【海川化工设计讲座】快速搞定UID
-
- -
公用工程分配系统（1）
我们一般说到公用工程的时候先想到的是给排水，实际上给排水是一个很专业的学科，但是我们工艺做的不是给排水的工作，是装置中所有与给排水专业相对接的内容规工艺来做。具体分的话是系统专业计算画图，工艺专业修改工程化后提条件（可能由于各院规定差异分工不同）。我们就先说水，水从地下或者水源地取出来的第一个名字叫做工业水，然后工业水作为原料被制成了循环水、工艺水、脱盐水、纯水、锅炉给水等等，所以大家首先要清楚这个类别，你所画的pid中不应该有工业水了，因为不管加什么，哪怕不处理到你装置用也叫工艺水了，所以就出现了在首页图上看到的各种水的代号了。一般新手看到那么多的各种水代号都晕，这个不能错，一般是根据水质划分的，也有根据功能取名字的，比如循环冷却水、工艺水、锅炉给水，但是不一样名字的水质不应该一样，这时候大家就有疑问了，看到很多PID图上有不一样的名字最后回一根管了，这有个原则就是水质就低不就高，举个例子就是脱盐水作为循环冷却水的补水，脱盐水可能水质要求比循环水的高，但是进去了就变成循环水了，代号用循环水的。说到循环冷却水我详细说一下，冷却水是为装置中需要冷却设备提供冷量的介质，为了省水通常我们要回收再利用，我们画这个系统图的时候不用管它是怎么处理回收利用的，你只管接过来，用完，送回去就行了，所以只有一组界区大箭头，然后在你装置内的要画清楚，每个装置需要多少，露天的蒸发了多少，装置内排污用了多少，有补水的经过给排水专业同意，注明补了多少，在哪里补的。这张图就这些内容，一般要设备布置完才能画出这张图，需要根据设备的具体位置和高度计算管道的压降确定管径，冷却水的进出总管末端用盲法兰封闭，备用，进出总管末端设置25的旁通管，用以防冻。这张图的总管上要画出压力表和温度计流量计，其他装置内的用户全部不画，具体在各自的pid上画出。循环水这张UID基本就这些内容。
另外说个题外话，“循环水管道的一般是埋地下的”为什么提醒这个呢，我有一次带我徒弟去看一个厂的技术去，在里面，我徒弟就指着两条管廊上的大管道，问我，师父这个就是循环水管道吧？一进一出。我无语~~~（新手很可能不注意这些东西，别到了现场闹笑话）。
循环冷却水一定要注意温差与你装置中换热器计算时温差的匹配，一般的国内也就6~8度左右（设计的时候一般都是8~10度设计的，到现场夏天基本都不行，这也是我国的国情决定的，不深究了），现在为什么循环水建多大都不够用，一个是不断装置改造，上新装置的原因，循环水不跟着改；另一个就是你温差设计的高，实际达不到，那就加大流量吧，每个都加大流量，循环水站设计的那点余量全用没了，所以就不够了。
前面几期图片太多，忙乎的都忘记讲故事了，讲个故事吧，话说一个越南的项目，在胡志明，当时做的时候想弄一套开路的循环水，后来由于设备有大量的不锈钢，用脱盐水做循环水，没办法，只有上闭路循环，然后开始设计，询价的时候傻眼了，越南别看地方穷，东西贵的要死，不过他们的质保期都是很长很长，那时候我记得普通汽车的保修期都在3万公里或者1年半，不像中国，所以太贵买不起，就从中国拖过去，反正也不远，好！上了一套闭路循环的，西安某厂的。开车的时候是11月份那时候差不多30度吧，循环水基本放量够了，后来到了过完年4月份就完了，一天比一天热，循环水怎么也降不下来了，还好那边雨水特别多，4到10月一 直下雨，在循环水装置边上挖一个大水池，接雨水沉降后用泵打上来喷到循环水冷却板上面，勉强维持生产，所以以后我就记住了，这个理论温差都是骗人的。还有不了解的地区建厂要注意装置冷却器的放量，整个项目的放量原则要加大。
公用工程分配系统（2）
说蒸汽，在蒸汽和蒸汽冷凝水的系统设计可以说没有最好只有更好，没有什么项目蒸汽平衡做出来是绝对的，其实蒸汽平衡就是用汽和产汽的平衡，一般的方法就是先整理好装置内能够产生蒸汽的设备，再根据这些产气量和等级匹配不同等级的用汽量，最后缺少的用锅炉来平衡，这里面不同等级的匹配就是很多项目中不断优化和升级的内容。国外有很多项目，从60年代就开始做，到今天已经经历了几代的发展，但是多数这种发展都不是革命性的，多数都是在消耗上做文章在质量上做文章，因此蒸汽的排列组合和互相匹配也就是这些人半个世纪的研究课题。我们一般拿来一个项目蒸汽匹配完了怎么办呢，首先把所有计算完的消耗量和产出的量整理好，分压力等级（一般为高、中、低压，有时有超高压和低低压）绘制成用户用量示意图，图中标示出进气等级温度压力流量、用户用量、是否需要疏水阀（用就画一个，不用就不画）出气或水的温度压力流量。各等级分别绘制，少的就放一张图上，多的就分开放，这个不是PID，这个是PFD，大家要分清，上次我做个项目设计人员直接拿来PFD这几张当PID了，这样不行有很多信息反映不出来。那PID怎么画呢？我们根据这些用户的需要和压力等级的配置，首先进来的肯定是高压的，或者超高压的，进来以后这就是你的第一个界区进口，你不需要表示温度压力流量，你需要按照PID的画法表示哪里用表，哪里用阀门，哪里管道号是什么，管件用哪些，这也是工程设计所应该做的事情。还有进来以后需不需要缓冲罐和减温减压设施，这张图的出界区箭头指向高压用户或者减温减压后的低级别压力的管网，然后下一张图就是低一个级别的压力进口有两种一种是直接来的外界的这个级别的蒸汽，另一种是上面说的高压经过减温减压过来的蒸汽，内容跟上面高压的一样，需要设备加设备，需要管道加管道，需要阀件加阀件。这样就基本把几张蒸汽的PID画出来了。
这是按等级编制，但是我们通常在大项目的时候会根据正常工况，开车工况，夏季工况冬季工况等分别画出PFD，然后根据这些工况在PID中设置一些备用线路，补充线路和调节线路。
下面唠叨一些蒸汽系统设计的注意事项：
首先蒸汽易产生冷凝水，支管要从总管上部引出。高压蒸汽排净设双阀，放空要注意防噪；过热蒸汽不设疏水阀，低点排液就可以，饱和蒸汽每隔90~250m设置疏水阀，调节阀和切断阀前容易产生凝液，注意设导淋，所有蒸汽系统除特殊要求外都设保温。减温减压装置和背压式汽轮机的抽气管线上注意设安全阀，安全阀出口要引致安全处。
说到这我举个例子，给大家加深一个印象，在深圳一个项目，药厂蒸发器，国内现在好多药厂都不设计，直接买一套蒸发器装上就干，这个三效蒸发器温度也不高，140度左右蒸汽送到一效加热室一般就在这条送来的管道上设置一个安全阀，因为这个加热室很矮，蒸汽还是在侧向进入所以就在1米6左右的位置，加上安全阀也就162cm，还没有引出管，去过或者做过药厂的人可能都知道，药厂的蒸发器都是一排一排的，这个安全阀也是一排一排的，我一看吓了一跳，这不是安全阀啊，这是杀手锏啊，这种锅炉直接送来蒸汽的，很容易起跳，只要锅炉有故障就容易起跳，一起跳那你就看车间里，次~~~次~~~~次~~~~，而且这高度正好对着人脸和脖子，连个遮挡都没有，100多度要命啊。所以大家注意设置的位置或者引出管的位置。他那个安全阀还接不了引出管，没办法就把安全阀上提了500加个短管保温上了，锅炉出来加个蒸汽缓冲罐，凑合用着了。行了，故事讲完了，上个蒸汽减压的图。下期我们说蒸汽冷凝水流程图。
公用工程分配系统（3）
蒸汽冷凝水，蒸汽冷凝水除污染后直接排放的外一般都根据被污染的可能性来分开收集，分别用不同方法处理到达锅炉给水水质要求后作为锅炉给水，再产蒸汽，锅炉给水水质要求一般跟产蒸汽的压力有关，产不同压力蒸汽的锅炉给水中对的硬度、铁离子、铜离子和油含量的要求都是不同的，蒸汽压力越高对水质要求越高。蒸汽冷凝水的PFD和PID画法都跟蒸汽的基本相同，只是进口是我们的装置，出口是界区，其他锅炉部分的PID由公用工程专业或者热机专业出，回收蒸汽冷凝液时我们应注意一般高压蒸汽产生的蒸汽冷凝液要进行闪蒸分离出二次蒸汽后再回收，如果有高压蒸汽直接冷却后还没有达到冷却成凝液的温度我们要合理的进行热量再利用设计，原则是尽量在装置区内由汽变成水送出气，有很多装置设计完了还副产蒸汽这种，我个人认为是没有设计好，但是也不绝对，要看装置区的概念，宗旨是尽量在你最大的单位（车间、工序、装置、分厂、厂区）范围内锅炉产蒸汽和你回收凝液要基本平衡，热量不浪费才是最终的目的。一般压差小于0.3MPa才可以合流，要不就直接变成喷射器了，基本蒸汽冷凝水的这张图就这些，大家只要注意“合理利用，相近回收”这个宗旨，至于画法什么的跟蒸汽的都一样，具体表示方法我到说施工图设计文件的时候给大家具体的规范要求。行了说两个故事，一次我参加一个开车，装置刚建好，都就位了开始脱脂，用蒸汽吹扫管道，我记得好像是10公斤蒸汽吹扫，因为压力高排污接出来那个胶皮管子头上就乱跳，当时在楼层的最顶层，女儿墙边上不是出来一根排雨水的管子吗，上边还没连接，刚把管子固定好，口刚到这层的框架边上。一个操作工拿着就插到还没做完的那个墙边上的雨水管道里了，挺好，不跳了，俩人在那正聊天呢就听见“咔嚓”一声大响，管子继续乱飞，按住了头一看，整个那条雨水排水管脱落，并且被烫的像方便面一样躺在地上，幸亏没伤到人。雨水排水管一般都采用pvc的，最多抗80度，60度就软了，何况这10公斤的吹扫蒸汽呢。所以提醒大家注意开车时排放的蒸汽凝液温度和去处。下面上一张图。
这是一个典型的蒸汽冷凝液回收的示意图，这里面有个输水阀的问题，前几期的时候我唠叨过疏水阀的事，图上的疏水阀都配了副线，我上次说过这是老式配法，现在新的配法在那期说的很清楚（不知道的海友去我空间里找，叫“阀，你设了吗”好像是最后一期），后来有多人问我为什么改了，人太多我就在这里给大家再解释一下，疏水阀正常工作的时候边上旁路是关闭的，当这个旁路阀门内漏的时候就会有很多蒸汽进入到冷凝液系统，浪费能源不说，气液两相流很麻烦，这根管道多数都跳。
这里我再讲个故事，当时我朋友一个厂热水槽就是是咱们上图的那个蒸汽冷凝液槽整天咕嘟咕嘟开锅（不停沸腾，从上面出口管喷蒸汽，），一面地常年都是湿的，到我们厂去看，正好看到PVC转化工序转化器头上有一个热水槽，那个槽子是精心设计的，下面是槽子，上面是个类似填料塔一样，很高，他看完挺好，要图纸，我说干啥？他说他们那个热水槽不行，老喷蒸汽，一面地常年都湿的，你们这个设计的好，好，那我就给他找图纸，拿走了，回去就找厂家买了一台，装上，立马不喷了，高兴，过了半年给我打电话说那个槽子不行，我说怎么了，又开始有点喷蒸汽了，我说我去看看吧，到那一看是有点，问问他情况，他是疏水阀过来的冷凝水，是80度左右的，我想这不应该呀，我们是100多度的水和蒸汽过来才用个带冷却的槽子，他这80多的不应该呀，我到现场走一圈看他们的疏水阀全都是老式带副线的，我就让他拆开一个副线阀后法兰看看，螺栓还没等全拧开呢就呼呼的喷，又打开一个又是这样，这就很明显了，副线上阀门内漏很严重啊，开始换阀，因为当时那种设计没有直接排污，副线还拆不了，只能换阀门，全装置全换了一遍，立马好了，温度直接下来到40多度，40多又不行了，送回锅炉还太凉了，还得加热到50度才能进去，这事闹的。所以大家还是好好研究一下我那期说的内容，蒸汽冷凝液回收大家要注意的，不能轻视，这是整个系统的大事。
公用工程分配系统（4）
工业和仪表用压缩空气，这个有点问题，我看有的院这部分的pid归公用工程专业去做，但是我觉得这个还是应该工艺来所，因为用多少气都是工艺来定的，至少工业用压缩空气应该工艺来完成，这个一般PFD是像上面蒸汽一样的画法，就是进出口多少，温度压力流量，到装置里面用方块表示每个用气的点，标出用气点所在的pid图号。一般用气点少的可以将工业用气、仪表气和惰性气体都画在一个图上，但要单独绘出。在pid中，一般以空压机制氮机等设备为中心，画出进气和出气管道，管道箭头直指用户，如果用户比较多的大项目，可在有设备那张PID上箭头直指总管，在单独一张或几张PID上画出各用户分配图。但是工业用压缩空气系统和仪表用压缩空气系统要分列两根独立的总管，不允许任何仪表用户接在工业用压缩空气系统上。因为仪表用压缩空气系统必须是干燥、不含杂质和油的，以保证仪表的可靠运行。为了防止仪表用压缩空气系统或仪表中产生冷凝，仪表压缩空气的露点要低于建厂地区最低户外温度10℃。这个提醒大家尤其注意，我说一个故事，可能以前讲过，现在也讲了不少故事了，哪些讲过都忘了，忘了哪年干的项目了，搬迁项目，在广西搬到大庆，业主买了一整套装置，我们也简单，几乎就是图纸修改一下就OK，空压制氮都是新做的，设备安装调试完5月份了，正好开车，一次开车成功，挺好，验收通过，正在办安全生产许可证的时候，出事了，半夜3点多装置停车，压缩机组安全阀起跳，开始查找原因，没找到，现场技术员打电话给我，我哪知道怎么回事啊？第二天早晨开完会，没找到原因也不能等着呀，继续开吧，上午10点多开车，开车一路没有什么问题，到半夜3点多还没开一半呢，一个罐子压力狂飙，安全阀又起跳，停下来，开始排水，晕了~~~~现场的生产厂长都要疯了，装置本来好好的，怎么突然哪里都有问题，哪里又都找不到问题，结果一个内操发现了罐子安全阀起跳的原因是后面出料的阀门失灵打不开，得了，开始检修调节阀，拆下来，用旁路调节，准备再次开车，调节阀一拆下来发现没啥问题呀，就是一个气动阀，能有什么问题，阀体没被卡住，气缸也没啥事，阀没坏就是气路的事呗，开始找气路的原因，打开气路试，堵了。正好我去他们边上厂有点事，顺便请他们吃饭，聊起这个事来，一说情况，我觉得他们空压的事，应该是含水量太高，因为我们在大庆做项目必须要达到99.9%以上的纯度。后来他们回去查设备，其实是99.5的空压机，原因是这样，我们设计的是没有问题的，但是后来他们采购的是从广西买的人家的二手的，这样省了不少钱，但是我们又不知道，他们知道这个事的人又没有这个含水量的概念，广西温度比较高，即使99.5的不会有结冰的现象，但是到了大庆的冬天，一点水都会冻住的，别小看这0.5的水，因为仪表气的管道都很细很细，不断有小水珠急剧，就有可能堵管，堵了，体表或者阀门就动不了，很容易出事故。因此看到此期内容的无论是设计人员还是工厂的人员请你们一定要重视这个压缩空气的纯度问题。
另外，化学品注入系统、催化剂系统、导热油系统、熔盐系统、排污系统等各个系统图都像上面说的画法，PFD是进出口箭头一个，装置内表示出用户的量和所在PID，PID以设备为中心，箭头直指用户或总管，每个系统单独绘制，图幅小的可以组合在一张上。
到这期为止，我们的P&ID制作方法就全部说完了，有的说的详细，有的相似的就一带而过了，可能有的地方我写到那的时候没有想到或者没有想全面甚至有时有说错的地方，还希望大家及时纠正。到此“P&ID是怎样炼成的？”系列就全部结束了，相信对于新手来说基本能够对pid的制作有了一定的了解，基本有个意识和样子了，甚至有很多能够制作出很不错的图了，可能这时候又有问题了，“我画的PID是否正确呢，怎么表示阀门，管件，线条才是正确的呢，别人才能够一下就看懂呢？”。下期我们就开始对规范设计唠叨唠叨，新的系列叫做“化工工艺设计提高篇——图不是那么好画的”，还望志同道合之士给与支持，欢迎批评和讨论。另外这期谁有不涉密的系统图上几张让大家围观一下，我这的项目都是比较特殊，内容涉密很多，没法发，望大家理解。
行了，下个系列再见~~~~记住每周一、四在海川准时与你们相会。
本文由海川高级技术顾问高端大气上档次原创发表于海川化工论坛，机械大区负责人2887848编辑推送，如果您喜欢不妨分享到朋友圈，让更多的小伙伴们受益。转载请注明出处。本文内容仅代表作者本人观点，不代表本网站及编辑人员的观点和立场，特此声明！欢迎您也来分享您的思考！
海川化工论坛以工程设计建造、生产技术、生产管理、职场交流等为主要内容，涵盖石化、煤化、工艺、机械设备等大类，是化工技术交流第一社区、化工技术从业者网络家园,目前注册会员100万,工作日日均访客6万以上.
http://bbs.hcbbs.com
分享到朋友圈丨点右上···分享
查看帖子丨点击帖子列表
赢纪念品丨签到及活动···活动
点击"阅读全文"，了解详情
友情链接