1、工艺流程识图第一篇 识读管道仪表流程图 任何一个产品的工业生产，都经历了将原材料逐次加工到半成品乃至成品的过程。整个生产过程的表述方法是多样的，用工艺流程图表达部分或整个生产工艺无疑是最为直观和简捷的。管道仪表流程图(P&ID:Piping and Instrument Diagram)就是过去所说的带控制点的工艺流程图，是借助统一规定的图形符号和文字代号，用图示的方法把建立化工工艺装置所需的全部设备、仪表、管道、阀门及主要管件，按其各自功能以及工艺要求组合起来，以起到描述工艺装置的结构和功能的作用。因此，管道仪表流程图不仅表达了部分或整个生产工艺流程，更重要的是体现了对该工艺过程所实施的控制
2、方案，通过它可以清晰地了解生产过程的自动控制实施方案等相关信息，是自控专业设计的出发点和基本依据。正确识读管道仪表流程图，需要全面了解图中各种图例符号的意义和表达方法，包括工艺流程、仪表及控制系统图例符号。1管道仪表流程图中常用图例符号1.1常用仪表及控制系统图例符号1.1.1仪表功能标志及位号1.1.1.1仪表功能标志 仪表功能标志是用几个大写英文字母的组合表示对某个变量的操作要求，如TIC等。其中第一位或两位字母称为首位字母，表示被测变量，其余一位或多位称为后继字母，表示对该变量的操作要求，I不指示,C为控制。各英文字母在仪表功能标志中的含义见表1-1。为了正确区分仪表功能，根据设计标准过
3、程检测和控制系统用文字代号和图形符号（HG/T20505-200。），理解功能标志时应注意如下几个方面。功能标志只表示仪表的功能，不表示仪表的结构。这一点对于仪表的选用至关重要。例如，要实现FR（流量记录）功能，可选用流量或差压变送器及记录仪。功能标志的首位字母选择应与被测变量或引发变量相对应，可以不与被处理变量相符。例如，某液位控制系统中的控制阀，其功能标志应为LV（L为物位，V为阀）,而不是FV。功能标志的首位字母后面可以附加一个修饰字母，使原来的被测变量变成一个新变量。如在首位字母P,T后面加D,变成PD,TD,分别表示压差、温差。功能标志的后继字母后面可以附加一个或两个修饰字母，以对其
4、功能进行修饰。如功能标志PAH中，后继字母A后面加H,表示压力的报警为高限报警。1.1.1.2仪表位号仪表位号 仪表位号由仪表功能标志和仪表回路编号两部分组成，如FIC-116、TRC-158仪表回路编号的组成有工序号（例中数字编号中的第一个1)和顺序号（例中数字编号中的后两位16，58）两部分。在行业标准HG/T 20505-2000中，仪表位号的确定有如下规定：仪表位号按不同的被测变量分类，同一装置（或工序）同类被测变量的仪表位号中顺序号可以是连续的，也可以不连续；不同被测变量的仪表位号不能连续编号。若同一仪表回路中有两个以上功能相同的仪表，可在仪表位号后附加尾缀（大写英文字母）以示区别。
5、例如FT-201A、FT-201B表示该仪表回路中有两台流量变送器。当不同工序的多个检测元件共用一台显示仪表时，显示仪表的位号不表示工序号，只编顺序号；对应的检测元件位号表示方法是在仪表编号后加数字后缀并用“一”隔开。例如一台多点温度记录仪TR-1，其对应的检测元件位号为TE-1-1、TE-1-2等。对仪表位号而言，在施工图中还会大量地用到，特别是多功能仪表的位号编制，与带控制点的工艺流程图有紧密的对应关系。1.1.2仪表功能字母代号仪表功能字母代号 在自控类技术图纸中，仪表的各类功能是用其英文含义的首位字母来表达的，且同一字母在仪表位号中的表示方法具有不同的含义。各英文字母的具体含义见表1-
6、1.对于表中所涉及的问题简要说明如下:“首位字母”在一般情况下为单个表示被测变量或引发变量的字母，又称为变量字母，在首位字母附加修饰字母后，其意义改变。“后继字母”可根据需要分为一个字母（读出功能）或两个字母（读出功能+输出功能），有时也用三个字母（读出功能+输出功能+读出功能）。“分析（A）指分析类功能，并未表示具体分析项目。需指明具体分析项目时，则在表示仪表位号的图形符号（圆圈或正方形）旁标明。“供选用”指该字母在本表相应栏目中未规定具体含义，可根据使用者的需要确定并在图例中加以说明。“高(H)、“中(M),“低(L)应与被测量值相对应，而并非与仪表输出的信号值相对应。H、M,L分别标注在
7、表示仪表位号的图形符号（圆圈或正方形）的右上、中、下处。“安全（S）”仅用于紧急保护的检测仪表或检测元件及最终控制元件。字母“U”表示“多变量”时，可代替两个以上首位字母组合的含义，表示“多功能”时，可代替两个以上后继字母组合的含义。“未分类(X)”表示作为首位字母和后继字母均未规定具体含义，在应用时，要求表示仪表位号的图形符号（圆圈或正方形）外注明其具体含义。“继动器（继电器）Y”表示是自动的，但在回路中不是检测装置，其动作由开关或位式控制器带动的设备或器件。表示继动、计算、转换功能时，应在仪表图形符号（圆圈或正方形）外（一般在右上方）注明其具体功能，但功能明显时可不予标注，常用附加功能符号
8、见表1-2。1.1.3常规仪表及计算机控制系统图形符号常规仪表及计算机控制系统图形符号 自控工程图纸中的各类仪表功能除用字母和字母组合表达外，其仪表类型、安装位置、信号种类等具体意义可用相关图形符号标出，熟知这些图形符号的含义有益于识读自控类图纸。1.1.3.1监控仪表的图形符号监控仪表的图形符号 监控类仪表种类繁多，功能各异，既有传统的常规仪表，又有近年来被广泛使用的DCS类、可编程序逻辑控制器及控制计算机等类仪表；既有现场安装仪表，又有架装仪表、盘面安装及控制台安装仪表或显示器等。自控图纸中的各类仪表均是以相应的图形符号表示的，表示仪表类型及安装位置的图形符号见表1-3。1.1.3.2测量
9、点的图形符号测量点的图形符号 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道引至检测元件或就地仪表的起点，一般与检出元件或仪表画在一起表示，如图1-2所示。若测量点位于设备中，当需要标出具体位置时，可用细实线或虚线表示，如图1-3所示。1.1.3.31.1.3.3仪表的各种连接线仪表的各种连接线 用细实线表示仪表连接线的场合。用细实线表示仪表连接线的场合包括工艺参数测量点与检测装置或仪表的连接线和仪表与仪表能源的连接线。表示仪表能源字母组合标志见表1-4。就地仪表与控制室仪表(包括DCS)的连接线、控制仪表的之间的连接线、DCS内部系统连接线或数据线见表1-5。另外，在复杂系统中有必要表明信息的流向
10、时，应在信号线上加箭头，信号线的交叉为断线，信号线相接不打点。4塔顶冷凝器乙烯排气流皿控制系统2供电箱接线图的内容另外，再沸器壳程介质裂解气出口温度需要在控制室进行屏幕显示。信号线、接地线及电源线端子间应采用标记端子隔开。采用半模拟盘时，模拟流程应与仪表盘上相应的仪表尽可能相对应。仪表的供气装置是由空气压缩站和供气管路传输系统两大部分组成的。在图纸的中部，按不同的接线面绘出了仪表盘及盘上安装（或架装）的全部仪表、电气设备和元件等的轮廓线，其大小不按比例，也不标注尺寸，相对位置与仪表盘正面布置图相符。图中的TIC-109和FIC-102是串级控制系统中的主、副控制器，TR-109/FR-102是
11、显示温度和流量的记录仪，它们的信号之间有联系而安装又比较贴近。而每块仪表盘也在下部标注出了其编号和型号。当再沸器中的液位偏低时，进行液位控制，以保持中间再沸器正常工作。在标注编号时，应按先去向号，后接线点号的顺序填写。如在首位字母P,T后面加D,变成PD,TD,分别表示压差、温差。由图可知，其主要控制方案包括中间再沸器液位与侧线加热流体流量的选择性控制系统、乙烯回流罐液位与乙烯回流流量串级控制系统、乙烯回流与乙烯产品采出量的比值控制系统、塔顶冷凝器乙烯排气流量控制系统、塔压控制系统以及相关变量的显示、记录、联锁和报警等。仪表位号按不同的被测变量分类，同一装置（或工序）同类被测变量的仪表位号中顺
12、序号可以是连续的，也可以不连续；需要时，可采用氮气作为临时性的备用气源。2-98)中，提出了控制室（内、外）电缆（管缆）平面敷设图和仪表回路图等自控工程图中使用的图例符号。英文字母表示仪表盘的顺序编号，如A表示仪表盘lIP，B表示仪表盘21P.1仪表盘背面气动管线、阀门及接头的选用活动地板下方的基础地面宜为水磨石地面。控制室或接线箱、接管箱与现场仪表之间电缆、管缆的编号采用仪表位号编号法。1.1.3.4 流量测量仪表符号流量测量仪表符号 流量测量仪表种类繁多,主要有差压式流量计(节流装置)和非差压式流量计两类.技术图中的符号多以差压式流量计法兰或角接取压孔板为主,部分流量测量仪表的图形符号见表
13、1-6.1.1.3.5常用执行器图形符号常用执行器图形符号 执行器是由执行机构和控制阀体两部分组成的，执行机构、控制阀体的图形符号见表1-7和表1-8。以带弹簧的气动薄膜控制阀为例表示的能源中断时阀位的图形符号见表1-9。1.2常用工艺流程图图例符号常用工艺流程图图例符号工艺流程图是描述工艺生产过程的技术图纸，它用规定的图形符号表明了整个生产过程所用的工艺设备、管道、介质及流向等基本工艺组成。1.2.1常用设备及管件字母代号1.2.2 常用介质字母代号常用介质字母代号1.2.3 管道、管件及阀门图例符号管道、管件及阀门图例符号1.2.3.1 管道、管件图例符号 在工艺流程图中，管道及管件用以表
14、明主、次要管道、伴热性质、介质流向等相关工艺信息，其图例见表1-13。1.2.3.2 阀门图例符号机柜室、计算机室、工程师站室与辅助用房毗邻时，不得有门相通。基础地面高于室外地面应不小于300mm。因此，图例符号是构成技术图纸的基本元素。机柜室面积为9000mm 8700mm,其中设有3台HPM高性能过程管理站（设备序号为911），1台LCN机柜（设备序号为8），1个PLC现场控制站（设备序号为12），3个中间端子柜（设备序号为1618），1个隔离报警器柜（设备序号为15），1个配电柜（设备序号为19），2个继电器柜（设备序号为13和14），1个语音系统柜（设备序号为20）。仪表盘正面布置图一
15、般以1：10的比例绘制。根据需要允许设置空仪表盘或在仪表盘盘面上设置若干安装仪表的预留孔。识读管道仪表流程图时，可参考下列步骤进行。直流电源线的总干线和分干线应与仪表信号导线屏蔽隔离。常用设备、机器图形符号参见“1.若同一仪表回路中有两个以上功能相同的仪表，可在仪表位号后附加尾缀（大写英文字母）以示区别。2仪表功能字母代号 在自控类技术图纸中，仪表的各类功能是用其英文含义的首位字母来表达的，且同一字母在仪表位号中的表示方法具有不同的含义。UPS电源室单独设置时，若在中央控制室区域布置，可以与机柜室相邻。(2)相对位置图中设备之间的相对位置，在保证图面清晰的原则下，主要考虑便于连接管线和注写符号
16、、代号。在自控专业工程设计用图形符号和文字代号（HG/T 20637.液相为乙烯，经回流泵E-GA-103A/B打人精馏塔的第一块塔板作为回流液。某工厂自控工程设计中，仪表盘背面气动管线连接情况如图7-6所示，图中采用的设备材料的型号和规格见表7-3。在供电箱接线图中，表示了出总供电箱、分供电箱和供电箱的内部接线。气源供气阀门一般选用郁X如的气动管路截止阀。熔断器熔体的额定电流及断路器过电流脱扣器的整定电流应同时满足正常工作电流和启动尖峰电流两个条件的要求。为了简化盘后仪表接线端子编号的内容，便于读图和施工，通常使用仪表的中间编号。1.2.4 机器及设备图形符号机器及设备图形符号 机器及设备种
17、类繁杂,分类不一,在此对塔、炉、冷换设备、容器和罐、反应器、泵和压缩机及小型设备等进行分类介绍。1.2.4.1 塔 塔常用于产品分离,常见的类型有板式塔、填料塔等,各自图例如图1-4和图1-5。1.2.4.2 炉炉 炉类包括加热炉、空气预热器等设备，具体图例见表1-15。1.2.4.3 换热设备1.2.4.4 容器和罐1.2.4.5 反应器 反应器有轴向、径向及釜式之分，图例如图1-6所示。1.2.4.6 泵和压缩机 泵和压缩机的主要 工艺目的是进行流体加压和输送,就结构而言,有离心式、往复式之分，从使用能源来分，从使用能源来分，有电动式和气动式两类，各种不同形式的设备图例见表1-18。2 管
18、道仪表流程图识读方法管道仪表流程图识读方法2.1 工艺流程图 方案流程图又称流程示意图或流程简图，是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。它是一种示意性的展开图，即按工艺流程顺序，把设备和流程线自左至右都展开在同一平面上。其图面主要包括工艺设备和工艺流程线。2.1.1设备的画法方案流程图中用细实线画出设备的大致轮廓或示意结构，一般不按比例，但应保持各设备的相对大小。各设备之间的高低位置及设备上重要接管口的位置应大致符合实际情况。2.1.2工艺流程线的画法方案流程图中一般只画出主要工艺流程线，其他辅助流程线则不必一一画出。用粗实线画出主要物料的流程线，在流程线上用箭头标明物料流向，并在流程线的起
19、讫处注明物料的名称、来源或去向。如遇有流程线自检、流程线与设备之间发生交错或重叠而实际上并不相连时，其中的一线断开或曲折绕过设备图形。当为两个或两个以上相对独立的工艺装置时，操作站可分组布置。(1)接线箱、接管箱编号法单根电缆、管缆的编号由接线箱、接管箱的编号与电缆、管缆文字代号组成。在标题栏的上方，分盘列出了仪表盘背面安装用的设备材料表由图可知，其主要控制方案包括中间再沸器液位与侧线加热流体流量的选择性控制系统、乙烯回流罐液位与乙烯回流流量串级控制系统、乙烯回流与乙烯产品采出量的比值控制系统、塔顶冷凝器乙烯排气流量控制系统、塔压控制系统以及相关变量的显示、记录、联锁和报警等。在表示接线关系时
20、，单元与单元之间，单元与接线端子组（或接头组）之间的连接用一条带圆圈的短线互相呼应，在短线上用相对呼应编号法标注对方单元、接线端子组或接头组的编号，圆圈中注明连线的条数（当连线只有一条时，圆圈可省略不画）。9的乙烯产品，塔釜液为乙烷馏分，送回裂解炉作为裂解原料，塔顶分离出少量的甲烷馏分。2 炉 炉类包括加热炉、空气预热器等设备，具体图例见表1-15。仪表辅助设施的供电包括仪表盘（柜）内照明、仪表及测量管线电伴热系统以及其他自动化监控系统。3常规仪表及计算机控制系统图形符号 由绿油塔来的C2组分从第98块塔板以气液两相混合进料，由于精馏塔提供了分离空间，实现了气液两相分离，气相（乙烯及少量甲烷）
21、上升，液相乙烷下降。裂解气经过离心式压缩机压缩，压力达到1.计算机室、工程师站室、UPS电源室等的面积应按设备尺寸、工作要求及安装、维护所需的空间确定。1仪表盘（箱）内部接线（接管）的表示方法功能标志的首位字母选择应与被测变量或引发变量相对应，可以不与被处理变量相符。在绘制管道图时，应尽量避免管道穿过设备或交叉管道在图上相交。自控图纸中的各类仪表均是以相应的图形符号表示的，表示仪表类型及安装位置的图形符号见表1-3。(2)电源容量 仪表电源容量应按仪表耗电量总和的1.成排机柜之间净距离一般为1.当采用复杂控制系统时，各台仪表应按照该系统的操作要求排列。字母“U”表示“多变量”时，可代替两个以上
22、首位字母组合的含义，表示“多功能”时，可代替两个以上后继字母组合的含义。2.2管道仪表流程图 管道仪表流程图（P&-ID）又称施工流程图或工艺安装流程图，它是在方案流程图的基础上绘制而成的。其中包含了所有设备（包括备用设备）和全部管路（包括辅助管路、各种控制点以及阀门、管件等）。它是在工艺物料流程图的基础上，用过程检测和控制系统设计符号，描述生产过程自动化内容的图纸。它是自动化水平和自动化方案的全面体现，是自动化工程设计的依据，亦可供施工安装和生产操作时参考，其主要内容如下。(1)设备示意图带位号、名称和接管口的各种设备示意图。(2)管路流程线带编号、规格、阀门、管件等及仪表控制点（压力、流量
23、、液位、温度测量点及分析点）的各种管路流程线。(3)标注设备位号、名称、管段编号、控制点符号、必要的尺寸及数据等。(4)图例图形符号、字母代号及其他的标注、说明、索引等。(5)标题栏注写图名、图号、设计项目、设计阶段、设计时间和会签栏等。管道仪表流程图画法规定如下。2.2.1图样画法 管道仪表流程图采用展开图形式，按工艺流程顺序，自左至右依次画出一系列设备的图例符号，并配以物料流程线和必要的标注和说明。图中设备及机器大致按1:100或1:200的比例绘制，过大、过小时可单独适当缩小或放大，但需保持设备间的相对大小。工艺物料流程图在保证图形清晰的前提下，可不按比例绘制。原则上一个主项（工段或装置
24、）绘一张图样，若流程复杂，可分数张绘制，但应使用同一图号。整幅图可不按比例绘制，标题栏中“比例”一栏不予标注。2.2.2设备和机器表示方法(1)设备和机器画法用细实线画出设备、机器的简略外形和内部特征。一般不画管口，需要时可用单线画出。常用设备、机器图形符号参见“1.2常用工艺流程图图例符号”。(2)相对位置图中设备之间的相对位置，在保证图面清晰的原则下，主要考虑便于连接管线和注写符号、代号。应避免管线过长和设备过于密集。(3)标注图上的标注按“1.2常用工艺流程图图例符号”进行。在管道仪表流程图上，要在两处标注设备位号：一处是在图的上方或下方，位号排列要整齐，并尽可能与设备对正；另一处是在设
25、备内或近旁，此处只标注位号，不标注名称。2.2.3管道表示方法在管道仪表流程图中，应画出全部物料管道，对辅助管道、公用系统管道，可只绘出与设备（或工艺管道）相连的一小段，并标注物料代号及所在流程图号。流程图中的管道应水平或垂直画出，尽量避免斜线。(1)管道画法各种常用管道规定画法可参见“1.2常用工艺流程图图例符号”中图例。在绘制管道图时，应尽量避免管道穿过设备或交叉管道在图上相交。当表示交叉管道相交时，一般应将横向管道断开。管道转弯处，一般应画成直角而不画成圆弧。管道上应画出箭头，以表示物料流向。各流程图之间相衔接的管道应在始（或末）端注明其接续图的图号及来自（或去）的设备位号或管段号，如图
26、2-1去所示。矩形框应画在靠近左侧或右侧图框处。一般来向画在左侧，去向画在右侧。(2)管道标注 每段管道都应标注。横向管道，在管道上方标注；竖向管道，在管道左侧标注。管道标注内容包括管道号、管径和管道等级三部分，标注方法按“1.2常用工艺流程图图例符号”进行。管径为管道的公称通径。公制管以mm为单位，不注明单位符号；英制管以in表示，并在数字后面要注出单位符号。管道等级是根据介质的温度、压力及腐蚀等情况，由工艺设计确定的。有隔热、隔音措施的管道，在管道等级之后要加注代号。2.2.4阀门和管件表示方法在管道上的阀门及其他管件，用细实线按国家标准所规定的符号在相应位置画出，并注明规格代号，如图2-
27、2所示。阀门和管件的符号可参考本书“1.2常用工艺流程图图例符号”中的图例。无特殊要求时，管道上的一般连接件，如法兰、三通、弯头等均不画出。2.2.5自动控制方案表示方法 在工艺物料流程图上，按照过程检测和控制系统设计符号及使用方法，把已确定的自动控制方案按流程顺序标注出来。绘图时，设备进出口的测量点尽可能标注在设备进出口附近。有时为了照顾图面质量，可适当移动某些测量点的标注位置。管网系统的测量点最好都标注在最上一根管线的上面。控制系统的标注可自由处理。仪表控制点以细实线在相应的管路上用代号、符号画出，并应大致符合安装位置。其代号、符号的含义参见“1.1常用仪表及控制系统图例符号”。2.3管道
28、仪表流程图读图步骤识读管道仪表流程图时，可参考下列步骤进行。(l)了解流程概况了解流程包括如下两方面的含义。从左到右依次识读各类设备，分清动设备和静设备，理解各设备的功能，如精馏塔用于组分分离、锅炉用于产生蒸汽、加热炉用于原油裂解等。当然，要正确地理解各类设备的功能及典型工艺，应掌握这一方面的基础。在熟悉工艺设备的基础上，根据管道中所标注的介质名称和流向分析流程。(2)熟悉控制方案一般典型工艺的控制方案是特定的，举例如下。例2-1精馏工艺控制方案 对于精馏工艺，其控制方案中包括提馏段温度控制系统或精馏段温度控制系统、塔压控制系统、塔顶冷凝器液位控制系统、回流罐液位控制系统、塔釜液位控制系统、回
29、流量控制系统及进料流量控制系统等。例2-2加热炉工艺控制方案 加热炉主要用于原油裂解，它是利用燃料燃烧所产生的高热量对加热管内的介质加热的一种典型工艺，其控制方案中包括加热炉出口温度与燃料流量的控制系统、原油流量控制系统、加热炉炉膛负压控制系统、燃料油与雾化蒸汽及空气的比值控制系统等。例2-3锅炉工艺控制方案 锅炉工艺用于生产蒸汽，它主要包括燃烧工艺、蒸汽发生和汽水分离工艺。控制方案中包括锅炉汽包水位控制系统、蒸汽压力控制系统、过热蒸汽温度控制系统、燃烧过程控制系统和炉膛压力控制系统等。(3)控制方案分析管道仪表流程图中表达了工艺过程的控制方案，这些控制方案有的是用模拟仪表实现的，也有用计算机
30、控制系统来实现的，在识读时可参考相关图符含义进行区分和辨别。识读管道仪表流程图，还需要综合工艺、设备、机器、管道、电气等多种专业知识。3 识读乙烯精馏塔管道仪表流程图识读乙烯精馏塔管道仪表流程图 乙烯是基本有机化学工业最重要的产品，它的发展带动着其他基本有机产品的发展，因此乙烯产量往往标志着一个国家基本有机化学工业发展的水平，以乙烯为原料可以生产许多重要的基本有机化学工业产品，诸如高压聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯等。近20年来，世界范围内的乙烯产量增长了近十倍，足以证明各国对乙烯生产的重视程度。乙烯生产的主要方法是将天然气、原油等基本高分子原料进行裂解使其碳链断裂后逐级分离。其中基本的分
31、离方法就是精馏，即在精馏塔中利用各组分相对挥发度的不同进行物料分离。本章将以乙烯精馏塔为例，对其基本工艺和典型控制方案进行分析。3.1工艺流程及基本技术指标 乙烯精馏塔是深冷分离流程中的一个基本生产单元，其前期部分工艺流程如图3-1所示。裂解气经过离心式压缩机压缩，压力达到1.0MPa后送人碱洗塔，脱去H2S,CO2等酸性气体，再次压缩后压力达到 1.0MPa,送人干燥器脱水后，进人冷箱冷凝，在冷箱中分出富氢和四股馏分，这四股流分进人脱甲烷塔的不同塔板进行分离，脱去甲烷馏分，塔釜液为C2以上馏分进人脱乙烷塔，由其塔顶分离出C2馏分，塔釜液为C3以上馏分去后续工艺再加工。由脱乙烷塔塔顶来的C2馏
32、分含有乙烷、乙烯、乙炔等组分，它们经过换热升温，进入加氢脱炔反应器进行加氢脱乙炔，并经绿油塔用来自乙烯塔的侧线馏分洗去绿油后，成为只包含乙烯和乙烷两种组分的混合流体（因脱甲烷过程中不可能做到完全分离，其中含有少量甲烷）。这些混合流体被送人乙烯塔分离，在乙烯塔的顶部第八块塔板侧线可得到99.9的乙烯产品，塔釜液为乙烷馏分，送回裂解炉作为裂解原料，塔顶分离出少量的甲烷馏分。乙烯精馏塔进料中乙烯和乙烷占有99.5以上，其余组分为甲烷。就相对挥发度而言，甲烷最低，乙烯次之，乙烷最高。对于三种组分的分离，乙烯精馏塔采用了深冷分离流程，用带有中间再沸器和侧线出产品的乙烯塔。其工艺流程如图3-2所示，基本工
33、艺分析如下。成排布置的机柜室，应留有安装、接线、检查和维修所需的足够空间。电器的额定电流应大于所在回路的最大连续负荷计算电流。有隔热、隔音措施的管道，在管道等级之后要加注代号。供电箱输人端应设置总开关，不设熔断器，输出端应设置输出开关及熔断器，直流电只对正极设熔断器。(2)相对位置图中设备之间的相对位置，在保证图面清晰的原则下，主要考虑便于连接管线和注写符号、代号。由脱乙烷塔塔顶来的C2馏分含有乙烷、乙烯、乙炔等组分，它们经过换热升温，进入加氢脱炔反应器进行加氢脱乙炔，并经绿油塔用来自乙烯塔的侧线馏分洗去绿油后，成为只包含乙烯和乙烷两种组分的混合流体（因脱甲烷过程中不可能做到完全分离，其中含有
34、少量甲烷）。(1)接线箱、接管箱编号法单根电缆、管缆的编号由接线箱、接管箱的编号与电缆、管缆文字代号组成。包括中间再沸器用裂解气出口温度显示TI-125、塔顶采出温度显示TI-126、塔釜温度显示TI-127、塔顶与塔釜压力差显示PDI-120、塔釜采出循环乙烷温度显示TI-129、循环乙烷流量显示FR-130、乙烯产品采出温度显示TI-130-1、回流液温度显示TI-132、乙烯排气温度显示TI-134、乙烯采出成分测量AT-107和记录ARC-107等。(1)采光中央控制室的照明应以人工照明为主。仪表及电气设备、元件的中间编号由大写英文字母和阿拉伯数字编号组合而成。仪表盘的顺序编号标注在仪
35、表盘左下角或右下角的圆圈内。外壳防护等级应满足环境条件的要求。含有粉尘、油雾、腐蚀性气体、潮气等环境恶劣的现场，宜采用具有外壳防护兼散热功能的封闭式仪表柜。仪表功能标志是用几个大写英文字母的组合表示对某个变量的操作要求，如TIC等。既有现场安装仪表，又有架装仪表、盘面安装及控制台安装仪表或显示器等。中央控制室的位置应选择在非爆炸、无火灾危险的区域内，必要时应采取有效的防护措施。(3)器材的安 装供电箱应安装在环境条件良好的室内。控制方案中包括锅炉汽包水位控制系统、蒸汽压力控制系统、过热蒸汽温度控制系统、燃烧过程控制系统和炉膛压力控制系统等。中央控制室设置于生产装置区的南北方向A-B-C-D，东
36、西方向1-2-3-4-5-6-7-8区域，朝向为坐北朝南。如果设有第二备用气源，应设有第二气源的压力指示与压力低限报警。由绿油塔来的C2组分从第98块塔板以气液两相混合进料，由于精馏塔提供了分离空间，实现了气液两相分离，气相（乙烯及少量甲烷）上升，液相乙烷下降。液相在向下流动过程中，在每块塔板上与自提馏段的上升蒸气接触，致使其中的轻组分（乙烯及少量甲烷）汽化上升，重组分继续以液相下降。越向下，重组分的纯度越高 被汽化上升的轻组分中含有部分气相甲烷，在经过精馏段的每块塔板时与向下流动的乙烯回流液接触，致使这一部分甲烷变为液相下降。越向上，轻组分的纯度越高 上升至塔顶的轻组分中为气相的乙烯及少量甲
37、烷，它们经塔顶冷凝器将乙烯冷凝为液相，在分离器中实现气液分离，甲烷以气相采出，乙烯作为回流液从第一块塔板处流人精馏塔，流至第八块塔板时侧线采出，进人乙烯分离器分离后，以液相产品乙烯采出，分离器上部的气相再次进入精馏塔冷凝分离.塔釜得到产品甲烷，一部分作为液相产品采出，另一部分由塔釜再沸器加热汽化后作为上升蒸气，用以提供精馏所需能量。为了提高乙烯产品的纯度，在乙烯精馏塔的精馏段工艺上采用了较大的回流比，这一做法对于精馏段是有好处的，但对午提馏段并非必要，故乙烯塔中大多采用中间再沸器回收冷量，以提高上升蒸气量，从而达到提高负荷的目的。一般地，进料中乙烯及乙烷占有99.5以上，乙烯精馏塔理论上仍为二
38、元体系。该乙烯乙烷二元系统的自由度为2,因此，在实际工艺中压力和温度是相互联系的。控制其中一个变量，即可实现对质量指标的控制，这是设计和实施控制方案的基本依据之一。本例所指的精馏塔的操作条件见表3-1。3.2典型控制方案分析 乙烯精馏塔管道及仪表流程图3-3所示。由图可知，其主要控制方案包括中间再沸器液位与侧线加热流体流量的选择性控制系统、乙烯回流罐液位与乙烯回流流量串级控制系统、乙烯回流与乙烯产品采出量的比值控制系统、塔顶冷凝器乙烯排气流量控制系统、塔压控制系统以及相关变量的显示、记录、联锁和报警等。各控制回路既相互独立又彼此联系，总体上保证了工艺的物料平衡和能量平衡，从对各回路变量的控制要
39、求来看，主要是采用集散型控制系统(DCS)控制，各主要变量均在计算机屏幕或DCS仪表上显示记录。3.2.1中间再沸器液位选择性控制系统 乙烯塔中采用中间再沸器E-EA-104产生上升蒸气。从第105块塔板侧线流出的液相流体流人中间再沸器壳程，被管程中的裂解气余热加热汽化后气相流人乙烯精馏塔，从第108块塔板处进人作为上升蒸气，为精馏塔的物料分离提供了能量。本段工艺既要保证足够的流量，以满足上升蒸气量的要求，又要保证中间再沸器的液位不能太低，以保护设备。流量变送器FT-127测量从第105块塔板侧线流出的液相流体流量，并将信号送到控制器FIC-127，进行运算后用内部数据线将结果送至选择器FX-
40、127。同时，液位变送器LT-111测量中间再沸器液位，并将信号送到控制器LICA-111，进行运算后用内部数据线将结果送至选择器FX-127，两路信号选择性输出至转换器FY-127A转换为气信号，通过电磁阀FY-127B操纵控制阀FV-127。正常情况下进行流量控制，以满足上升蒸气量的要求。当再沸器中的液位偏低时，进行液位控制，以保持中间再沸器正常工作。根据需要，对中间再沸器液位设置了就地指示（I.I-111）和控制室屏幕显示报警（LI-CA-H-L)。另外，再沸器壳程介质裂解气出口温度需要在控制室进行屏幕显示。电磁阀FY-127B的联锁信号来自DCS的塔压联锁报警系统PAS-136.3.2
41、.2塔顶回流罐液位与回流量串级控制系统 乙烯精馏塔的塔顶采出为气相乙烯和少量甲烷，它们被冷凝器冷凝后进人回流罐，实现了气液分离。罐内气相排出为少量乙烯和甲烷。液相为乙烯，经回流泵E-GA-103A/B打人精馏塔的第一块塔板作为回流液。本方案中采用了乙烯回流罐液位与回流量的串级控制系统。回流罐液位过高不利于分离，太低则会出现空罐的危险。因此，液位是串级控制系统的主变量，回流量为副变量。由变送器LT-128测得的回流罐液位信号送至控制室控制器LIC-128运算后，作为流量控制器FIC-128的外给定，实现了串级控制，FY-128为电气阀门定位器。回流量设置了控制室屏幕显示，回流罐液位设置了现场显示
42、和控制室屏幕显示。3.2.3乙烯回流与乙烯采出比值控制系统 精馏塔操作的一个重要指标是回流比，即回流量与乙烯采出量之比。为了满足这一操作要求，控制方案中采用了回流量与乙烯采出量的比值控制系统。从FIC-128引来的回流液流量信号经运算器FFY-128进行比率运算后作为流量比率控制器FFRC-125的外给定，此控制器的输出经电气阀门定位器FY-125转换为气信号后作为控制阀FV-125的输人信号，从而实现了回流量与采出量的比值控制。回流比设置了控制室屏幕显示和实时记录。3.2.4塔顶冷凝器乙烯排气流皿控制系统 乙烯回流罐中的气相为甲烷和部分乙烯，这些介质被连续排出，作为脱甲烷塔的辅助进料。为了保
43、证回流罐内的压力稳定，对这些介质的排出采取了定值控制措施，该控制系统由流量变送器FT-129、控制器FIC-129、电气阀门定位器FY-129及控制阀FV-129构成，乙烯排气量设置了控制室屏幕显示。3.2.5塔压控制系统 前已述及，精馏塔是一个二元体系，在温度和压力中只要有一个稳定即可。本方案中采用了以塔压为被控变量，回流罐的排气量为操纵变量的压力控制系统。另外，塔压经变送器PT-121、控制器PRC-121后作为高液位超驰控制系统信号，也是控制塔压的辅助手段。塔压设置了控制室屏幕显示和记录。在图3-3中，还设置了相关的控制室显示记录。包括中间再沸器用裂解气出口温度显示TI-125、塔顶采出
44、温度显示TI-126、塔釜温度显示TI-127、塔顶与塔釜压力差显示PDI-120、塔釜采出循环乙烷温度显示TI-129、循环乙烷流量显示FR-130、乙烯产品采出温度显示TI-130-1、回流液温度显示TI-132、乙烯排气温度显示TI-134、乙烯采出成分测量AT-107和记录ARC-107等。相关的现场显示要求有塔釜压力显示PI-1010、乙烯回流泵出口压力显示PI-1012A/B等。总之，管道及仪表流程图是自控设计中设备选型和相关设计的基础，正确地识读管道及仪表流程图有助于对工艺机理的理解和控制方案的认识，是从事仪表专业人员的基本技能之一。其代号、符号的含义参见“1.成排机柜之间净距离
45、一般为1.当供气管网对多套装置的仪表供气时，根据用气仪表的具体位置，从环形总管的适当位置分出若干条干线，由各条干线分别向各个用气区域供气环形供气配管系统如图8-5所示。仪表盘的顺序编号标注在仪表盘左下角或右下角的圆圈内。控制室的长度主要根据仪表盘的数量和布置形式来确定。在设置保护电器时，总供电箱应设置输人总断路器和输出分断路器。乙烯是基本有机化学工业最重要的产品，它的发展带动着其他基本有机产品的发展，因此乙烯产量往往标志着一个国家基本有机化学工业发展的水平，以乙烯为原料可以生产许多重要的基本有机化学工业产品，诸如高压聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯等。供电箱输人端应设置总开关，不设熔断器，输
46、出端应设置输出开关及熔断器，直流电只对正极设熔断器。熔体的额定电流及脱扣器整定电流，应接近但不小于负荷的额定工作（计算）的电流总和，且应小于线路的允许载流量。信号线、接地线及电源线端子间应采用标记端子隔开。裂解气经过离心式压缩机压缩，压力达到1.罐内气相排出为少量乙烯和甲烷。在自控专业工程设计用图形符号和文字代号（HG/T 20637.(2)电缆敷设电缆进人活动地板下应在基础地面上敷设。为了简化盘后仪表接线端子编号的内容，便于读图和施工，通常使用仪表的中间编号。采用活动地板时，操作站（台）和机柜应固定在型钢制作的支撑架上，该支撑架固定在基础地面上。），理解功能标志时应注意如下几个方面。1 DC
47、S控制室平面布置图同时，液位变送器LT-111测量中间再沸器液位，并将信号送到控制器LICA-111，进行运算后用内部数据线将结果送至选择器FX-127，两路信号选择性输出至转换器FY-127A转换为气信号，通过电磁阀FY-127B操纵控制阀FV-127。从控制室盘后至现场的管线一般通过穿板过渡接头连接，接头规格为拓X郁。第二篇识读自控工程图 5自控工程图例符号 在工业生产装置中，为了实现自动控制，都要设计、安装许多自控设施，如仪器、仪表、电线、电缆、管线、阀门、接头、电气设备、元件、部件等。每一项自控工程或设施，需要事先经过专门设计，以图示的形式，用各种图例符号表达在设计图纸上，这种图纸就是
48、自控工程图。技术图纸是工程技术人员的共同语言。工程设计图纸的内容，大部分是用图例符号来表示的（只有一小部分采用设备或部件的外形投影表示）。这不仅使图纸布局整齐有序、内容清晰准确、便于绘制，而且易于表达设计意图，便于阅读和交流技术思想。因此，图例符号是构成技术图纸的基本元素。图例符号一般包括图形符号、文字代号和数字编号等。5.1常用自控图例符号 在自控专业工程设计用图形符号和文字代号（HG/T 20637.2-98)中，提出了控制室（内、外）电缆（管缆）平面敷设图和仪表回路图等自控工程图中使用的图例符号。5.1.1施工图中的图形符号 5.1.1.1现场仪表的图形符号 表示现场测量点、仪表和部件等
49、的图形符号见表5-1。5.1.1.2控制阁的图形符号表示控制阀的图形符号见表5-2.5.1.1.4电缆、管缆的图形符号5.2常用电气图例符号 电气图例符号用于自控设计中的供电、信号报警、联锁原理系统图及平面布置图中，以表达电气设备、装置、元件和电气线路在电气系统中的位置、功能和作用等。电气工程图通用图形符号见表5-10，电气工程平面布置图常用图形符号见表5-11，电气设备、装置和元器件种类的字母代号见表5-12，电气设备常用基本文字符号见表5-13，电气技术常用辅助文字符号见表5-14。(1)直接连线法盘前区可视具体要求设置独立操作台，台上安装需经常监视的显示、报警仪表或屏幕装置、按钮开关、调
50、度电话、通信装置。一般地，进料中乙烯及乙烷占有99.从左到右依次识读各类设备，分清动设备和静设备，理解各设备的功能，如精馏塔用于组分分离、锅炉用于产生蒸汽、加热炉用于原油裂解等。当仪表采用高密度排列时，也可用1：5的比例绘制。基础地面高于室外地面应不小于300mm。(2)电缆敷设电缆进人活动地板下应在基础地面上敷设。在自控专业工程设计用图形符号和文字代号（HG/T 20637.为了简化盘后仪表接线端子编号的内容，便于读图和施工，通常使用仪表的中间编号。输出参数应符合直流稳压电源及直流不间断电源质量指标的规定。液相为乙烯，经回流泵E-GA-103A/B打人精馏塔的第一块塔板作为回流液。当采用复杂
