1、化工设计电子课件化工设计化工设计第三章第三章 工艺流程设计工艺流程设计Chart 3 Process flow design化工设计电子课件工艺流程设计的重要性：工艺流程设计的重要性：p 工艺流程设计是化工工艺设计的核心。工艺流程设计是化工工艺设计的核心。p 工艺流程设计和车间布置设计决定整个装置的基本面貌；工艺流程设计和车间布置设计决定整个装置的基本面貌；p 工艺流程设计与设备的设计选型与布置，工艺计算和管路设计密工艺流程设计与设备的设计选型与布置，工艺计算和管路设计密切相关。切相关。 工艺流程设计的过程：工艺流程设计的过程：q 工艺流程设计开始于工艺流程设计开始于可行性研究可行性研究，完善
2、于完善于初步设计、扩大初步设初步设计、扩大初步设计和施工图计和施工图设计各个阶段。设计各个阶段。q 工艺流程设计贯穿于整个设计过程中，是由浅入深、由定性而定工艺流程设计贯穿于整个设计过程中，是由浅入深、由定性而定量逐步分阶段地进行的。量逐步分阶段地进行的。化工设计电子课件3.1 工艺路线的确定工艺路线的确定3.2 工艺流程设计工艺流程设计3.3 工艺流程图工艺流程图3.4 典型设计的自控流程典型设计的自控流程化工设计电子课件3.1 工艺路线的确定工艺路线的确定工艺路线工艺路线通常指生产方法通常指生产方法. 可以用不同原料、不同生产方法，不同工艺流程生产同一产品。可以用不同原料、不同生产方法，不
3、同工艺流程生产同一产品。 化工设计中遇到的大多数是化工设计中遇到的大多数是已有工艺路线的工艺流程设计已有工艺路线的工艺流程设计一、确定工艺路线应考虑的因素一、确定工艺路线应考虑的因素 技术可行性技术可行性实验室研究项目实验室研究项目的工程化的工程化 经济合理性经济合理性经济效益、社会效益和环境效益经济效益、社会效益和环境效益 原料的纯度及来源原料的纯度及来源如如矿石的品位矿石的品位等等 公用工程中的公用工程中的水源及电力供应水源及电力供应缺水地区缺水地区 环境保护环境保护三废的产生和处理三废的产生和处理化工设计电子课件 安全生产安全生产从从设备上、技术上、管理上设备上、技术上、管理上保障安全保
4、障安全 符合符合国家相关政策法规国家相关政策法规以上各项以上各项一票否决一票否决，必须对各项仔细审查，以免造成重大损失。，必须对各项仔细审查，以免造成重大损失。二、工艺路线论证的原则二、工艺路线论证的原则1. 先进性先进性 指指技术上先进技术上先进和和经济上合理经济上合理可行，具体包括基建投资、产品成可行，具体包括基建投资、产品成本、消耗定额和劳动生产率等方面的内容，应选择本、消耗定额和劳动生产率等方面的内容，应选择物料损耗小、循物料损耗小、循环量少，能耗少和回收利用好的生产方法。环量少，能耗少和回收利用好的生产方法。2. 可靠性可靠性 指所选择的指所选择的生产方法生产方法和和工艺流程是否成熟
5、可靠工艺流程是否成熟可靠。对于尚在。对于尚在试验阶试验阶段段的新技术、新工艺、新设备应慎重对待。的新技术、新工艺、新设备应慎重对待。化工设计电子课件3. 结合国情结合国情中国是发展中国家中国是发展中国家在工厂设计时不仅要在工厂设计时不仅要从技术观点考虑，从技术观点考虑，也应也应结合中国具体国情：结合中国具体国情：(1) 中国人的中国人的消费水平消费水平及各种及各种化工产品的消费趋势化工产品的消费趋势；(2) 中国化工中国化工机械设备及电气仪表的制造能力机械设备及电气仪表的制造能力；(3) 中国化工生产所用的原材料设备所用中国化工生产所用的原材料设备所用金属材料供应情况金属材料供应情况；(4)
6、中国中国环境保护的有关规定环境保护的有关规定和和三废排放三废排放情况；情况；(5) 劳动就业与化工劳动就业与化工生产自动化生产自动化关系；关系；(6) 资金筹措与外汇贮备情况。资金筹措与外汇贮备情况。在生产方法和工艺流程论证中需在生产方法和工艺流程论证中需全面衡量，综合考虑全面衡量，综合考虑三项原则。三项原则。 化工设计电子课件三、工艺路线确定的步骤三、工艺路线确定的步骤1. 搜集资料，调查研究搜集资料，调查研究搜集搜集国内外同类生产厂国内外同类生产厂的相关资料：的相关资料：工艺路线的特点、投资情况、生产运营情况；工艺路线的特点、投资情况、生产运营情况；设备制造的设备制造的难易程度及维修保养难
7、易程度及维修保养要求；要求；原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治理；原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治理；安全和劳动保护措施等。安全和劳动保护措施等。2. 原料路线的选择原料路线的选择 根据当地根据当地资源情况资源情况，原料的，原料的运输情况运输情况，不同原料引发出来的反，不同原料引发出来的反应条件、转化率；不同原料应条件、转化率；不同原料主、副反应的产品是否满足需要主、副反应的产品是否满足需要等决定等决定原料路线。原料路线。化工设计电子课件4. 全面对比全面对比 几种工艺路线在国内外的几种工艺路线在国内外的采用情况及发展趋势采用情况及发展趋势； 产品的产品的质量情况质量情况； 生产能力
8、及产品规格；生产能力及产品规格； 原材料、能量消耗情况；原材料、能量消耗情况； 建设费用及产品成本；建设费用及产品成本； 三废的产生及治理情况；三废的产生及治理情况； 其他特殊情况。其他特殊情况。3. 落实设备落实设备 设备类型设备类型国内已有定型产品国内已有定型产品需进口设备需进口设备需重新设计制造需重新设计制造设计制造单位设计制造单位技术力量技术力量加工条件加工条件材料供应材料供应设计、制造进度设计、制造进度化工设计电子课件工艺流程设计工艺流程设计在确定工艺路线基础上，使操作过程和选用设备型在确定工艺路线基础上，使操作过程和选用设备型式式具体化具体化的过程。的过程。工艺流程设计成果工艺流程
9、设计成果工艺流程设计图。工艺流程设计图。3.2 工艺流程设计工艺流程设计工艺流程工艺流程也称也称加工流程加工流程或或生产过程生产过程，是按原材料投入到成品生产，是按原材料投入到成品生产顺序，连续地通过设备或管道进行的加工过程顺序，连续地通过设备或管道进行的加工过程一、工艺流程设计的任务一、工艺流程设计的任务q 确定生产流程中各生产过程的确定生产流程中各生产过程的具体内容、顺序和组合方式具体内容、顺序和组合方式由原由原料制成产品；料制成产品；q 绘制各设计阶段的绘制各设计阶段的工艺流程图工艺流程图图解的形式表示生产过程。图解的形式表示生产过程。化工设计电子课件工艺流程设计应解决的问题：工艺流程设
10、计应解决的问题：(1) 确定整个确定整个流程的组成流程的组成； (2) 确定每个确定每个过程或工序的组成过程或工序的组成；(3) 确定操作条件；确定操作条件； (4) 控制方案的确定；控制方案的确定；(5) 合理利用原料及能量；合理利用原料及能量； (6) 制定三废的治理方法。制定三废的治理方法。(7) 制定安全生产措施。制定安全生产措施。二、工艺流程设计方法二、工艺流程设计方法从工艺角度进行流程设计从工艺角度进行流程设计 一般工艺流程部分为四个重要部分，即：原料预处理、反应过程、一般工艺流程部分为四个重要部分，即：原料预处理、反应过程、产物的后处理产物的后处理(分离纯化分离纯化)、三废处理。
11、、三废处理。原料原料原料原料贮存贮存进料进料预处理预处理反反应应产品产品分离分离产品产品精制精制贮存贮存包装包装产品产品化工设计电子课件(1) 确定主反应装置确定主反应装置 反应器类型及操作方式反应器类型及操作方式 (连续、间歇连续、间歇)反应的动力学特性、物料反应的动力学特性、物料特性、工艺条件特性、工艺条件 能量供给、移出方式能量供给、移出方式反应器结构设计和辅助设施。反应器结构设计和辅助设施。 催化反应催化反应催化反应方式和催化剂的选择催化反应方式和催化剂的选择确定主反应装置，可参考确定主反应装置，可参考文献、资料、中试结果或已工业化装置。文献、资料、中试结果或已工业化装置。 (2) 原
12、料预处理过程原料预处理过程主反应对原料提出要求：如纯度、温度、压力以及加料方式等。主反应对原料提出要求：如纯度、温度、压力以及加料方式等。 工艺流程设计时须以工艺流程设计时须以反应过程为中心反应过程为中心。化工设计电子课件预热预热(冷冷)汽化汽化干燥干燥粉碎筛分粉碎筛分提纯精制提纯精制混合混合配制配制压缩等压缩等根据原料性质、处理方法不同可根据原料性质、处理方法不同可选不同的装置及输送方式。选不同的装置及输送方式。如连续催化重整装置的原料预处如连续催化重整装置的原料预处理过程：理过程：泵送、换热、加热炉加泵送、换热、加热炉加热、预加氢、预脱砷和预分馏热、预加氢、预脱砷和预分馏等。等。(3) 产
13、物后处理产物后处理 副反应的发生副反应的发生乙烯裂解反应物乙烯裂解反应物 受反应时间或化学平衡限制，产物中存在过剩组分受反应时间或化学平衡限制，产物中存在过剩组分如合成如合成NH3、尿素过程中，过量、尿素过程中，过量H2、NH3 有害杂质净化有害杂质净化合成气的脱硫、脱碳合成气的脱硫、脱碳 产物中有固体产品，也增加了后处理过程。产物中有固体产品，也增加了后处理过程。化工设计电子课件(4) 三废处理三废处理三废：废气、废液、废渣三废：废气、废液、废渣所含有害物质在排放前应该所含有害物质在排放前应该达到排放标准达到排放标准相关政策法规相关政策法规!尽量综合利用，变废为宝；尽量综合利用，变废为宝；污
14、染问题不解决，不允许投产。污染问题不解决，不允许投产。 (5) 其他相关措施及设计其他相关措施及设计q 确定公用工程的配套措施确定公用工程的配套措施动力电、水、蒸汽、压缩空气、冷动力电、水、蒸汽、压缩空气、冷冻、电热、氮气等。冻、电热、氮气等。q 确定操作条件和控制方案确定操作条件和控制方案控制方案和控制仪表。控制方案和控制仪表。q 制定安全生产措施制定安全生产措施对开车、停车、长期运转及检修中，可能对开车、停车、长期运转及检修中，可能存在的不安全因素进行分析，制订切实可靠的安全措施。存在的不安全因素进行分析，制订切实可靠的安全措施。q 保温、防腐的设计保温、防腐的设计对需要保温、防腐的设备进
15、行设计。对需要保温、防腐的设备进行设计。化工设计电子课件三、工艺流程设计的基本方法三、工艺流程设计的基本方法 方案比较方案比较基本前提基本前提原始信息不变原始信息不变 温度温度压力压力流量流量流速流速判断依据判断依据产品收率产品收率原材料单耗原材料单耗能量单耗能量单耗产品成本产品成本工程投资工程投资硝化硝化分层分层混酸混酸氯苯氯苯废酸层废酸层出售出售硝基硝基物层物层送精制送精制硫酸硫酸未反应硝酸未反应硝酸硝基氯苯硝基氯苯硝化硝化分层分层混酸混酸废酸层废酸层出售出售硝基物层硝基物层送精制送精制萃取萃取分层分层氯苯氯苯混合料混合料萃取废酸层萃取废酸层图图1. 硝化硝化-分层方案分层方案图图2. 硝
16、化硝化-分层分层-萃取方案萃取方案实例比较实例比较化工设计电子课件工业混合酸流程图化工设计电子课件化工设计电子课件概念设计概念设计工艺路线流程化工作方法工艺路线流程化工作方法(1)(1)首先确定主反应过程首先确定主反应过程；(2)(2)根据反应要求，决定原料贮存方式根据反应要求，决定原料贮存方式, ,量量, ,原料准备过程原料准备过程 和投料方式流程和投料方式流程；(3)(3)根据产品质量要求和反应过程实际，确定产物的分离根据产品质量要求和反应过程实际，确定产物的分离、 精制精制的过程的过程；(4)(4)产品的计量、包装或后处理工艺过程产品的计量、包装或后处理工艺过程；(5)(5)副产物处理的
17、工艺过程副产物处理的工艺过程；(6)(6)“三废三废”排出物的综合治理流程排出物的综合治理流程；(7)(7)确定动力使用和公用工程的配套确定动力使用和公用工程的配套。 化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件举例说明工艺路线的流程化 以以HCl和和CH3OH合成合成CH3Cl为例，假如我们已经选择了为例，假如我们已经选择了“气一气一液相液相”合成合成CH3Cl，主反应是：，主反应是：化工设计电子课件举例说明工艺路线的流程化举例说明工艺路线的流程化化工设计电子课件举例说明工艺路线的流程化举例说明工艺路线的流程化化工设计电子课件化工设计电子课件 为了控制水洗塔生成废酸水的量，可以设计一个带
18、有再为了控制水洗塔生成废酸水的量，可以设计一个带有再沸器的沸器的HCl吸收塔，充分吸收吸收塔，充分吸收HCl，制成稀盐酸，再将夹有，制成稀盐酸，再将夹有微量水份和甲醇的微量水份和甲醇的CH3Cl经冷冻除水、脱醇。原料预处理流经冷冻除水、脱醇。原料预处理流程可以简化为不必混合，直接进入反应釜。简化后的流程框程可以简化为不必混合，直接进入反应釜。简化后的流程框图。图。举例说明工艺路线的流程化举例说明工艺路线的流程化化工设计电子课件简化后的工艺流程简图简化后的工艺流程简图甲醇盐酸压缩机冷冻塔冷凝器脱酸塔冷凝器反应釜汽化釜计量槽盐酸冷凝器产品钢瓶汽提塔催化剂化工设计电子课件举例说明工艺路线的流程化简化
19、后的流程示意图简化后的流程示意图化工设计电子课件工艺流程设计工艺流程设计 2. 2.初步设计阶段工艺流程的设计初步设计阶段工艺流程的设计 在概念设计的基础上，将流程深化，即深入细致地加在概念设计的基础上，将流程深化，即深入细致地加以完善，对工艺流程和各操作单元。化工装置进行深入的量以完善，对工艺流程和各操作单元。化工装置进行深入的量化设计，通过计算，对化工工艺流程进行逐步完善、拾遗补化设计，通过计算，对化工工艺流程进行逐步完善、拾遗补缺，全面系统地研究物料、能量、操作、控制，使各化工单缺，全面系统地研究物料、能量、操作、控制，使各化工单元过程完整地衔接和匹配，能量得到充分利用。元过程完整地衔接
20、和匹配，能量得到充分利用。 化工设计电子课件3.3 工艺流程图工艺流程图一、一、流程图流程图的分类和用途的分类和用途1. 方框流程图方框流程图（block flowsheet） 根据选定工艺路线，对工艺流程进行根据选定工艺路线，对工艺流程进行概念性设计时概念性设计时完成的流程图，完成的流程图，不编入设计文件，多用于不编入设计文件，多用于项目建议书、可行性研究报告项目建议书、可行性研究报告等。等。 一般用一般用方框、文字方框、文字表示一个单元，用表示一个单元，用箭头表示物流方向箭头表示物流方向，表示化学，表示化学加工过程的轮廓。加工过程的轮廓。 参见参见P32 图图2-10 生产硫酸铜的方框流程
21、框图生产硫酸铜的方框流程框图工艺流程图工艺流程图把各个生产单元按照把各个生产单元按照一定的目的要求一定的目的要求，有机地组合，有机地组合在一起，形成一个在一起，形成一个完整的生产工艺过程完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来，并用图形描绘出来不同设计阶段流程图的不同设计阶段流程图的内容、重点和深度内容、重点和深度也有所不同。也有所不同。化工设计电子课件定性定性标出由原料转化成产品的标出由原料转化成产品的变化、流向变化、流向以及所采用的各种化工单以及所采用的各种化工单元及设备，供设计开始时元及设备，供设计开始时工艺方案讨论工艺方案讨论。在方框图流程图的基础上，将各个工序过程换成设备示意图，进一在方
22、框图流程图的基础上，将各个工序过程换成设备示意图，进一步修改、完善可得到工艺流程草图。步修改、完善可得到工艺流程草图。生产工艺流程草图一般由生产工艺流程草图一般由物料流程物料流程、图例、必要的文字图例、必要的文字说明三部分说明三部分组成。组成。要画出主要设备示意外形要画出主要设备示意外形. 设备用细实线画出外形设备用细实线画出外形、形状不要求准确，、形状不要求准确，用线条和箭头表示主要物料管线和流向，用线条和箭头表示主要物料管线和流向，物料线用粗实线绘制物料线用粗实线绘制。至。至于管件、阀门等一般不标出。还要求附有图例，有的单位流程图上于管件、阀门等一般不标出。还要求附有图例，有的单位流程图上
23、还有设备一览表。还有设备一览表。参见参见P33 图图2-11 生产硫酸铜的工艺流程简图。生产硫酸铜的工艺流程简图。2. 工艺流程简图工艺流程简图（simplified flowsheet）设计初始阶段用来表达整个设计初始阶段用来表达整个工厂或车间生产流程工厂或车间生产流程的图样的图样不编入设计不编入设计文件。文件。化工设计电子课件生产硫酸铜的工艺流程草图生产硫酸铜的工艺流程草图 化工设计电子课件3. 工艺物料流程图工艺物料流程图（process flowsheet）完成物料衡算和热量衡算后，以完成物料衡算和热量衡算后，以图形与表格的形式图形与表格的形式反映物料衡算和反映物料衡算和热量衡算的结果
24、，即绘制工艺物料流程图热量衡算的结果，即绘制工艺物料流程图工艺物料流程图工艺物料流程图列入初步设计阶段的设计文件列入初步设计阶段的设计文件，为设计审查提供资，为设计审查提供资料。也作为生产操作和技术改造的参考资料料。也作为生产操作和技术改造的参考资料设计档案资料设计档案资料。化工设计电子课件工艺物料流程图中：工艺物料流程图中：p 采用常用图例表示出采用常用图例表示出主要工艺设备及部分关键的辅助设备主要工艺设备及部分关键的辅助设备；用箭；用箭头表示物流方向，标注工艺设备位号和名称；头表示物流方向，标注工艺设备位号和名称；p 用用表格表示出各物流的表格表示出各物流的T、p、Vs、组成、组成；在有热
25、量变化的设备旁，；在有热量变化的设备旁，标出热量计算值。标出热量计算值。p 物料表包物料表包括物料名称、质量流量、质量分数、摩尔流量和摩尔分括物料名称、质量流量、质量分数、摩尔流量和摩尔分率。有时还列出物料的某些参数如温度、压力、密度等率。有时还列出物料的某些参数如温度、压力、密度等参见表参见表2.1物料平衡表物料平衡表。p 参见参见P36图图2.16 煤气脱硫工序工艺物料流程图煤气脱硫工序工艺物料流程图化工设计电子课件工艺物料表工艺物料表序 号组分分子式分子量物流点编号物流点编号物料名称物料名称kg/hwt%Kgmol/hmol%kg/hwt%kgmol/hmol%12合计1温度2压力3密度
26、4黏度化工设计电子课件（2）物流变化和物流表）物流变化和物流表 对于物料发生变化的设备，要从物料管线上画一个引出对于物料发生变化的设备，要从物料管线上画一个引出线，并于引出线端用列表的形式表示物料的组成、名称、质线，并于引出线端用列表的形式表示物料的组成、名称、质量流量量流量(kg(kgh)h)、质量百分数、摩尔流量质量百分数、摩尔流量(kmol(kmolh)h)。 物料的某些工艺参数，例如物料温度、压力等可在流程物料的某些工艺参数，例如物料温度、压力等可在流程线旁注明。线旁注明。 化工设计电子课件化工设计电子课件名称kg/hwt%kmol/hmol%1乙苯173.598.31.63097.2
27、2甲苯1.01.70.0192.8合计174.51001.649100V0104乙苯贮槽化工设计电子课件 热量衡算的结果的表示热量衡算的结果的表示化工设计电子课件 (2) (2)设备标注设备标注 标注的内容标注的内容 设备在图上应标注设备在图上应标注位号及名称位号及名称。设备位号在整个车间。设备位号在整个车间( (装置装置) )内不得重复，施工图设计内不得重复，施工图设计与与初步设计中的编号应该一初步设计中的编号应该一致，不要混乱。如果施工图设计中设备有增减，则位号应按致，不要混乱。如果施工图设计中设备有增减，则位号应按顺序补充或取消顺序补充或取消( (即保留空号即保留空号) )。设备的名称也
28、应前后一致。设备的名称也应前后一致。 标注的方式标注的方式 设备的位号、名称一般标注在相应设备的图形上方或下设备的位号、名称一般标注在相应设备的图形上方或下方，各设备在横向之间的标注方式应排成一行；若在同一高方，各设备在横向之间的标注方式应排成一行；若在同一高度方向出现两个以上设备图形时，则可按设备的相对位置将度方向出现两个以上设备图形时，则可按设备的相对位置将某些设备的标注放在另一设备标注的下方某些设备的标注放在另一设备标注的下方。 （3）标题栏及其它）标题栏及其它 标题栏按图纸常规，注明图号，设计阶段等。标题栏按图纸常规，注明图号，设计阶段等。化工设计电子课件化工设计电子课件4. 带控制点
29、工艺流程图（带控制点工艺流程图（process and control flowsheet）完成完成设备设计计算，确定控制方案设备设计计算，确定控制方案，即可绘制初步设段带控制点，即可绘制初步设段带控制点工艺流程图。并作为设计成果编入初步设段的设计文件中。工艺流程图。并作为设计成果编入初步设段的设计文件中。带控制点的带控制点的工艺流程图工艺流程图初步设计阶段带控制点工艺流程图初步设计阶段带控制点工艺流程图施工设计阶段带控制点工艺流程图施工设计阶段带控制点工艺流程图也称管道及仪表流程图也称管道及仪表流程图(PID图图)在带控制点的工艺流程图中：在带控制点的工艺流程图中：(1) 用图例表示出用图例
30、表示出全部工艺设备、工艺物料管道、辅助管道全部工艺设备、工艺物料管道、辅助管道。(2) 表示出工艺物料和辅助表示出工艺物料和辅助管道的流向及工艺物料管道上的阀门管道的流向及工艺物料管道上的阀门、异、异径管等管件，不画法兰、弯头、三通等一般管件。径管等管件，不画法兰、弯头、三通等一般管件。 (3) 表示出工艺参数（温度、压力、流量、液位、物料组成、浓度等）表示出工艺参数（温度、压力、流量、液位、物料组成、浓度等）的的测量点自动控制方案测量点自动控制方案。 化工设计电子课件(4) 标注全部标注全部设备的位号和名称设备的位号和名称。 (5) 表示出全部管道的表示出全部管道的管道代号、管径、材料、保温
31、管道代号、管径、材料、保温等。等。p 参见参见P46图图2-33 带控制点的工艺流程图。带控制点的工艺流程图。5. 管道仪表流程图（管道仪表流程图（piping and instrument diagram）施工阶段施工阶段工艺流程图工艺流程图 PID图，图，PI图，图，PID图是图是以车间以车间(装置装置)或工段或工段为主项进行绘制，原则上一个车间或为主项进行绘制，原则上一个车间或工段绘一张图，如流程复杂可分成数张，但仍算一张图，使用同工段绘一张图，如流程复杂可分成数张，但仍算一张图，使用同一图号。一图号。所有工艺流程图所有工艺流程图不按精确比例绘制不按精确比例绘制，一般设备，一般设备(机器
32、机器)图例只取相图例只取相对比例。对比例。 设备设备名称、位号和参数；名称、位号和参数；接管和连接形式接管和连接形式；设备安装标高设备安装标高； 配管配管所有工艺、公用工程所有工艺、公用工程管线规格、取样点位置管线规格、取样点位置。 仪表与仪表配管仪表与仪表配管包括调节阀、旁通阀、安全阀；仪表冲洗、包括调节阀、旁通阀、安全阀；仪表冲洗、吹扫等。吹扫等。化工设计电子课件化工设计电子课件二、工艺流程图绘制内容及表示方法二、工艺流程图绘制内容及表示方法以以PID图为例图为例1. PID图的组成图的组成 (1) 设备图形及管线、管件设备图形及管线、管件：将各设备按工艺流程顺序，表示在同一：将各设备按工
33、艺流程顺序，表示在同一平面上，配以连接的主辅管线及管件、阀门、仪表控制点符号等。平面上，配以连接的主辅管线及管件、阀门、仪表控制点符号等。 (2) 标注：标注：设备位号、名称，管道号、管径及管道等级，管段编号，设备位号、名称，管道号、管径及管道等级，管段编号，仪表控制点图形符号、字母代号、仪表位号，必要尺寸、数据等。仪表控制点图形符号、字母代号、仪表位号，必要尺寸、数据等。 (3) 图例：图例：对流程图中所采用的代号、符号及其他标注的说明，有时对流程图中所采用的代号、符号及其他标注的说明，有时还有设备位号的索引等。还有设备位号的索引等。 (4) 标题栏：标题栏：注写图名、图号、设计项目、设计阶
34、段等。注写图名、图号、设计项目、设计阶段等。 化工设计电子课件2. 设备的表示方法设备的表示方法(1) 设备的画法设备的画法图例：图例：参照附录参照附录2表表2-1，按比例用细实线（按比例用细实线（b/3）绘制。）绘制。相对位置：设备间高低和楼面高低相对位置，一般也相对位置：设备间高低和楼面高低相对位置，一般也按比例绘制按比例绘制。相同系统相同系统(或设备或设备)的处理：两个或两个以上相同的系统的处理：两个或两个以上相同的系统(或设备或设备)，一，一般般应全部画出应全部画出。 设备图形按设备外形绘制，此设备的外形不必精确，常采用标准规设备图形按设备外形绘制，此设备的外形不必精确，常采用标准规定
35、的设备表示方法，简化绘制。定的设备表示方法，简化绘制。 设备之间用流程线连接起来，设备外形用细实线，设备之间的流程设备之间用流程线连接起来，设备外形用细实线，设备之间的流程线用粗实线表示。在图上要标注设备位号及名称线用粗实线表示。在图上要标注设备位号及名称 。化工设计电子课件常用设备符号常用设备符号化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件2. 设备的表示方法设备的表示方法(2) 设备的标注设备的标
36、注标注的内容：设备在图上应标注位号及名称。标注的内容：设备在图上应标注位号及名称。标注的方式：设备位号、名称一般标注在相应设备图形上方或下方。标注的方式：设备位号、名称一般标注在相应设备图形上方或下方。 T- A 设备位号线设备位号线相同设备尾号相同设备尾号设备顺序号设备顺序号主项代号主项代号设备分类设备分类化工设计电子课件3. 管道的画法及标注管道的画法及标注序号序号设备名称设备名称代号代号序号序号设备名称设备名称代号代号1塔塔T7火炬、烟囱火炬、烟囱S2泵泵P8换热器换热器E3压缩机、鼓风机压缩机、鼓风机C9起重机起重机L4反应器反应器R10搅拌器搅拌器M5容器容器(储槽、储罐储槽、储罐)
37、V11称量设备称量设备W6工业炉工业炉F12其他设备其他设备X常用设备代号常用设备代号一般应画出一般应画出所有工艺材料和辅助物料的管道所有工艺材料和辅助物料的管道。主工艺物料管道用主工艺物料管道用粗实线粗实线，辅助管线用，辅助管线用中实线中实线，仪表及信号传输管，仪表及信号传输管线用线用细实线或细虚线绘制细实线或细虚线绘制。常用管道图例见附录常用管道图例见附录2表表2-2或表或表2.5。化工设计电子课件(2) 管道的标注管道的标注一般横向管道标注在一般横向管道标注在管道上方管道上方，竖向管道（直管）标注在，竖向管道（直管）标注在管道左边管道左边。分段注明流体代号、管道代号、管径、管道等级及隔热
38、分段注明流体代号、管道代号、管径、管道等级及隔热 管道代号管道代号 管道号：物料代号管道号：物料代号+主项代号主项代号+管道分段顺序号（管段顺序号）管道分段顺序号（管段顺序号）主项代号主项代号工段或工序代号，用一位或两位数字表示。工段或工序代号，用一位或两位数字表示。管道分段顺序号管道分段顺序号按工艺流程顺序用两位数字按工艺流程顺序用两位数字01，02等编号。等编号。 化工设计电子课件物料代号一般以物料的物料代号一般以物料的英文名称的首字母英文名称的首字母大写表示。大写表示。化工设计电子课件 管径管径 管径一般标注管径一般标注公称直径公称直径，公制管以，公制管以mm单位，只标数字单位，只标数字
39、，DN25，标注标注25；英制管以英寸为单位，需标注英寸符号，如；英制管以英寸为单位，需标注英寸符号，如1/2 、4 等。等。 管道等级管道等级 为为简化管道及管件规格简化管道及管件规格，使管道组成件标准化，将各种管道组成，使管道组成件标准化，将各种管道组成件按管道的材质、压力和直径三个参数适当分级。如件按管道的材质、压力和直径三个参数适当分级。如B2A：B 管道管道材质代号材质代号 2管道压力等级代号管道压力等级代号 A 序号序号 管道材质代号：管道材质代号：A铸铁及硅铸铁；铸铁及硅铸铁；B碳素钢；碳素钢；C普通低合金钢普通低合金钢 E不锈耐酸钢；不锈耐酸钢；F有色金属；有色金属；G非金属；
40、非金属；H衬里钢衬里钢管道压力等级代号：管道压力等级代号：00.6MPa；11.0MPa；21.6MPa；44.0MPa；66.4MPa；710.0MPa化工设计电子课件 隔热代号隔热代号管道的管道的使用温度范围使用温度范围及及隔热隔音功能隔热隔音功能类型，以英文字类型，以英文字母和数字或英文字母给以标注。母和数字或英文字母给以标注。如如“G9”表示温度在表示温度在1002的不的不锈钢管，用保冷材料保冷。锈钢管，用保冷材料保冷。 管道使用温度范围代号管道使用温度范围代号代号代号温度范围温度范围/管材管材代号代号温度范围温度范围/管材管材ABCDEF-1002220217071939440040
41、1650碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金碳钢或铁合金GHJKL-1002220219394650650不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢化工设计电子课件类型类型代号代号用途用途备注备注类型类型代号代号用途用途备注备注12345热量控制热量控制保温保温人身防护人身防护防火防火隔热隔热(21)采用保温材料采用保温材料采用保温材料采用保温材料采用保温材料采用保温材料采用保温材料采用保温材料采用保温材料采用保温材料6789A-U隔热隔热(21)防止表面冷凝防止表面冷凝(2)保冷
42、保冷(2)加热保温加热保温采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料采用保冷材料根据表根据表2-7管道隔热类型代号管道隔热类型代号化工设计电子课件4. 管件和阀门的图形符号管件和阀门的图形符号 一般连接件，如法兰、三通、弯头、管接头等，若无特殊需要不一般连接件，如法兰、三通、弯头、管接头等，若无特殊需要不予画出。竖管上的阀门在图上的高低位置应大致符合实际高度。予画出。竖管上的阀门在图上的高低位置应大致符合实际高度。 化工设计电子课件化工设计电子课件5. 仪表控制点仪表控制点在相应管道在相应管道大致安装位置大致安装位置标注仪表及控制点。标注仪表及控制点。
43、 仪表控制点标注包括仪表控制点标注包括图形符号、字母代号和仪表位号图形符号、字母代号和仪表位号三部分。三部分。 (1) 图形符号图形符号仪表的图形符号为直径约仪表的图形符号为直径约10mm的细线（的细线（b/3）圆；）圆；执行器的图形符号由调节机构和执行机构两部分组合而成。执行器的图形符号由调节机构和执行机构两部分组合而成。仪表、调节及执行机构仪表、调节及执行机构图例见表图例见表2.14所示。所示。 (2) 字母代号字母代号表示被测变量和仪表功能表示被测变量和仪表功能化工设计电子课件字字母母第一字母第一字母后继字母后继字母字字母母第一字母第一字母后继字母后继字母被测变量或被测变量或初始变量初始
44、变量修饰修饰词词功能功能被测变量或被测变量或初始变量初始变量修饰词修饰词功能功能ABCDEFGHIJKLM分析分析喷嘴火焰喷嘴火焰电导率电导率密度密度电压电压流量流量尺度尺度手动手动电流电流功率功率时间或时间程序时间或时间程序物位物位水分或湿度水分或湿度差比差比扫描扫描报警报警供选用供选用控制控制检出元件检出元件玻璃玻璃指示指示自动自动.手动操作手动操作指示灯指示灯NOPQRSTUVWXYZ供选用供选用供选用供选用压力或真空压力或真空数量或件数数量或件数发射性发射性速度或频率速度或频率温度温度多变量多变量粘度粘度质量或力质量或力未分类未分类供选用供选用位置位置积分积分.积算积算安全安全供选用供
45、选用节流孔节流孔试验点试验点积分、积算积分、积算记录或打印记录或打印开关或联锁开关或联锁传达（变送）传达（变送）多功能多功能阀、挡板阀、挡板套管套管未分类未分类计算器计算器驱动器、执行器驱动器、执行器被测变量和仪表功能的字母代号被测变量和仪表功能的字母代号化工设计电子课件(3) 仪表位号仪表位号 仪表位号的方法是将字母代号填写在圆圈上半部分，数字编号填写仪表位号的方法是将字母代号填写在圆圈上半部分，数字编号填写在圆圈下半部分。在圆圈下半部分。第一个字母表示第一个字母表示被测变量被测变量，后继字母表示，后继字母表示仪表的功能；仪表的功能；数字编号表数字编号表示示仪表的顺序号仪表的顺序号，可按车间
46、或工段进行编号。，可按车间或工段进行编号。 化工设计电子课件化工设计电子课件化工设计电子课件3.4 典型设备的自控流程典型设备的自控流程3.4.1 输送设备的自控流程输送设备的自控流程一、离心泵流量调节一、离心泵流量调节 离心泵基本流程包括：入口阀、出口阀、出口处的止回阀、出口离心泵基本流程包括：入口阀、出口阀、出口处的止回阀、出口压力表、泵体前后设放净阀。压力表、泵体前后设放净阀。1. 简单管路流量调节方式简单管路流量调节方式(1) 直接节流法直接节流法优点：优点：简单易行，普遍采用。简单易行，普遍采用。缺点：缺点：能耗大。能耗大。限制：限制：不适宜于正常流量低于额不适宜于正常流量低于额定流
47、量定流量30%以下的场合。以下的场合。 化工设计电子课件(2) 旁路调节旁路调节优点：优点：调节阀直径小，可用于小流量调节。调节阀直径小，可用于小流量调节。缺点：缺点：使泵的总效率降低。使泵的总效率降低。(3) 调节电机转速调节电机转速采用变频电机采用变频电机 2. 出口多分支管路流量调节出口多分支管路流量调节化工设计电子课件二、容积泵二、容积泵（往复泵、齿轮泵、螺杆泵和漩涡泵）（往复泵、齿轮泵、螺杆泵和漩涡泵） 禁止禁止在出口管道上直接安装节在出口管道上直接安装节流装置来调节流量，流装置来调节流量，原因：原因：容积容积泵流量减小，压力急剧上升。泵流量减小，压力急剧上升。 调节方法：调节方法：
48、旁路调节；改变转旁路调节；改变转速或改变冲程大小；速或改变冲程大小； 图图4-4是旋涡泵的流量调节流程。是旋涡泵的流量调节流程。化工设计电子课件三、真空泵三、真空泵1. 吸入支路调节方案吸入支路调节方案 2. 吸入管阻力调节方案吸入管阻力调节方案化工设计电子课件3. 蒸气喷射泵蒸气喷射泵调节蒸汽流量来调节真空度调节蒸汽流量来调节真空度化工设计电子课件3.4.2 管壳式换热器的自控流程管壳式换热器的自控流程一、无相变的管壳式换热器一、无相变的管壳式换热器方法方法1：通过调节流体：通过调节流体1的流量来控制流体的流量来控制流体2的出口温度。的出口温度。 (T1-T2)(t2-t1)，调节热流体流量
49、；，调节热流体流量； 化工设计电子课件3. 在冷、热流体在冷、热流体流量均不允许改变流量均不允许改变可采用分流调节。可采用分流调节。 化工设计电子课件二、有相变的管壳式换热器二、有相变的管壳式换热器1. 蒸汽冷凝加热器蒸汽冷凝加热器方法方法1：调节调节ps，改变蒸汽冷凝温度，改变蒸汽冷凝温度，调节加热器传热温差。，调节加热器传热温差。方法方法2：改变改变A，控制冷介质温度。，控制冷介质温度。利用冷凝水出口阀调节换热器中利用冷凝水出口阀调节换热器中的冷凝水量，设计中必须考虑留有设计裕量。的冷凝水量，设计中必须考虑留有设计裕量。化工设计电子课件2. 再沸器再沸器调节加热介质流量调节加热介质流量化工
50、设计电子课件三、三、 加热炉加热炉出炉温度控制：出炉温度控制：根据被加热介质出炉温度调节燃料量。根据被加热介质出炉温度调节燃料量。进料流量控制：进料在炉管中产生汽化或分解时，炉管压降随气化进料流量控制：进料在炉管中产生汽化或分解时，炉管压降随气化率变化，应在率变化，应在进料前设流量调节器。进料前设流量调节器。化工设计电子课件3.4.3 精馏塔的自控流程精馏塔的自控流程一、精馏塔的基本控制方案一、精馏塔的基本控制方案1. 按精馏段指标控制按精馏段指标控制在在LR、D、VS及及W四个变量中，一四个变量中，一个为控制变量，一个保持恒定，其个为控制变量，一个保持恒定，其余两个按回流罐和再沸器的液位调余
