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第12章制药工艺图12.1平面工艺布局图12.2工艺流程图12.3设备布置图化工工艺流程图是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。它既可用于设计开始时施工方案的讨论，亦是进一步设计施工流程图的主要依据。它通过图解的方式体现出如何由原料变成化工产品的全部过程。化工工艺流程图的设计过程可以分为如下三个阶段：①生产工艺流程示意图；②生产工艺流程草图；③生产工艺流程图。生产工艺流程图的设计或绘制过程是随着化工工艺设计的展开而逐步进行的。化工工艺设计是化工工程设计的主体，它是整个工程设计成败优劣的关键。就工艺设计而言，首先要进行的是生产工艺流程的设计。工艺流程设计是设计方案中规定的原则和主导思想的具体体现，也是下一步工艺设计和其他各专业设计的基础，即决定了以后工艺设计和其他专业设计的内容和条件。生产工艺流程设计就是如何从原料通过化工过程和设备，经过化学或物理变化逐步变成需要的产品，即化工产品。在复杂的化工生产过程中，原料不是直接变成产品的，与此同时还会产生副产品、废渣、废液和废气等，有的副产品还要经过一些加工步骤才成为合格的副产品，而生产的三废又必须经过合格处理后才能抛弃和排放。因此，生产工艺流程的设计是一项非常复杂而细致的工作，除了极少数工艺流程十分简单外，都要经过反复推敲，精心安排，不断修改和完善才能完成。随着生产工艺流程设计的不断展开，就需要绘制生产工艺流程示意图、生产工艺流程草图和生产工艺流程图等。一般在编制设计方案时，生产方法和生产规模确定后就可以考虑设计并绘制生产工艺流程示意图了。有了工艺流程示意图就可以进行物料衡算、能量衡算以及部分设备计算，然后才可以进行生产工艺流程草图的设计及绘制。待设备设计全部完成后，再修改和补充工艺流程草图，由流程草图和设备设计进行车间布置8-1是乙苯生产的工艺流程图。本章在介绍工艺流程图基本知识的基础上，着重讲述工艺流程图的组成内容、各部件的绘制方法或标注要求，如生产工艺流程图中设备如何表示、物料管线如何绘制、仪器仪表如何表示等。最后通过绘制一个具体实例，来说明整个工艺流程图的绘制方法和思路。•工艺流程图的分类•工艺流程图绘制内容及表示方法工艺流程图分类工艺流程图是工艺设计的关键文件，它以形象的图形、符号、代号，表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表等的排列及连接，借以表达在一个化工生产中物量和能量的变化过程。流程图是管道、仪表、设备设计和装置布置专业的设计基础，也是操作运行及检修的指南。工艺流程图一般分三个阶段进行绘制，即：生产工艺流程草图的绘制、物料流程图的绘制、带控制点的工艺流程图的绘制。下面分别对这三种流程图进行介绍。⑴生产工艺流程草图生产方法确定后，可进行生产工艺流程草图的绘制，绘制依据是可行性研究报告中提出的工艺路线，绘制不需在绘图技术上花费时间，而把主要精力用在工艺技术问题上，它只是定性地标出由原料转变为产品的变化、流向顺序以及采用的各种化工过程及设备，生产工艺流程草图一般由物料流程、图例、标题栏三部分组成．其中物料流程包括如下。①设备示意图可按设备大致几何形状画出(或用方块图表示)，设备位置的相对高低不要求准确，但要标出设备名称及位号。②物流管线及流向箭头包括全部物料管线和部分辅助管线，如：水、气、压缩空气冷冻盐水，真空等。③必要的文字注释，包括设备名称、物料名称、物料流向等。图例只要标出管线图例，阀门、仪表等不必标出，标题栏包括图名、图号、设计阶段等内容。全图采用由左至右展开式绘制，先物料流程，再图例，最后设备一览表。设备一览表一般在图例下面，全图的布局大致如图8-2所示。所用线条遵循设备轮廓线用细实线、物料管线用粗实线、辅助管线用中实线的基本原则，绘制技术不要求十分精确。设备一览表物料流程图例图8-2生产工艺流程草图布局情况图8-3物料列表说明示意图物料名称甲醇流量100kgmol/h质量分数90其它气态⑵物料流程图物料流程图是在生产工艺流程草图的基础上，完成物料衡算和热量衡算后绘制的流程图。它是一种以图形与表格相结合的形式反映设计计算某些结果的图样；它既可用作提供审查的资料，又可作为进一步设计的依据。物料流程图一般包括下列内容：①图形包括设备示意图形、各种仪表示意图形及各种管线示意图形。②标注内容主要标注设备的位号、名称及特性数据，如流程中物料的组分、流量等。③标题栏包括图名，图号、设计阶段等。物料经过设备产生变化时，则需标注物料变化前后各组分的名称、流量(kg/h)、质量分数(%)和每项的总和等数据，具体项目可按实际需要酌量增减。其常用的标注方式是在流程的起始部分和物料产生变化的设备后，从流程线上用指引线引出后列表表示，该表的内容有物料名称、流量、百分含量等。指示线、表格线及设备皆用细实线绘制（见图8-3）。当物料组分复杂，变化多，在图形部分列表有困难时，要从物料管线上标出物流号并在图的上方或下方从左向右按流程顺序列表表示。图样采用展开式，按工艺流程的次序从左至右绘出一系列图形，并配以物料流程线和必要的标注，物料流程图一般以车间为单位进行绘制。通常用加长A2或A3幅面的长边而得，图面过长也可分张绘制。图中一般只画出工艺物料的流程，物料线用粗实线，流动方向在流程线上以箭头表示。⑶带控制点的工艺流程图带控制点的工艺流程图一般分为初步设计阶段的带控制点工艺流程图和施工设计阶段带控制点的工艺流程图，而施工设计阶段带控制点的工艺流程图也称管道及仪表流程图(PID图)。在不同的设计阶段，图样所表达的深度有所不同。初步设计阶段带控制点的工艺流程图是在物料流程图、设备设计计算及控制方案确定完成之后进行的，所绘制的图样往往只对过程中的主要和关键设备进行稍为详细的设计，次要设备及仪表控制点等考虑得比较粗略。此图在车间布置设计中作适当修改后，可绘制成正式的带控制点的工艺流程图，并作为设计成果编入初步设计阶段的设计文件中。而管道及仪表流程图与初步设计的带控制点工艺流程图的主要区别在于更为详细地描绘了一个车间(装置)的生产全部过程，着重表达全部设备与全部管道连接关系以及生产工艺过程的测量、控制及调节的全部手段。工艺流程图绘制内容及表示方法⑴流程图的设计及绘制内容管道及仪表流程图是设备布置设计和管道布置设计的基本资料，也是仪表测量点和控制调节器安装的指导性文件，我们以其为例说明流程图的设计内容及绘制方法。该流程图包括图形、标注、图例、标题栏等四部分，具体内容分别如下。①图形将全部工艺设备按简单形式展开在同一平面上，再配以连接的主、辅管线及管件，阀门、仪表控制点等符号。②标注主要注写设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸数据等。③图例为代号、符号及其他标注说明。④标题栏注写图名、图号、设计阶段等。管道及仪表流程图是以车间(装置)或工段为主项进行绘制，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，使用同一图号。所有工艺流程图不按精确比例绘制，一般设备(机器)图例只取相对比例．允许实际尺寸过大的设备(机器)按比例适当缩小，实际尺寸过小的设备(机器)按比例可适当放大，可以相对示意出各设备位置高低，整个图面要协调、美观。⑵设备的表示方法①在流程图上化工设备按大致比例用细实线绘制．要求画出能显示形状特征的主要轮廓，有时也画出显示工艺特征的内部示意结构，也可将设备画成剖视形式表示，设备的传动装置也应简单示意出。②对安装高度有要求的设备须标出设备要求的最低标高。塔和立式器，须标明自地面到塔和容器下切线的实际距离或标高，卧式容器应标明容器底部到地面的实际距离或标高。③工艺流程图中一般应绘出全部工艺设备及附件，两组或两组以上相同系统或设备，可只绘出—组设备，并用细实线框定，其它几组以细双点划线方框表示，方框内标注设备位号和名称。④流程图上的设备必须标注设备位号和名称，其它所有图纸和表格上的设备位号和名称必须与流程图保持—致．设备位号—般标注在两个地方．第一是在图的上方或下方，要求排列整齐，并尽可能正对设备，在位号线的下方标注设备名称；第二是在设备内或其近旁，此处仅注位号，不注名称。当几个设备或机器为垂直排列时，它们的位号和名称可以由上而下按顺序标注，也可水平标注。主项代号一般用两位数字组成，前一位数字表示装置(或车间)代号。后一位数字表示主项代号，在一般工程设计中，只用主项代号即可。装置或车间代号和主项代号由设计总负责人在开工报告中给定；设备顺序号用两位数字01、02…、10、11…表示；相同设备的尾号用于区别同一位号的相同设备，用英文字母A、B、C、……尾号表示。常用的设备分类代号见表8-1，一般用设备英文名称的首字母作代号。图8-4设备位号组成示意工艺设备位号的编法：每个工艺设备均应编一个位号，在流程图、设备布置图和管道布置图上标注位号时，应在位号下方画一条粗实线，图线宽度为0.9~1.2mm，位号的组成如图8-4所示。⑤对于需隔热的设备和机器要，在其相应部位面出一段隔热层图例．必要时注出其隔热等级；有伴热者也要在相应部位画出—段伴热管，必要时可注出伴热类型和介质代号，如图8-5所示。图8-5设备隔热层和伴热管的画法图8-6管道交叉时的画法⑶管道的表示方法①工艺流程图中一般应画出所有工艺材料和辅助物料的管道，当辅助管道比较简单时，可将总管绘制在流程图的上方，向下引支管至有关设备。当辅助管道系统比较复杂时，需另绘制辅助管道系统图予以补充。②一般情况下主工艺物料管道用粗实线绘制，辅助管线用中实线绘制，仪表及信号传输管线用细实线或细虚线绘制。③管线排布应做到横平竖直，尽量避免穿过设备或交叉，必须交叉时，一般采用横断竖不断的画法，管道转弯应画成直角，如图8-6所示。管道上的放空口、排液管、取样口、液封管等应全部画出。④工艺管道用管道组合号标注，管道组合号由四部分组成，即管道号(或管段号，由三个单元组成)、管径、管道等级和隔热或隔声。共分为三组，用一短横线将组与组之间隔开，隔开两组间留适当的空隙，组合号一般标注在管道的上方，如图8-7所示。第一组有三个单元，分别为物料代号、主项编号及管道顺序号。其中第1单元为物料代号，由1~3位英文字母表示，各种物料代号见表8-2，表中未规定的物料代号的由专业技术人员按英文字母选取。第2单元为主项编号，按工程规定的主项编号填写，采用两位数字，从01、02开始至99为止；第3单元为管道顺序号，相同类别的物料在同一主项内以流向先后为序，顺序编号。采用两位数字，从01、02开始，至99为止。第一组的三个单元组成管道号(管段号)。第二组由第4、第5两个单元组成，其中第4单元为管道尺寸，一般标注公称直径．以mm为单位，但只注数字，不注单位；第5单元为管道等级由三个部分组成，见图8-8所示，其中第一部分为管道的公称压力（MPa）等级代号，用大写英文字母表示，A-K用于ANSI标准压力等级代号(其中I、J不用)，L~Z用于国内标准压力等级代号(其中O、X不用)。管道压力等级代号具体含义参见表8-3；第二部分为顺序号，用阿拉伯数字表示，由1开始；第三部分为管道材质类别，用大写英文字母表示，其含义如下：A—铸铁；B—碳钢；C—普通低合金钢；D—合金钢；E—不锈钢；F—有色金属；G—非金属；H—衬里及内防腐。图8-8管道等级表示第三组由第6单元组成，为隔热或隔声代号，其表示方法见表8-4。当工艺流程简单，管道品种规格不多时，管道组合号中的第5、6两个单元可省略。第4单元的尺寸可直接填写管子的外径×壁厚，并标注工程规定的管道材料代号。主要物料管道用粗实线(0.9mm)表示，辅助物料管道用中粗实线(0.6mm)表示，设备轮廓和管道上的各种附件以及局部地坪线用细实线(0.3mm)表示。一般情况下流程图上不标尺寸，但有特殊需要注明尺寸时，其尺寸线用细实线表示。⑷阀门与管件的表示方法在管道上用细实线画出全部阀门和各种管路附件，如补偿器，软管、永久(临时)过滤器、盲板、疏水器、视镜、阻火器、异径接头、下水漏斗及非标准管件等都要在图上表示出来，并用图例示出阀门的形状。工艺流程图中竖管上阀门的高低位置应大致符合实际高度，当阀门的压力等级与管道的压力等级不一致时，要标注清楚，