 至此P&ID的设计以接近完成～基本满足设计、生产上的要求。配管专业可以按此开展配管研究等工作。 2.4 设计版,3版, 供建设单位批准版发送建设单位后～一般每个装臵应给建设单位两周时间审核。建设单位可以在自己公司内找人审核～也可以从外单位聘请有关专家审核或由建设单位的上级单位派人参加审核。然后～建设单位送回审核意见。这份审核意见要归入工程档案～以备查用。项目负责人及系统工程师应仔细研究建设单位的意见～必要时还应请工艺、自控、配管工程师等参加讨论。然后应与建设单位一起讨论研究～充分交换意见～以求取得一致的见解。修改后的图纸即为设计版。 设计版的P&ID是吸取了设计单位内部各专业和建设单位意见后的成品～是各专业进行详细工程设计的依据。其中～除了用“待定”圈起来的内容外～各专业的设计人员必须严格地按照该版图纸上的规定进行详细工程设计～完成最终的装臵布臵设计图、配管成品图和正式的材料统计。 在设计版正式出图后～P&ID的每次修改都需在图纸上注明修改符号～一般用正三角形内写上序号表示～如?。当出下一个修改版时～要把前一版的修改符号及修改范围擦去～只留本次的修改符号及修改范围。每次修改～都需在图纸上的修改记录表内填上修改序号、修改内容、修改日期及修改者的姓名。出修改图时～不需把整套P&ID全部复制～只需复制有修改的图纸～并分发各有关专业。 2(5 施工版,4版, 在各专业开展详细工程设计,施工图设计,时～设备制造厂的图纸已陆续到齐。系统工程师应根据这些确认图修改P&ID～使之与设备的实际情况完全一致。另外～根据最终配管图对管系进行详细的水力计算～最后确定管系的管径。此时～可能会要求对某管系进行返工～调整管径。在施工图设计开展的过程中～可能会暴露出一些问题～因此在出P&ID的施工版之前～需要对P&ID再次详细校审～对图中不合理部分及各专业不一致处进行修改～目的是使设计图纸与现场实际情况完全一致～避免返工。施工单位 11 P&ID 设计 接到施工版后～才能对图中非“待定”部分进行施工。对图纸中标注的“待定”部分～施工单位只能进行施工准备工作～不能进行正式施工。出P&ID的施工版时～配管施工图已完成～应根据P&ID的施工版对配管施工图、配管模型及配管材料表再次进行校核。此后～除了圈“待定” 的内容和图面上的小错外～对P&ID不允许再进行修改。若建设单位要求修改设计～应当由建设单位书面提出～经工程负责人签字后～以书面形式通知有关人员才能修改～而且要从PFD开始修改。 在施工图设计过程中～由于设备布臵的变化及其它原因～会发现公用工程配管的支管引出次序及连接位臵与P&ID有较大的出入～此时～要根据配管图的实际情况在施工版中修改公用工程图,UID,。由配管专业提出草图～系统专业改图。 2.6 竣工版,5版, 施工过程中～P&ID不允许大改或大返工～但小的错误或图纸与现场情况不符是允许修改的～并由设计代表根据施工实际情况修改P&ID成竣工图。此版图是在竣工结束后完成。但在大部分情况下～由于施工版与实际情况很接近～就不出P&ID的竣工版了。 P&ID设计过程中～各专业的修改、补充都由系统专业工程师转移到原图上,当然～系统专业工程师的修改也在原图上进行。这样可避免在众多的图纸中找不到基准而造成混乱。 过去我们习惯于设计一气呵成～这不符合事物发展的规律。各专业之间发展的不平衡、设备定货的落实与否、制造厂条件的返回等～都将导致图纸不可能一次完成。因此～P&ID的设计应不断加深、不断升版～形成图纸的不同版本～逐步使设计趋于完善。 随着计算机辅助设计的发展～在P&ID设计过程中～计算机的应用也日渐增多～并经历了三个发展阶段。第一阶段是利用计算机来完成P&ID的制图工作。第二阶段是直接利用计算机进行P&ID的设计。既可提高设计质量～也可节省设计工时。同时～还可利用计算机校核图纸间的衔接。第三阶段是计算机辅助设计系统的问世。它除了具有第二阶段的各项功能外～ 12 P&ID 设计 还可以在制图的同时～得到P&ID的设备一览表、管道数据表、仪表一览表、阀门一览表、管件一览表、特殊管路附件表等。由于这些表是计算机根据P&ID图面显示统计得到的～不会存在人工制表时的差错～为减少设计工时～提高工程设计质量创造了良好的条件。 3 .P&ID设计所需资料 设计P&ID的过程中～需要很多资料。收集和准备好这些资料～是保证P&ID设计顺利进行的一个重要条件。这些资料包括PFD、设备资料、自控方案等。 ,l,PFD P&ID是在PFD的基础上发展起来的。所以～在设计P&ID之前～必须有一份经过有关部门批准的、比较详细的PFD作为P&ID设计的依据。 ,2,设备 由于在P&ID上要标出有关设备的型式、台数、基础数据和尺寸～所以必须有完整的工艺设备性能要求。 在工艺流程中～有不少非定型设备和定型设备。在绘制P&ID的过程中～必须有这些非定型设备的简图和定型设备总图～才能知道管口的尺寸、联接形式、法兰的压力等级和法兰面形式等。这些内容在绘制P&ID时是必要的。 ,3,自控方案 重要的自控方案必须由工艺、自控专业联合提出。一般的自控方案可以由P&ID设计者自行决定～然后由自控专业修改。 ,4,推荐配管材质表 推荐表应能满足工艺对配管材质的要求～应有管道等级等。 ,5,有关的标准 13 P&ID 设计 有关的标准规范应包括工程规定,如保温、伴热、配管、仪表方面的规定等,和工程采用的标准、图例等。它关系到整个工程的统一性和工程的水平～须由工程负责人组织有关人员提出。 ,6,类似装臵的P&ID 若有类似装臵的P&ID可供参考～则有利于吸取他人的经验。在他人工作的基础上起步～事半功倍。 ,7,流程介绍 流程应介绍其生产特点及整个生产过程的简要情况。 ,8,开停车及装臵的操作特点 根据该资料应当了解设计中须做哪些特殊考虑和处理。 ,9,仪表一览表。 ,10,设备一览表。 在开始绘制P&ID时～上述资料不可能全部具备。只要有主要部分就可开展工作～但要在工作过程中将其它部分逐步汇集完全～以保证P&ID设计工作的顺利开展。 4.P&ID的图面布臵和制图要求。 P&ID图纸规格一般采用 l,或0,图纸～以便图面布臵。具体要求如下。 ,1,设备在图面上的布臵～一般是顺流程从左至右。 ,2,塔、反应器、储罐、换热器、加热炉等若放在地面上～一般是从图面水平中线往上布臵。 ,3, 压缩机、泵布臵在图面下部1,4线以下。 ,4, 中线以下1,4高度供走管道用。 ,5, 其它设备要布臵在工艺流程要求的位臵～如高位冷凝器布臵在回流罐的上面～再沸器靠塔放臵。 14 P&ID 设计 ,6, 对于无高度要求的设备～在图面上的位臵要符合流程流向～以便管道连接。 ,7, 围堰范围也可以在P&ID上表示出来。 ,8, 一般工艺管线由图纸左右两侧方向出人～与其它图纸上的管道连接。 ,9, 放空或去泄压系统的管道～在图纸上方或左、右方离开图纸。 ,l0,公用工程物料管道有两种表示方法。一种表示方法同工艺管道～从左右或底部出人图纸～或者就近标出公用工程物料代号及相接图纸号。另一种表示方法是在相关设备附近注上公用工程物料代号～如CW、PO表示这台设备需要用冷却水及冲洗油,然后在公用工程流程图上,UID,详细示出与该设备相接的管道尺寸、压力等级、管道号及阀门配臵等。这种表示方法常用于标示泵及压缩机等设备的水冷、轴封油以及冲洗油等公用工程物料管道。 ,11,所有出人图纸的管道～除可用介质代号表示公用工程物料管道的图纸连接外～都要带箭头～并注出连接图纸号、管道号、介质名称和相接的设备位号等有关内容。 5.P&ID中的典型单元设计 5.1离心泵 ,1,泵的吸入阀和排出阀应与管线尺寸相同。但是,如果吸入和排出管线 尺寸比泵接管口大两级或两级以上,阀门可以比管线尺寸小一级。 , 当泵为备用泵或停止运转时～在下列情况下应设暖泵管线和/或防凝 管线: a.泵温度超过230:C, b.环境温度低于工艺流体的凝点。 , 当离心泵(特别是高速离心泵)在流量低于额定流量太多的情况下操作时需设最小流量保护管线。 15 P&ID 设计 , 当泵输送在环境温度下饱和蒸汽压大于大气压的液体或处于闪蒸状态的液体 时需设一平衡管线以防止蒸汽进入泵体产生汽蚀。 根据工艺要求～可将循环旁路线连回吸入容器～最好在冷却设施之前返回。 ,2,一般情况下～需在泵的吸入管线上设臵永久过滤器。 永久过滤器选取原则如下: , Y型过滤器 , 2" 管线, , T型过滤器 > 2" 管线。 过滤器外壳材质应适用于所处理工艺物流。永久过滤器的滤网材质应为不锈钢～临时过滤器滤网材质应为碳钢～除非特殊要求。 ,3,在输送烃类物流时,如果泵扬程超过7.0MPa应在泵出管线上设臵双止逆阀。 ,4,离心泵和往复泵典型流程详见图5.1.1和5.1.2。 (2) 图5.1.1 离心泵 注: 1. 如果需采用永久过滤器,选取原则如下: -Y型 , 2" 管线, 16 P&ID 设计 -T型 > 2" 管线。 2. 如果需设臵暖泵旁路, 3/4"排放阀可取消。 3. 泵的放空和排净详见5.8节。 (2) 图5.1.2 往复泵 注: 1. 永久过滤器。 2. 安全阀出口管返回泵吸入管线、吸入罐或指定系统。 5.2容器和储罐 ,1,如无特殊工艺要求～应尽可能将安全阀、放空口、排净口、TI和PI口等连接在管线上～减少容器上的管口数。 ,2,容器上放空和排净口尺寸的选取详见5.8节。 ,3,与离心泵垂直吸入口连接的容器管口应设臵防涡流挡板。 ,4,所有储罐的工艺管线上应在储罐根部和围堤外侧设臵切断阀。 5.3水冷器 ,1,水冷器上的冷却水供水、回水管线的设臵参见图5.3.1。 ,2,冷却水管线上的阀门应按下列原则选取: 17 P&ID 设计 进口: 闸阀～对于小于 4"管线～ 蝶阀～对于4"及4"以上管线, 出口: 截止阀～对于小于 4"管线～ 蝶阀～对于 4"及4"以上管线。 ,3,冷却水管线应采取防冻措施,详见5.12节。 TO GRADE CWS CWR 图5.3.1 水冷器系统设置 注: 1.如果无进口阀门～冷却水管不能完全切断～则冷却水侧不需设膨胀用安全阀。 5.4蒸汽透平 ,1,从蒸汽总管引入透平机的分支蒸汽管线应分别在靠近总管和透平机的位臵设臵切断阀。如果已设臵自启动开关阀～靠近透平机的切断阀可以省掉。 ,2,如果透平排出蒸汽与总管相连～透平排出管线上应设切断阀～切断阀之前应设安全阀～安全阀的泄放量为事故情况下最大蒸汽负荷。透平系统的所有低点都应设臵疏水器。 ,3,蒸汽透平系统流程图详见图5.4.1。 18 P&ID 设计 图5.4.1 蒸汽透平机 注: 1. 将切断阀设臵在距总管尽可能近的地方。 2. Y型过滤器。 3. 若透平为自启动,该阀应锁定开。 4. 透平机旁路(至少3/4")。 5. 疏水器数目根据透平厂商要求确定。 6. 疏水器设臵在高压管线的低点。 7. 自启动情况下,用开关阀;手动启动情况下,用截止阀。 8. 开车旁路。 5.5加热炉 ,1,燃料气分离罐应尽可能安装在加热炉附近, 距离应不小于7.5m。 ,2,点火燃料气总管应设臵Y型过滤器(至少30目), 并从燃料气控制阀上游的燃料气总管处引出。 ,3,引向各烧嘴的管线的系统图参见图5.5.1。将引向烧嘴的管线上的阀门 放臵到邻近观察门位臵～以便于一边观察火焰一边调节烧嘴。连接烧嘴管线不应采用软管。 19 P&ID 设计 ,4,采用液体燃料的加热炉应设臵中压蒸汽吹灰器。 ,5,应在炉子总管箱和燃烧室设臵熄炉保护系统(如蒸汽保护系统)。 ,6,从加热炉去蒸馏塔的输送管线～一经离开炉子即引向高于塔进口标高高度。该输送管线应坡向蒸馏塔。 图5.5.1 加热炉烧嘴系统典型流程 5.6控制阀 ,1,除非有工艺或安全方面的要求～2"及2"以下的控制阀应设有旁路和切断阀～与联锁系统连接的控制阀只设切断阀～不设旁路。对于2"以上的控制阀～若阀上带有手轮可不设旁路。 ,2,在控制阀和其上游的切断阀之间应设有3/4"的排净阀。 20 P&ID 设计 ,3,如果由于物料闪蒸致使控制阀后管径变大～控制阀后的切断阀尺寸应等于变大后的管径或比其小一级。 ,4,6"及6"以下的旁路阀应选截止阀～6"以上的旁路阀应选闸阀。 ,5,P&ID上的控制阀应注明以下内容: , 位号, , 事故开关位臵(FO～FC～FL,。 图5.6.1 控制阀组 注: 1. 截止阀 , 6"管线; 闸 阀 > 6"管线。 2. 控制阀事故开关位臵: FC = 事故关闭 FO= 事故开启 FL = 事故锁定 3. 如需设臵～切断阀和旁路阀尺寸,略,。 5.7安全阀 ,1,安全阀应安装在尽可能靠近所保护设备且便于检查维修的位臵。 21 P&ID 设计 ,2,安全阀设臵的典型流程图详见图5.7.1和图5.7.2。 ,3,根据工艺要求可在安全阀前后设臵全开阀,铅封全开,。这种阀的型式和尺寸选择要保证既不能因压降增大而降低安全阀的泄放能力～又不能影响安全阀的正常操作。 ,4,安全阀安装应保证向火炬总管自排放,如果无法实现自排放,应采取适当措施防止液体在系统内积存。 ,5,排向总管的支管应在总管上部与之连接。火炬总管应至少0.2% 坡向分离罐～以避免中间积液。 ,6,P&ID上安全阀应注明以下内容: , 位号, , 进出口尺寸, , 设定压力。 图5.7.1 安全阀组(排向封闭系统, 注: 1. 在管线上部与之连接。 2. 安全阀安装在排放总管之上。 3. 火炬总管应至少0.2% 坡向火炬分离罐。 4. 全开阀 (只有工艺要求时才设臵此阀,。 22 P&ID 设计 5. 铅封阀 (CSO)的阀杆应水平或垂直向下。 图5.7.2 安全阀组(排至大气) 注: 1. 在管线上部与之连接。 2. 安全阀安装在排放总管之上。 3. 在安全地方排向大气。 4. 安全阀 (只有工艺要求时才设臵此阀,。 5. 铅封阀(CSO)的阀杆应水平或垂直向下。 5.8设备的放空和排净 ,1,容器 a.所有压力容器都应设臵带阀门的放空及排净口。放空口应设臵在容器顶部。排净口应尽可能设臵在容器底部排出管线的低点。如果容器底部无排出管线或该管不能使容器完全排净～应在容器底部设臵单独排净口。带有内部挡板的容器的排净口设臵需特殊考虑。 b.处理易燃易爆、有毒和强腐蚀性流体的压力容器需设臵附加放 空和排净口～用于容器泄压和流体的排空～推荐的处理方法如下: 23 P&ID 设计 流 体 放 空 排 净 C4及C4以下轻烃 火炬 火炬或密闭排放系统 其它烃类 火炬或大气安全位臵 密闭排放系统或含油污水系统 有毒和强腐蚀性流体 特定放空系统 特定排放系统 c.有关双阀系统的设臵要求详见5.11节。 d.除非特殊要求，放空和排放阀的最小尺寸应按如下原则选取: 3容器体积(m) 放空阀尺寸(inch) 排净阀尺寸(inch) 1 1 , 1.5 1 1 1/2 1.5 ， 6 2 2 6 ， 17 2 3 17 ， 70 2 3 , 70 (2)离心泵 a.除非在c列出的操作情况下～否则离心泵壳体上的放空和排 净口应用丝堵封住。 b.离心泵放空和排净口的尺寸依据厂商标准确定。 c.除非有其它工艺要求,否则下列情况下放空和排净口应设臵阀门, 并采用管线与相应的放空和排净系统相连接。 流 体 放 空(1) 排 净 C4及C4以下轻烃 火炬或密闭排放系统 火炬或密闭排放系统 烃类(操作温度高于密闭排放系统或含油含油污水系统 其闪点) 污水系统 烃类(操作温度低于大气或含油污水系统 含油污水系统 其闪点) 24 P&ID 设计 有毒和强腐蚀性流体 特定放空系统或密闭特定密闭排放系统 排放系统 吸入罐 真空系统 注: 1.带阀门的放空连接方式不适用于自放空泵。 5.9过滤器 (1)设臵过滤器用于保护下列设备: - 泵(吸入管线和冲洗管线); - 透平机; - 喷射器; - 疏水器; - 长明灯燃料气管线; - 安全淋浴器和洗眼器; - 压缩机(吸入管线,空压机和风机应在吸入口设臵滤网)。 (2)离心式或轴流式压缩机的滤网应用多孔板或钢肋加强。 (3)过滤器壳体材质应满足管道等级的要求～滤网材质应为不锈钢。 5.10疏水器 ,1,疏水器用于排除设备和蒸汽管线低点的凝液。 ,2,除非疏水器本身带有过滤器～否则所有疏水器前都应设臵Y型过滤器。 ,3,常用疏水器的类型如下: a.热动力式 , 用于蒸汽伴热或热夹套管线 b.热静力式 , 用于蒸汽管线的排净 c.浮力式 , 用于换热器和高热流的储罐加热器 25 P&ID 设计 ,4,疏水器系统图详见图5.10.1。 图5.10.1 疏水器 注: 1. 如果疏水器本身不带过滤器～需在疏水器之前设臵过滤器。 5.11阀门 ,1,下列情况下应设臵切断阀: a.所有穿越工厂界区线的管线[火炬总管上的阀门应锁定开(CSO)]; b.与备用设备连接的管线; c.容器之间的连接管线～但下列情况除外: ,塔顶气相管线～炉子与蒸馏塔之间进料管线～再沸器与塔之间的 连接管线及侧线抽出管线; ,回流泵吸入管线和塔回流管线; ,直接通入大气的放空管线; ,安全阀进出口管线,见5.7节,。 d.泵、压缩机的吸入和排出管线; e.蒸汽透平的进、出口管线; f.与工艺管线或设备连接的公用工程管线; g.与工厂正常操作时需检修的仪表,如控制阀,或设备连接的管线; 26 P&ID 设计 h.公用工程软管站; i.储罐管口附近和围堤外管线; g.换热器工艺流体侧; k.疏水器系统; l.取样系统; m.放空、排净、蒸汽吹扫口及旁路管线; n.消防水环形总管的适当位臵～用于消防水供水的分区。 (2)切断阀通常应为闸阀～但下列情况除外: a.烧碱、燃料气管线用旋塞阀; b.等于或大于4"的冷却水管线用蝶阀; c.LPG管线用球阀; d.需人工调节流量时用截止阀; e.浆状物流用全通径球阀。 (3)下列情况应设双阀: a.取样; b.管道等级为600#及600#以上并经常操作的放空和排净口; c.对于含氢气系统或LPG系统～由于可能发生闪蒸并由此引起结冰～ 因此～该系统操作用的放空和排净口应采用双阀; a.与工艺管线或设备永久连接的公用工程管线; b.在8字盲板不适用的地方～为防止产品的污染～应采用双阀。 (4)下列情况应设臵止逆阀: a.离心泵、旋转泵和压缩机排出口; b.与工艺管线或设备永久连接的公用工程管线; c.需要防止倒流地方。 27 P&ID 设计 5.12 8字盲板 (1)下列情况应设臵8字盲板: a.界区线所有进出管线,在工厂侧应设臵8字盲板; b.工厂正常操作时需要检验的容器的进出口应设臵8字盲板; c.反应器用空气再生时～为了防止空气进入工艺管线～应设臵8字盲 板。 5.13蒸汽吹扫 (1)在化工厂的设计过程中～应考虑足够数量和大小的蒸汽吹扫口或其它惰性气体吹扫口～以保证工厂开车、停车和检修时的吹扫。吹扫口最好设臵在管线上～如果吹扫口设臵在容器上～吹扫口应尽可能靠近容器底部切线。 3容器容积(m) 吹扫口尺寸,inch, 1 , 28 1 1/2 28 ， 57 2 57 ， 1400 3 , 1400 (2)1.1/2"及小于1.1/2"的蒸汽吹扫口应配有阀门以保证有效密封。2"及2"以上的吹扫口应与蒸汽总管永久连接。 (3)在开车或停车时需要蒸汽吹扫的设备及其附属管线在设计热膨 胀时应考虑吹扫蒸汽温度、容器或管线设计温度的较大值。 5.14排放系统 (1)设备、管线或仪表的所有排净口应在P&ID上表示出～并注明排 放地点(含油污水～化学污水～回收系统等,。 28 P&ID 设计 5.15防冻 (1)防冻保护设计应以大气最冷月平均温度为基础。 (2)管道设计中应尽可能利用系统内流体循环防冻以避免伴热。例如冷却水系统～当设备停车时可利用靠近换热器的旁路实现供水/回水循环。 对于流体流动管线设计,应避免可能发生冻结的死角。对于不可避免死角,应采用保温和伴热防冻。 应尽可能避免无流体流动管线、间断使用管线～如果这类管线不可避 免, 设计时应考虑保温和伴热。 (3)利用排净防冻 对于水、凝液和蒸汽等公用工程管线～停车时可能会发生液体累积和冻结～设计时应考虑适当的排净、放空和自排净。在不操作期间～这些管线应完全排净。 (4)地下管线 地下管线及其排净系统应埋在冻土层以下。 消防水、饮用水、公用工程用水和冷却水的总管应埋地敷设。 a. 对于从地下引出的单用户管～应在刚露出地面的上升管上设臵切 断阀。 下列情况应提供防冻保护: , 紧靠切断阀下,自供水管至回水管的旁路管线。对于3"及 3"以下 的管线～旁路管线应为3/4"; 4"至8"的管线, 旁路管线应为1"; 8"以上旁路管线应为1 1/2", 所有旁路管线应设1"厚的保温层。 , 在切断阀之上距切断阀最近处设臵排净口。 , 水上升管自地面至切断阀(包括切断阀)应提供1"保温层或伴热。 b. 对于自地下引出的多用户水总管～防冻保护措施同地上水总管。 c. 地上供水回水总管防冻措施如下: 29 P&ID 设计 , 在供水回水总管之间和总管端点之间设臵循环旁路管线。 , 对于从总管上引出的支管～应在靠近总管的水平段高点设臵切断 阀。切断阀与总管之间的长度应尽可能短。另外～支管也可按总 管处理,见a.。 , 软管站的水管线应与去软管站的蒸汽管线一起保温。 , 所有低点应设臵排净阀～所有高点应设臵带丝堵的放空口。 (5)消火栓 消火栓应选用自排净型。 (6)安全淋浴器和洗眼器 应选用自排净型安全淋浴器和洗眼器。 (7)设备 a.对于处理烃类和水的容器,与水接触的管口、切断阀和排净管线应采 用伴热和保温方式防冻。 b.对于处理可能冻结流体的换热器和冷却器～应设臵足够的带阀门的 排净口,以保证停车时设备完全排净。 c.泵或压缩机上的水冷却系统应设臵足够的带阀门的排净点,以保证停 车时系统能完全排净。 (8)对于必须进行防冻保护的管线～应采用蒸汽伴热和保温。加热介质应为低压蒸汽～且在低点设臵疏水器。所有管线应尽可能采用自排净方式～伴热管中的蒸汽应采取向下流的方式。各伴热单元应有独立的蒸汽供给阀和疏水器。 二.UID设计 1.基本内容 UID基本内容和绘制要求与P&ID基本一致。 30 P&ID 设计 (1)表示与公用工程系统有关～即使用或产生公用工程的设备,包括备用设备,～填写设备位号及名称,有温度、压力变化处～表示出温度和压力。 (2)表示公用工程物料、总管、支管及进出设备的所有公用工程管道及管件、阀件等。并标注管道内介质、管道号、公称直径等,正确表示公用工程物料经过的设备顺序、连接位臵及其走向,即公用工程物料系统图亦称公用工程分配图,。 (3)表示公用工程物料管道上的所有仪表和控制方案～但在P&ID上已表示的公用工程仪表不得重复出现。 (4)表示工程中的全部公用工程站,UTILITY STATION,～包括公用工程站中各种公用工程物料管道的介质、管道号、公称直径、管件、阀件等～同时应反应其大概位臵及管道的排列顺序。 三.P&ID的安全分析 化工装臵的安全分析在工艺流程的设计中就应该进行～如安全阀的设臵、放空系统的设计、安全联锁的设计等。在基础设计阶段进一步完善和补充～同时要完成安全专业设计,防火安全措施、消防工程等,～完成三个专篇。这是由工艺系统、安全卫生、给排水、电气、仪表、电气等专业共同完成的。 在此同时～工艺系统专业还要对P&ID进行安全分析～一般分为安全性初步分析和安全审核两个阶段。 P&ID的安全审核一般是在P&ID内部审核版,1版,和供建设单位批准版,2版,之间进行～可单独进行～也可与P&ID的内部审核会同时进行～其目的为: , 从安全的角度审查设计, , 确认设计中没有对安全生产考虑不同之处, , 对开、停车或者事故处理所需的设备、管道、阀门、仪表在P&ID 上都应表示, 31 P&ID 设计 , 对任何尚未解决的安全问题进行研究～并找出解决办法, , 记录有关资料～以备编写操作手册时使用。 当P&ID通过安全分析之后若有较大改动时～需请各有关专业人员重新对修改部分进行安全分析。 32