工藝設(shè)計(jì)及PFD設(shè)計(jì).doc

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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、原料和產(chǎn)品的輸送及設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，這些都需要在化工工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮，所以說(shuō)化工工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門(mén)綜合的技術(shù)。在各個(gè)設(shè)計(jì)階段中，作為設(shè)計(jì)主體的化工工程師，必須與其他各專(zhuān)業(yè)密切溝通，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精通、熟悉有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)技能，并能在工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目中恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用、執(zhí)行它，同時(shí)還要具備較廣泛的相關(guān)專(zhuān)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)際上通行的作法是分為工藝包設(shè)計(jì)階段、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。 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)成果都是通過(guò)各種流程圖和表格表達(dá)出來(lái)，按照設(shè)計(jì)階段的不同，先后有方框流程圖（block flowsheet）、工藝流程草（簡(jiǎn)）圖（simplified flowsheet）、工藝物料流程圖（Process Flow Diagram即PFD）和管道儀表流程圖（Piping & Instrumentation Diagram 即P&I D）〈也有用“帶控制點(diǎn)的工藝流程圖(Process and Control Diagram 即PCD”代替P&ID)〉等種類(lèi)。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-物料分流圖（Material and Personnel Flow Drawing）、工藝流程及環(huán)境區(qū)域劃分示意圖（Plant Schematic and Process Flow Diagram）等。 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(zhuān)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(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)和工藝包設(shè)計(jì)兩方面的內(nèi)容。 工藝專(zhuān)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)行基本的計(jì)算，在此基礎(chǔ)上給有關(guān)專(zhuān)業(yè)提出條件，在有關(guān)專(zhuān)業(yè)的參與下以工藝專(zhuān)業(yè)為主，完成PFD(工藝物料流程圖 Process Flow Diagram)的設(shè)計(jì)任務(wù)。這個(gè)生產(chǎn)流程可以是工藝專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員自己開(kāi)發(fā)的，也可是其它專(zhuān)利商提供的技術(shù)。 工藝包一個(gè)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)名詞，它特指包含一個(gè)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)的全部技術(shù)文件。這些文件通常應(yīng)當(dāng)包含以下的內(nèi)容：生產(chǎn)該產(chǎn)品應(yīng)該采用的化工生產(chǎn)單元、應(yīng)該采用的化工設(shè)備、應(yīng)該采用的自動(dòng)控制方案、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。 化工工藝設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行各種設(shè)計(jì)計(jì)算，如物料平衡和熱量平衡的計(jì)算，這是化工工藝設(shè)計(jì)中最基本的計(jì)算之一，也是使用最頻繁的計(jì)算。當(dāng)生產(chǎn)流程基本確定后，只有完成上述計(jì)算，才能進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算等其它方面的計(jì)算。物料平衡和熱量平衡的基本計(jì)算原則是質(zhì)量守恒和能量守恒定律。要使工藝包的設(shè)計(jì)具備先進(jìn)水平、使產(chǎn)品具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，在進(jìn)行流程模擬時(shí)就要注意流程的可行性，要使每一股物流都有合理的去處，盡量做到物盡其用；另外要特別注意熱量的綜合利用，要考慮把高溫的溶劑和蒸汽冷凝液都盡量利用起來(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、完成工藝物料平衡計(jì)算、編制工藝設(shè)備數(shù)據(jù)表（主要是技術(shù)規(guī)格要求和負(fù)荷）、編制公用物料的設(shè)計(jì)原則和平衡圖、確定環(huán)保的設(shè)計(jì)原則和排出物的基本原則、進(jìn)行安全分析（Process Safety Review）（或稱(chēng)為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)－Risk Assessment）等。 在工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，工藝專(zhuān)業(yè)要和不同專(zhuān)業(yè)互提條件。發(fā)出條件表的專(zhuān)業(yè)是主導(dǎo)專(zhuān)業(yè)，條件表是主導(dǎo)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)工作的初步成果，是接受條件專(zhuān)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(zhuān)業(yè)的有關(guān)人員和項(xiàng)目管理人員參加并完成的，工藝過(guò)程的重大原則和設(shè)計(jì)方案應(yīng)該組織有關(guān)人員評(píng)審后才能確定（寰球公司規(guī)定要經(jīng)過(guò)室審和院審），此階段是整個(gè)設(shè)計(jì)工作全面展開(kāi)的基礎(chǔ)。 2、設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 每個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目在簽訂設(shè)計(jì)合同時(shí)，都要在設(shè)計(jì)合同的技術(shù)附件中，用詳細(xì)的清單列出設(shè)計(jì)單位要求業(yè)主提供的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)容，即項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是順利開(kāi)展設(shè)計(jì)工作最基本的依據(jù)，缺少項(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(kāi)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)數(shù)據(jù)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)必須由業(yè)主單位的建設(shè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簽名認(rèn)可，才能正式作為設(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(zhuān)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(kāi)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，要依據(jù)業(yè)主的正式通知，由項(xiàng)目經(jīng)理向有關(guān)設(shè)計(jì)人員發(fā)布修改后的項(xiàng)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。必須重視項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的變更，它可能會(huì)直接影響到工藝流程的改變甚至影響整個(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(zhuān)業(yè)至少應(yīng)當(dāng)?shù)玫较铝袛?shù)據(jù)，才有條件開(kāi)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。 （2）原材料、輔助原料、催化劑、化學(xué)品的規(guī)格要求及界區(qū)條件。 （3）產(chǎn)品、中間產(chǎn)品及副產(chǎn)品的規(guī)格（產(chǎn)品牌號(hào)、規(guī)格、性能等）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)分析等）。 （6）提出原材料、輔助原材料、催化劑、化學(xué)品、工藝過(guò)程中公用物料的消耗定額及副產(chǎn)品產(chǎn)出定額（預(yù)期值）。 （7）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。 （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。 l 設(shè)計(jì)范圍。說(shuō)明工藝包包括的范圍及生產(chǎn)規(guī)模。 l 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。工藝對(duì)原材料、催化劑、化學(xué)品及公用工程的規(guī)格要求，成品規(guī)格，生產(chǎn)能力（收率、轉(zhuǎn)化率），消耗定額，三廢排放量及規(guī)格，生產(chǎn)定員，工程保證指標(biāo)和需要說(shuō)明的安全生產(chǎn)要求。 l 工藝流程說(shuō)明。按工藝流程的程序，詳細(xì)的說(shuō)明生產(chǎn)過(guò)程，包括有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)及機(jī)理，操作條件，主要設(shè)備特點(diǎn)，控制方案以及工程設(shè)計(jì)所必須的工藝物料的物化性質(zhì)數(shù)據(jù)。 l 物料平衡及熱量平衡計(jì)算結(jié)果。全流程典型的物料平衡，應(yīng)考慮到負(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)。 l PFD。表示工藝生產(chǎn)所有主要設(shè)備（包括位號(hào)、名稱(chēng)），特殊閥件設(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。 l 工藝設(shè)備表（設(shè)備一覽表）。應(yīng)填寫(xiě)設(shè)備位號(hào)、設(shè)備名稱(chēng)、介質(zhì)名稱(chēng)、操作壓力、操作溫度、材質(zhì)等。 l 主要設(shè)備工藝數(shù)據(jù)表（工藝規(guī)格書(shū)），包括主要機(jī)械設(shè)備數(shù)據(jù)表。主要設(shè)備數(shù)據(jù)表應(yīng)列出所有工藝規(guī)格要求及有關(guān)數(shù)據(jù)、設(shè)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。 l P&I D 0版。表示管道尺寸、材料等級(jí)、伴熱、閥門(mén)、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。 l 儀表數(shù)據(jù)表、控制原理圖、報(bào)警聯(lián)鎖表。 l 管道規(guī)格書(shū)（或者管道材料圖）。包括介質(zhì)、工藝條件、設(shè)計(jì)條件、管道尺寸、管道材料、保溫等。 l 初步布置圖。表示主要設(shè)備布置和占地面積。 l 特殊管道材料等級(jí)規(guī)定。 l 生產(chǎn)操作和安全規(guī)格的要求。 l 分析化驗(yàn)的要求。 l 特殊的檢修要求。 l 界區(qū)備件表。 l 操作手冊(cè)（操作指南）。 二、工藝物料流程圖（PFD）的設(shè)計(jì) PFD的設(shè)計(jì)是化工廠裝置設(shè)計(jì)過(guò)程的一個(gè)重要階段，在PFD的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要完成生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)、操作參數(shù)和主要控制方案的確定，以及設(shè)備尺寸的計(jì)算，是從工藝方案過(guò)渡到化工工藝流程設(shè)計(jì)的重要工序之一。 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(zhuān)業(yè)必須按PFD圖進(jìn)行工作，并只能由工藝專(zhuān)業(yè)解釋和修改。 1、PFD的設(shè)計(jì)內(nèi)容 PFD的主要內(nèi)容應(yīng)包括：全部工藝設(shè)備及位號(hào)，主要設(shè)備的名稱(chēng)、操作溫度、操作壓力；物流走向及物流號(hào)（流股號(hào)），同時(shí)，應(yīng)有與流股號(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)不同的設(shè)計(jì)工況應(yīng)分別列出或出版；主要控制方案的儀表、功能及其信號(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。 一般每個(gè)工程（或公司）都要發(fā)布用于PFD設(shè)計(jì)的圖例、符號(hào)（規(guī)定）圖（LEAD SHEET），對(duì)PFD設(shè)計(jì)中的設(shè)備畫(huà)法、設(shè)備編號(hào)、儀表符號(hào)、標(biāo)注符號(hào)、管道符號(hào)、物料代號(hào)以及縮寫(xiě)詞等作統(tǒng)一規(guī)定（也有在PFD圖上簡(jiǎn)單表示）。 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(huà)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(huà)出一臺(tái)，但要標(biāo)明位號(hào)A/B，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(huà)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)，并在圖紙上方或下方空白處按設(shè)備重疊情況由上到下分層標(biāo)注設(shè)備位號(hào)、設(shè)備名稱(chēng)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(lèi)、壓縮機(jī)類(lèi)設(shè)備在圖上方標(biāo)示設(shè)備名稱(chēng)、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(lèi)、換熱器類(lèi)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、排出壓力；容器應(yīng)注明直徑和切線長(zhǎng)度（或高度）；塔器應(yīng)注明塔徑和切線高度，在塔內(nèi)注明實(shí)際板數(shù)或填料段數(shù)；換熱器要注明換熱器的正常負(fù)荷。 設(shè)備外形表示方法如下; l 離心泵用圓圈加底座組合表示，進(jìn)料指向圓心。 l 往復(fù)泵以┤形與一端不封閉的長(zhǎng)方塊表示。 l 換熱設(shè)備用圓圈或設(shè)備外形表示。 l 壓縮機(jī)要表示出其型式，并表示出壓縮機(jī)的段數(shù)和主要的配套輔助設(shè)備。如型式尚未確定，可用方塊表示。 l 反應(yīng)器要畫(huà)出主要元件，如篩板、催化劑框等。 l 分離器也要表示出內(nèi)件。槽、罐類(lèi)設(shè)備要畫(huà)出隔板、液封。 l 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(huà)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，應(yīng)有單獨(dú)的物料平衡表），并在物料平衡表中列出PFD上對(duì)應(yīng)物流的組成、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)明溫度和壓力（也可表示在塔和容器上），進(jìn)塔裝置的關(guān)鍵物流也可標(biāo)明流量。PFD中對(duì)物流的標(biāo)注至少應(yīng)包括下列內(nèi)容。 l 標(biāo)識(shí)流程圖上的各點(diǎn)物料的編號(hào)（流股號(hào)）。 l 除有壓力變化的地方要畫(huà)上閥門(mén)（以表示壓力等級(jí)的區(qū)別）以及特殊重要的閥門(mén)外，其它情況的閥門(mén)一律不在圖上畫(huà)出。 l 要表示正常生產(chǎn)條件下的放空和排液管道。 l 對(duì)于作為熱源或冷卻介質(zhì)的蒸汽、冷卻水、凝液只標(biāo)進(jìn)出流向。 l 具有液封作用的管線，除表示出液封外形外，還要注明液封高度。當(dāng)排放口的高度有要求時(shí)，要注明排放高度。 l 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(huà)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(xiě)。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。例如塔器的壓力控制回路、靈敏板溫度控制回路、回流控制以及塔釜液位控制回路，罐的液位控制回路，主要換熱器的液位控制回路或溫度控制回路等。儀表僅表示出儀表類(lèi)型，如溫度儀表、壓力儀表等。調(diào)節(jié)閥應(yīng)在對(duì)應(yīng)的物流線上標(biāo)明，但不用標(biāo)注調(diào)節(jié)閥尺寸。在復(fù)雜控制回路中，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)工藝流程圖的設(shè)計(jì)均有一定的要求。作為一個(gè)工藝流程圖的設(shè)計(jì)者，只要掌握各種單元設(shè)備的典型設(shè)計(jì)，再結(jié)合工藝流程和工程項(xiàng)目的特殊要求，配以設(shè)計(jì)者的工程經(jīng)驗(yàn)，就可進(jìn)行工藝流程圖中單元設(shè)備的設(shè)計(jì)。 參見(jiàn)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(chēng)、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)的主要工藝物流及與主要控制回路相關(guān)的輔助物流。塔的名稱(chēng)、規(guī)格和位號(hào)在PFD中塔正上方靠近頂部標(biāo)出，同時(shí)在塔的附近也標(biāo)出塔位號(hào)。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)料板號(hào)與側(cè)線采出板號(hào)。同時(shí)應(yīng)繪出與塔相關(guān)的主要控制回路及控制點(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(jiàn)的換熱器有管殼式和釜式兩種。在PFD中，換熱器需要根據(jù)其在流程中的相對(duì)位置在圖面上布置。對(duì)于管殼式換熱器應(yīng)標(biāo)明工藝物流所流經(jīng)的是殼側(cè)還是管側(cè)，對(duì)于釜式換熱器也要標(biāo)明工藝物流所流經(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(chēng)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) 在工藝流程圖中，壓縮機(jī)一般繪在圖的下部（也有在上部的）。并繪出與壓縮機(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 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 l 設(shè)備在圖面上的布置，一般是順流程從左到右。 l 塔、反應(yīng)器、換熱器等放在地面上的設(shè)備，一般是從圖面水平中線往上布置。 l 壓縮機(jī)、泵布置在圖面下部1/4線以下。 l 中線以下1/4高度供畫(huà)管道用。 l 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。 l 對(duì)于無(wú)高度要求的設(shè)備，在圖面上的位置要符合流程流向，以便與物流線連接。 （2）繪圖要求 l 圖紙編號(hào)和圖紙名稱(chēng)按有關(guān)規(guī)定。 l 儀表和設(shè)備的表示方法要根據(jù)工程的Lead Sheet或有關(guān)規(guī)定。 l 要改造的設(shè)備用蘑菇云圈住。 l 設(shè)備內(nèi)件用細(xì)實(shí)線表示。 l 工藝物流出入圖面要繪一矩形框或帶箭頭的矩形，內(nèi)用文字表明相接設(shè)備與圖號(hào)。 l 設(shè)備位號(hào)按Lead Sheet或有關(guān)規(guī)定。 l 物流流向箭頭一般畫(huà)在物流線改變方向處。 在與PFD相應(yīng)的物料平衡表中，可按操作工況從每股物流的流股號(hào)上，對(duì)應(yīng)地找到物料平衡表中的流股號(hào)從而知道該物股的溫度、壓力、各組分的含量等數(shù)據(jù)的內(nèi)容，要能滿足工藝專(zhuān)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(zhuān)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? 化工生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要加熱或冷卻許多流股，最簡(jiǎn)單的方法是按各流股的質(zhì)量流速、熱負(fù)荷、進(jìn)出口溫度分別引入蒸汽加熱或冷卻水（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，不過(guò)一般來(lái)講增加一次性建設(shè)投資，而獲得長(zhǎng)時(shí)期的低生產(chǎn)成本，從長(zhǎng)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。 物料衡算就是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，來(lái)確定原料和產(chǎn)品間的定量關(guān)系，從而可以計(jì)算出原料和輔助材料的用量、各種中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、成品的產(chǎn)量和規(guī)格以及三廢的排放量。 物料衡算是進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在完成物料衡算的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行能量衡算，從而進(jìn)行工藝方案的比較和選擇，指導(dǎo)定型設(shè)備和儀表的選型、非定型設(shè)備的工藝計(jì)算和管道尺寸計(jì)算，完成化工過(guò)程的PFD和PID的設(shè)計(jì)。另外，通過(guò)物料衡算還可以分析實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的完善程度，從而找出改造措施來(lái)改進(jìn)工藝流程，達(dá)到提高成品率、減少副產(chǎn)品和減少三廢排放量等目的。 5、結(jié)合實(shí)例說(shuō)明設(shè)計(jì)基礎(chǔ)對(duì)工藝設(shè)計(jì)、PFD的影響： （1） 大慶輕烴分餾塔再沸器熱介質(zhì)（蒸汽/導(dǎo)熱油）、空冷/水冷。 （2） 南充輕汽油醚化C501再沸器/加熱爐、D502空冷/水冷。 附相關(guān)的PFD。 15