管道儀表流程圖是化工工藝設計的重要組成部分。 在設計過程中，系統的所有設備、儀表、管路、閥門等相關公用工程系統，都應按照整個工藝流程圖的要求，進行詳細的表示。本期內容主要介紹壓力的典型設計實例、溫度、泵和容器管道儀表流程圖

設計壓力和設計溫度

1、設計壓力

設備和管道的設計壓力是設備和管道強度設計的主要依據。 工藝系統主要確定設備的設計壓力時，應在滿足設備長期安全生產的基礎上經濟合理。 不能靜態地單獨考慮每臺設備的最大工作壓力。 設備必須放置在工藝系統中進行分析，考慮在各種工況和系統的附加條件下（如系統壓力變化、系統中的安全閥等）可能出現的最大壓力與設備的相對位置閥、泵出口閥的相對位置等）對最大壓力的影響。 同時要分析設備中介質的特性，如易燃易爆、有毒有害、凝固點、飽和蒸氣壓、貴重物品等。

確定設備的設計壓力，是根據一定的原則確定每臺設備的初步設計壓力，然后根據系統分析的方法對初步設計壓力進行調整，得到設備的最終設計壓力。

一、術語說明

(1) 壓力

分為表壓和絕壓，分別在壓力單位后加G或A。 沒有特別說明時，通常指表壓。

(2) 最大工作壓力

在正常工作條件下容器頂部所能達到的最大壓力。 該值由化工專業提出。

① 對于內壓容器，是指在正常工作條件下容器頂部可能出現的最大壓力。

②對于真空容器，是指在正常工作條件下，容器頂部可能出現的最大真空度。

③外壓容器是指在正常工作條件下，容器頂部可能出現的最大內外壓差。

(3)泵(壓縮機)的關閉壓力

泵（壓縮機）的關閉壓力是指泵（壓縮機）出口流量受限時的最大排出壓力。

(4)安全閥開啟壓力

安全閥閥瓣開始上升，介質不斷排出時，安全閥入口處的靜壓力。

(5) 最大壓力

用于確定容器設計壓力的參考壓力。 它是在容器的最大工作壓力加上工藝流程中系統的附加條件后，容器頂部可能達到的壓力。 該值由過程計算確定。

(6) 設計壓力

是指容器頂部設定的最大壓力（包括工藝流程的系統附加條件）不銹鋼內外盤管反應釜常年供應，相應的設計溫度作為設備設計的條件，其值不低于最大壓力。 設計壓力根據設備的最大壓力和有關設計規范確定。

(7) 最高（最低）工作溫度

最高（最低）工作溫度是指容器正常工作時，構件金屬可能出現的最高（最低）金屬溫度。

(8) 設計溫度

容器在正常操作條件下設定的元件金屬溫度。 該溫度與設計壓力一起作為容器的設計條件，其值應根據設備的最高（最低）工作溫度和相應的規范計算確定。

2、設計規范

(1)符合下列條件之一的，按GB150《鋼制壓力容器》確定：

1）0.1MPa（G）≤設計壓力≤35MPa（G）

2）真空度大于2kPa（）

(2)符合下列條件之一的，按GB/T4735《鋼制焊接常壓容器》確定：

1）設計壓力低于0.1MPa（G）

2）真空度≤2kPa（）

(3)設計壓力大于35MPa(G)時，按有關規定確定。

3、設備設計壓力的確定原則

表1 設備設計壓力的確定原則

4、各系統設備最大壓力的確定

(一)設備

多種工況下的設備 在化工生產中，當同一臺設備需要承受多種不同的工況時，例如，某些反應器必須適應吹掃、試壓、降溫、化學反應、催化劑再生等多種化工過程。此類設備設計壓力的確定原則見表1，并應向設備專業人員說明各階段工作壓力和工作溫度相應變化的時間及介質的變化。

(2) 特殊媒體設備

① 劇毒介質泄漏直接影響人身和環境安全。 為確保安全，一般此類設備的設計壓力設置得高于表1的規定值。

②對于一些凝固點較高的介質，如瀝青、石蠟、苯酐等，由于在排放時更容易堵塞系統或堵塞安全裝置和排放系統，造成系統壓力升高，所以除考慮伴熱措施，可適當提高此類設備的設計壓力。

③ 對于一些貴重物品，泄漏會造成一定的經濟損失。 經經濟平衡后，可增加設計壓力。

④ 對于某些介質不銹鋼內外盤管反應釜常年供應，工作壓力可能會因化學反應或物理過程而急劇變化，如化學反應或液相蒸發引起壓力急劇升高，冷凝器在低壓下的冷凝過程會引起真空運行等.,應根據具體情況確定設計壓力。

(3)離心泵系統

①泵輸出側終斷閥上游設備的最大壓力

A。 若按表1選擇吸入側容器的設計壓力，泵輸出側設備的最大壓力應等于泵吸入側容器的最大壓力加上泵出口的關閉壓差加上（或負）靜壓頭。

b. 如有特殊要求，泵輸出側的最大壓力應由工藝系統專業人員和有關專業人員共同商定。

②泵輸出側最終截止閥下游設備的最大壓力應為化工過程專業給定的最大工作壓力加上系統的附加條件。

(4)容積泵系統

泵的輸出壓力主要受泵殼強度和驅動器扭矩的限制。 因此，術語“關閉壓力”通常不用于容積泵，而是術語“停止壓力”，它等于停止驅動器所需的值。 不同的壓力。

“停止壓力”通常遠高于容積泵的正常工作壓力。 因此，容積泵輸出管道上的設備不應按“停止壓力”設計。 容積泵輸出管道上的設備最大壓力是化工過程提出的最大設備壓力。 工作壓力加空氣系統的附加條件。

(5)冷凍系統

化工過程專業通常提供制冷系統在工作過程中期望達到的最大工作壓力。 但停車后，高壓側壓力會減小a，0，低壓側壓力會增加，直到系統兩側壓力相等，此時的壓力就是“停車壓力” .

高壓側的最大工作壓力通常是工藝規定的值，高于“停車壓力”。

低壓側的最大工作壓力是“停機壓力”加上取決于熱輸入和系統停機期間制冷劑的熱力學性質的余量。 長期停機時低壓側的最大工作壓力應為制冷劑在最高預期環境溫度下的平衡壓力，或按下式（8）選取。

“駐車壓力”是根據從高壓側到低壓側的恒焓節流，加上系統的附加條件，即作為制冷系統的最大壓力，高壓側和低壓側計算得出的。壓力側分別確定。

(6) 壓縮機系統

在處理蒸汽和蒸汽混合壓縮機系統等多設備串聯系統時，設備的最大壓力應按承受同一超壓源的一組設備（兩個截止閥之間）來選擇； 并應注意以下幾點。

①安全閥應安裝在組內工作溫度最接近常溫的部位。

②安全閥緊上游設備的最大工作壓力是確定系統中其余設備最大壓力的基準。

③安全閥的開啟壓力等于上游設備的設計壓力減去設備至安全閥最大正常流量的壓力降。

(7) 塔式系統

塔系統包括塔設備、再沸器、塔頂冷凝器和回流罐。 塔設備的最高壓力應根據化工工藝行業規定的塔頂最高工作壓力和系統附加條件確定。

(8) 液化氣體容器

① 盛裝臨界溫度高于50℃的液化氣體的壓力容器，如設計有可靠的冷卻設施，其最高壓力應為盛裝液化氣體在可能的最高工作溫度下的飽和蒸氣壓； 如果沒有冷卻設施，最大壓力應不低于液化氣在50℃時的飽和蒸氣壓。

②盛裝臨界溫度低于50℃的液化氣體的壓力容器，如設計有可靠的保冷設施并能保證低溫貯存，其最高壓力不得低于最大壓力下實測的飽和蒸氣壓。溫度; 無實測數據或無 冷庫設施壓力容器最高壓力不得低于規定的最大充裝容積內盛裝液化氣體時溫度為50℃時的氣體壓力。

③常溫混合液化石油氣壓力容器的設計溫度為50℃。 當其在50℃時的飽和蒸氣壓低于異丁烷在50℃時的飽和蒸氣壓時，取異丁烷在50℃時的飽和蒸氣壓為最高壓力； 當高于異丁烷在50℃時的飽和蒸氣壓時，以丙烷在50℃時的飽和蒸氣壓為最高壓力； 若高于丙烷在50℃時的飽和蒸氣壓，則取丙烯在50℃時的飽和蒸氣壓為最高壓力。

(9) 安全閥

對于設有安全閥的系統，應根據設備與安全閥的相對位置確定最終設計壓力。

① 設有安全泄放裝置的設備，其設計壓力可按表1的原則確定。

②安全泄放點下游設備的設計壓力等于安全泄放裝置的開啟壓力加上安全網對下游設備可能產生的靜壓頭。 若頂部管路設置安全閥，經冷凝器至回水罐后，回水罐的設計壓力應等于安全閥開啟壓力加上冷凝器至回水罐的靜壓頭坦克。

③安全泄放閥上游設備的設計壓力等于安全泄放裝置的開啟壓力加上設備與安全泄放裝置之間的壓力損失和靜壓頭。 若回流罐內設置安全閥，則塔頂設計壓力等于安全閥開啟壓力加上塔頂與回流罐安全閥之間的壓力損失和靜壓頭。回流罐。

5、管道設計壓力的選擇

（一）適用范圍

適用于設計壓力p在下列工作范圍內的管道。

①壓力管道0MPa(G)≤p≤35MPa(G)范圍內的管道。

②真空管路p＜0MPa(G)管路。

③適用于輸送包括流態化固體在內的所有流體管道。

(2)管道設計壓力的確定原則

①管道的設計壓力不應低于最高工作壓力。

②設有安全泄放裝置的管道設計壓力不應低于安全泄放裝置的開啟壓力（或爆破壓力）。

③與設備連接的所有管路的設計壓力不應低于被連接設備的設計壓力。

④ 輸送制冷劑、液化氣等低沸點介質的管道，其設計壓力應為閥門關閉或介質不流動時介質可能達到的最大飽和蒸氣壓。

⑤當管道或管道部件與超壓泄放裝置之間的通道可能堵塞或堵塞時，設計壓力應確定為不低于可能的最大工作壓力。

⑥工程設計規定需要計算管道壁厚，管道壁厚數據表中所列的計算壓力為管道的設計壓力，計算壓力對應的工作溫度為管道的設計溫度。

(2)管道設計壓力的選擇

①帶安全閥的壓力管道：p大于等于安全閥的開啟壓力。

②與不帶安全閥的設備連接的壓力管道：p大于或等于設備的設計壓力。

③離心泵出口管：p大于等于泵的關閉壓力。

④往復泵出口管路：p大于等于泵出口安全閘門開啟壓力

⑤壓縮機排氣管：P大于干式安全閥開啟壓力+壓縮機出圖到安全最大正常流量下的壓降。

⑥ 真空管道：p等于全真空。

⑦ 不屬于上述范圍的所有管道，工作壓力變化p大于或等于最大值。

2、設計溫度

1、設備設計溫度的確定

設備的設計溫度是指設備在正常運行時所用材料在最高設計壓力下所對應的溫度。 當設備的設計溫度（作為設計條件）需由工藝系統專業人員提出時，可參照本條款確定。

對于工藝系統專業，化工工藝專業提出的正常三步過程中介質的最高（或最低）工作溫度或介質最高工作溫度處的壁溫（此壁溫是通過熱傳遞計算或實測）作為設計溫度。

當工藝系統專業不能進行傳熱計算或實測時，采用化工工藝專業提出的介質在正常工作過程中的正常工作溫度加上（或減去）一定余量作為設計溫度.

① 當設備壁與介質直接接觸并有外保溫（或保冷）時，設計溫度按下表Ⅰ或Ⅱ確定。

表2 設計溫度選擇

② 當設備內的介質采用蒸汽直接加熱或采用內置加熱元件（如加熱線圈、電加熱元件等）間接加熱時，設計溫度應為介質在正常工作時的最高溫度過程。

③當設備壁兩側直接接觸不同溫度的介質，且可能只接觸單一介質時，設計溫度應按較高的介質溫度確定； 但當任何介質的溫度低于-20℃時，設計溫度應為較低的介質溫度確定最低設計溫度。

④設備外殼材料溫度僅由環境空氣溫度條件確定：當最低設計溫度可根據所在地區的氣象資料確定時，取歷年“月平均最低溫度”中的最低值.

A。 “月平均最低氣溫”是指當月各日最低氣溫除以當月天數所得的總和。 “月平均最低氣溫”的最小值是指國家氣象局實測的月平均最低氣溫數據中的最小值。

b. 低于或等于-20℃的區域，最低設計溫度為-20℃。

C。 低于、等于-10℃和高于-20℃的區域，最低設計溫度為-10℃。

⑤ 在下列情況下，設備材料的溫度應通過傳熱計算得到，作為設計溫度：

A。 內壁有可靠的隔熱層；

b. 壁面兩側與不同溫度的介質直接接觸，不與單一介質接觸。

⑥ 當設備的不同部位在工作過程中可能出現不同的溫度時，應根據不同的溫度選擇相應的部件設計溫度。

⑦當設備的最高（或最低）運行溫度接近所選材料的允許溫度極限時，應結合具體情況慎重選擇設計溫度，以免增加投資或降低安全性。

2、管道設計溫度的確定

管道設計溫度T是指管道材料在管道正常工作過程中，在相應的設計壓力下可能達到的溫度。 工藝系統專業人員根據化工工藝專業人員提供的正常工作過程中各種工況的工作溫度，根據“最嚴酷條件下的壓力和溫度的組合”選擇管道設計溫度。 工藝系統專業人員提出的管道設計溫度（本節指管道中介質的最高工作溫度）可參照以下原則確定。

① 設計溫度是通過傳熱計算或實測得到介質在正常工作過程中最高工作溫度時的管壁溫度。

②當不方便計算傳熱或測量管壁溫度時，取正常運行過程中的最高（或最低）工作溫度作為管道的設計溫度。

A。 金屬管

Ⅰ. 對于介質溫度低于38℃的非保溫管道，T=介質的最高溫度。

Ⅱ. 對于介質溫度不低于38℃的管道，T=介質最高溫度的95%。

ⅲ. 外保溫管，T=介質最高溫度

ⅳ. 內保溫管（內襯保溫材料），T＝傳熱計算的管壁溫度或試驗測得的管壁溫度。

V：介質溫度不大于0℃，T=介質最低溫度。

b. 非金屬管材和非金屬內襯金屬管材

Ⅰ. 對于不受環境溫度影響的管道，T=介質的最高溫度。

Ⅱ. 對于安裝在環境溫度高于介質最高溫度的環境中的管道（已采取保護措施的除外），T=環境溫度。

③設計溫度可在化工專業提出的正常工作過程中介質的正常溫度上加上（或減去）一定的余量來確定，設計溫度可按下列公式確定：

A。 當介質正常工作溫度為0-300℃時，T≥介質正常工作溫度+30℃。

b. 當介質正常工作溫度高于300℃時，T≥介質正常工作溫度+15℃。

④當流體介質溫度接近所選材料的允許溫度極限時，應結合具體情況慎重選擇設計溫度，以免增加投資或降低安全性。 從經濟角度考慮，按工程設計要求允許減少15℃的附加量，但工藝必須有防止運行時過熱的措施。

⑤當工作壓力和相應的工作溫度有不同的工況或周期性變化時，工藝系統設計人員應列出化工工藝專業人員提出的各種工況數據，并向管道材料專業人員進行說明。

設備管線儀表及流程圖設計

化工生產工藝千變萬化，管道和儀表流程圖的設計各不相同。 但是一切都一樣，所有的管道和儀表流程圖都是由各種基本單元組成的。 不同生產過程中的基本單元的管道和儀表流程圖可能不完全一致，但不會有太大差異，都有一定的典型設計。 本章主要討論它們的共同問題，并介紹一些常見和典型的設計方案，以供設計參考。

1、泵的管路儀表及流程圖設計

一、泵的結構

根據泵將能量傳遞給被輸送液體的方式，可分為葉片泵和容積泵。 主要結構類型如下：

本節以離心泵和往復泵為例，說明其管道和儀表流程圖的典型設計。

圖1 泵管路及儀表流程圖

2、離心泵的典型設計

圖2為離心泵管路及儀表流程圖，設計要點說明如下。

①泵的進出口應設置截止閥，一般采用閘閥。 閥門通徑一般與管徑相同。

②泵體和泵的進、出口管路應設有帶閥門的排氣和清潔管路。 對于DN50以上的止回閥，也可以在閥蓋上鉆孔安裝放氣閥，排放口應接合適的排放系統。

③泵的進、出口管路尺寸一般應比泵管口大一級或大一級。

④泵的吸入口應安裝過濾器

⑤泵出口處應安裝止回閥。

⑥泵的出口至少要裝壓力表。

⑦當介質在泵進口處可能汽化時，應在泵進口與進口截止閥之間安裝平衡管，并安裝截止閥。 平衡管通向吸氣側容器或就近排入相應的排氣管，不能成袋狀。 如圖2所示。

圖2 離心泵的平衡管路

⑧ 如果泵有可能在泵的最小流量下長期運行，則應安裝最小流量管。 最小流量管路上應設置限流孔板和截止閥，如圖4所示。

圖3 離心泵的最小流量管

⑨ 輸送200℃以上介質的泵，如有備用泵，應配備帶節流孔的加熱泵管路。 如果環境溫度低于物料的傾點或凝固點，還應安裝防凝露管道。 如圖4所示。

圖4 離心泵暖泵管路和防凝露管路

⑩高揚程泵出口截止閥前后應設置旁通管。 如圖5所示。

圖5 離心泵高揚程旁通管路

3、往復泵典型設計

圖6為往復泵管路儀表流程圖，其設計要點如下：

①與離心泵相比，往復泵的出口可不設止回閥。

②往復泵出口管路與出口截止閥之間應安裝安全閥。 安全閥的排放管可接在吸濾器下游或接在吸氣容器上。

圖6 往復泵管道儀表流程圖

船舶配管儀表流程圖設計

一、集裝箱P&ID圖設計要點

① 容器的頂部和底部一般設有放空閥和放氣閥，靠近容器底部應設置帶門的實用接口。 閥門應直接連接到容器噴嘴。

② 容器進料口處不必設置截止閥。 一般只在容器的液相出口處設置截止閥。 距管嘴水平距離15m以內另設截止閥的，容器出口處可不設截止閥。 與容器相連的公用管道應在容器管口附近安裝截止閥。 容器與連接管之間的截止閥應盡可能直接安裝在容器管口處。

③ 容器上可安裝現場液位計、液位變送器、液位報警器或壓力表。 氣相和液相在立管上相連。

④ 當容器需要安裝安全閥時，安全閥可安裝在氣相部分或容器頂部的氣相管道上。

⑤ 當集裝箱對安裝標高有特殊要求時，應標明最低標高。

2. 典型設計實例

圖7為臥式集裝箱管路儀表流程圖。

圖7 臥式容器管道儀表流程圖

圖 8 立式容器的管道和儀表流程圖

圖8為立式容器充氮氣管路儀表流程圖，罐體及物料管路設有蒸汽伴熱。 由于是間歇式操作，安全閥不需要設置旁路和上游截止閥。

9 with

Fig. 9 is a flow of a – with . The upper part of the tank is with a valve and a flame . The is led by the to below the level of the tank. The phase at the of the tank is with an anti- plate, which is to the port of the pump. The has .

10 with

Fig. 10 is a flow chart of a with a . the tank is with a , it is to avoid up an anti- plate.