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，應根據整個工藝流程圖的要求，詳細地表示該系統的全部設備、儀表、管道、閥門和其他有關公用工程系統。
一、加熱爐的管道及儀表流程圖設計
1、設計要點
①加熱爐的物料進出口管道應對稱佈置（尤其在氣液兩相流動時，儀表不能計量，閥門不能調節），且不應有大的壓力損失，主管必須有足夠大的截面。
②為使流量均勻分配，對非兩相流流動的管道，除了對稱佈置外，可在各分、集合管及支管上設控制用閥門及計量設施（一般應裝在液相進料管上）。為了校驗加熱狀態，在加熱爐出口管線上應設測溫儀表，此時可以不考慮管道的對稱佈置，而利用閥門調節、控制，使物料加熱後的溫度一致。
③加熱爐過熱蒸汽放空管道上應設置消聲器。
④爐管需要注入水或蒸汽時，應在水和蒸汽管線的引入線上設置切斷閥和止回閥，並在兩閥中間設一檢查閥，以免物料倒入水或蒸汽系統。
⑤在加熱爐的入口管線上應安裝放氣閥，其最小足寸為DN50；在出口管線上應設放淨閥。
⑥在加熱爐的對流段和輻射段，通常裝有一DN50的滅火蒸汽接頭。當爐管破裂時，可將滅火蒸汽閥打開，使蒸汽進入爐膛滅火。大型加熱爐可能設有多個蒸汽滅火接頭。滅火蒸汽一般由新鮮蒸汽管專線引出。由於滅火蒸汽管僅在發生事故時使用，所以從切斷閥到加熱爐這段管線不用保溫，也不必試壓，跨距可比一般管線大些，高處不設放空閥，低處鑽一些Φ6的洩凝液孔。
2、典型設計示例
圖1 加熱爐四路進料的對稱管道佈置
圖1所示為四路進料的加熱爐對稱管道佈置。對稱部分的管道長度直徑，閥門及管件的數目和形式必須相同。
圖2 加熱爐八路並流進料的對稱管道佈置
圖2所示為八路並流進料的對稱管道佈置。
圖3 加熱爐四路進料管道佈置
圖3所示為一四路進料的加熱爐物料管道佈置。每路的流量在爐子入口前用一截止閥控制，並設有計量孔板，在爐後設有測量儀表。運行時，要保證每根爐管的流量相同，即每根爐管的出口溫度相同。
二、壓縮機的管道及儀表流程圖設計
壓縮機按其工作原理可分為容積型和速度型兩大類。容積型壓縮機通常使用的有活塞式、螺桿式、水環式；速度型壓縮機通常使用的有離心式和軸流式。壓縮機的驅動有電動和汽輪機驅動。
1、設計要點
①壓縮機的進出口管道均應設置切斷閥。抽空氣的往復式壓縮機進口管不設切斷閥。
②壓縮機入口管與切斷閥之間設過濾器。
③往復式壓縮機吸入口和排出口應設緩衝罐。
④壓縮機各段吸入口前應設凝液分離罐。
⑤汽輪機驅動的壓縮機，汽輪機的蒸汽入口管上設置切斷閥和過濾器。
⑥汽輪機外殼底部應設連續排水的疏水器。
⑦背壓式汽輪機乏汽管道上設切斷閥。其供汽和乏汽管道的低點應設疏水設施。
⑧凝汽式汽輪機的乏汽管道上應設安全閥，安全閥常設在冷凝器上。若進入表面式冷凝器的乏汽管道上安裝切斷閥，安全閥應設在切斷閥前。
2、典型設計示例
圖4 壓縮機的管道及儀表流程圖
圖4為壓縮機的管道及儀表流程圖。壓縮機的入口管道設有切斷閥和過濾器。每段進出口均有消聲器，同時設有溫度和壓力指示。當出口溫度超過規定值時報警；當溫度超過聯鎖值時，壓縮機緊急停車。兩段之間設冷凝器和分液罐。分液罐設有安全閥，通過液位控制排液，當液位超過聯鎖值時，壓縮機緊急停車。每段出口有止回閌。壓縮機二段氣體出口設有安全閥，部分返回壓縮機前，根據一段入口壓力調節返回量。
三、除塵分離設備的管道及儀表流程圖設計
工業上廣泛應用的除塵分離過程通常分為幹法除塵和溼法除塵。
幹法除塵設備有重力沉降室、旋風分離器、袋式過濾器、電除塵器等多種。
溼法除塵設備有水浴室除塵器、自激式除塵器組、旋風水膜除塵器、泡沫除塵器、文丘裡除塵器、多級文丘裡洗滌器及洗滌塔等。
本節以袋式過濾器和洗滌塔為例，說明其管道及儀表流程圖的典型設計。
1、袋式過濾器除塵系統的典型設計
1）設計要點
①調節袋式過濾器放空氣體量來控制料倉與流化床之間的壓差，以保證料倉向流化床進料順暢。根據工藝要求，也可調節放空氣體量，控制料倉或流化床氣相壓力。
②袋式過濾器進、出口之間設置壓力、壓差檢測，壓力值可採用就地顯示或控制室顯示。
③間斷通氮氣對袋式過濾器進行吹掃。氮氣切斷閥可就地，也可在控制室遙控啟、閉。
④袋式過濾器與料倉之間的粉體管道宜垂直敷設，當水平管段不可避免時，對水平管段應設計成大角度傾斜式圓滑過濾管段。
⑤在含塵氣體管道易堵塞處，設置連續吹掃用惰性氣體管道及轉子流量計、切斷閥。
⑥長距離輸送粉料的管道上設置惰性氣體吹掃管道及切斷閥，以便定期吹掃。
⑦粉料及含塵氣體管道上安裝球閥、插板閥等；料倉連續定期加料到流化床的粉料管道，採用自動控制加料速度的球閥。
⑧料倉在壓力下操作，其頂部設置安全閥或爆破片。如需要，在設備與安全閥之間管道上安裝鉛封開啟的切斷閥。
2）典型設計示例
圖5 袋式過濾器除塵系統基本單元模式
圖5為袋式過濾器除塵系統的管道及儀表流程圖。兩組袋式過濾器除塵系統交替反吹，間斷清灰。氣體輸送的粉料分別進入料倉，氮氣分幾處進入料倉的不同部位，料倉中的粉料與氮氣在流化狀態下送入流化床反應器。輸送粉料的氣體從料倉頂部出去進入袋式過濾器，氣流中的粉塵被過濾出來返回料倉，淨化後的氣體通過袋式過濾器的頂都放空。
兩套料倉-袋式過濾器組交替進行受料-出料操作。受料與出料的時間間隙，由氮氣反吹濾袋的清灰操作。一臺袋濾器進行吹掃時，放空氣體經吹掃放空管道，由另一臺袋濾器過濾後放空。
料倉-袋濾器為單組設備的除塵系統的單元模式，與本例基本相同。
2、洗滌塔除塵系統
1）設計要點
①為保證沉降槽出料漿液的流動性，操作中應控制漿液的濃度在一定範圍，不可過高。
②儘量減小含塵氣體及漿液管道的阻力，即管徑不宜小，少轉彎；採取大的彎曲半徑，避免突然變徑等。
③洗滌塔在壓為下工作時，在塔釜氣相及沉降槽之間應設置壓力平衡管。
④輸送漿液的水平管道較長時，應有≥0.005的坡度，坡向下遊設備，並適當設置氣體吹掃管道。
⑤當洗液為有壓的工業上水，並就近由管道連續供應時，則可直接進入系統；如為其他介質，應另設洗液槽及泵。
⑥在原料氣進塔、淨化器出塔及漿液出料管道上均應設置取樣點，或設置在線分析。
⑦塔頂按需要設置安全閥。當需要在安全閥與設備之間的管道上設置切斷閥時，該切斷閥應加鉛封開啟(CSO)。
⑧洗滌塔與沉降槽之間應有一定的高差，其值應大於塔與槽之間阻力的1～2m液柱。
⑨洗液不循環使用時，沉降槽即為漿液槽；當洗滌塔釜有足夠的容積時，也可取消漿液槽，漿液直接出料。
⑩洗滌塔塔頂淨化氣體管道上的控制閥，根據需要也可與上游設備氣相壓力構成調節系統。當其上游設備及洗滌塔塔頂壓力均不需由該控制閥控制時，則取消控制閥組及相關設施。
⑪洗滌塔底出料溫度不高、漿液不需冷卻即可出料時，冷卻器可設置在洗液循環泵的出口側。
⑫工藝需要在洗滌塔頂淨化氣體出口側設置專門的除霧設備時，洗滌塔內的分離層可取消。
⑬洗液和從氣相中洗滌下來的粉料作為下游設備的連續進料時，沉降槽可以取消。在漿液出料管道上，按下游設備要求設置流量控制閥。洗滌塔全部採用新鮮洗液，根據洗滌塔操作要求，在洗液管道上設置流量控制閥或洗滌塔釜液位控制閥。
⑭當漿液難以用泵輸送時，可直接排放或裝桶（車）後外運。或採取沉降槽後設置帶攪拌囂的漿液槽，使漿液在攪拌下呈懸浮狀態由漿液泵送出。
2）典型設計示例
圖6 洗滌塔除塵系統基本單元模式
圖6為洗滌塔系統的管道及儀表流程圖。含塵氣體從底部進入洗滌塔，在塔內上升的過程中與從塔頂噴淋下來的洗液進行充分地逆流接觸，從而將其中的粉塵洗滌除去。洗滌後的淨化氣體從塔頂出來，放空或去下游設備。洗液中含有從氣體中洗滌出的粉塵，從塔底出料，經冷卻器到沉降槽。在沉降槽洗液被澄清分離出來，經泵送洗滌塔頂循環使用。新鮮洗液於泵前補加，含塵漿液由漿液泵送出。
四、伴熱管，夾套管等附件的設計
1、管道分界
管道等級由管道材料專業根據工藝條件和工程要求，併力求達到經濟合理的原則來確定。在工程中，只有兩根管道的材質和選用管材的公稱壓力相同時，標註的管道等級號才是相同的。
當存在不同管道等級的管道連接時，工藝系統專業應在管道及儀表流程圖上標註不同的管道等級。圖7為管道等級分界的表示方法。
圖7 管道等級分界的表示方法。
2、控制閥組
調節閥前後都要設閥門。調節閥選用氣開、氣關應從工藝安全生產來選擇，在根據工藝生產性質確定控制方案時決定。此外，還要考慮調節閥的放淨問題。控制閥組常設旁通閥。對於大於一定尺寸（通常為3”）帶手輪的調節閥，根據工藝條件，可不設旁路。
3、兩相流管道
兩相流管道，如空冷器的入口管，不能用閥門調節流量。為了使流量分佈均勻，管線應當對稱配置。
4、鎖與鉛封
對平日不需啟閉，只在開停車或事故處理時才使用的閥門，為了避免誤操作，平時要用鎖鎖住或加鉛封封住。一般按計劃控制的開、停車用閥門，要用鎖鎖住；而事故處理時使用的閥門則應採用鉛封封住，以免因找鑰匙而耽誤事故處理的時機。
5、保溫
管道的保溫厚度應在管道表上列出，在管道及儀表流程圖的管段號後的後綴中亦可看出管道有否保溫。當某根管道不是整根都保溫時，管道及儀表流程圖中應示出管道的保溫範圍。
6、伴熱
伴熱管道應在管道表上列出，並在管道及儀表流程圖中表示其伴熱範圍。
7、夾套管
圖8 蒸汽夾套管
注：需註明每段夾套管的長度、直徑和管徑，並註明夾套數
圖8為蒸汽夾套管在管道及儀表流程圖上的表示。圖中示出了夾套管的長度、管徑、夾套的直徑和夾套管的個數，並示出了蒸汽供汽管和蒸汽冷凝水系統。
8、取樣
1）取樣原則及方法
①取樣點應由管道一側的水平方向引出或管道向下45°傾斜出（液體介質）。對氣體介質通常是向上45°傾斜引出。
②放空管道最小為DN20(3／4”)，與設備連接的尺寸與設備管接口相同。面對腐蝕性流體或在低溫下是高黏度流體的管道最小為DN25(1”)。
③用於工藝分析器時，對液體管道為DN20(3/4”)，並選用相同尺寸的節流閥（即針形閥），對氣（汽）體管道通常為DN15 （1/2”)，並選用雙節流閥（即針形閥）。
④儲槽產品管道的取樣點應設在控制閥的上游，並儘可能設在靠近汙水管道處。
⑤從高溫設備引出的取樣管，要設取樣冷卻器。一般選用不鏽鋼水冷式蛇管冷卻器，體積不小於0.1m3左右，冷卻面積不小於0.25m2。
⑥在低溫下流體黏度高，需要用蒸氣或其他介質吹掃管道和冷卻器。
⑦取樣的類型，詳見圖9～圖17。
圖9 凝液冷卻職樣
圖10 烴類液體冷卻取樣
圖11 烴類液體取樣
圖12 烴類氣體取樣
圖13 氣（汽）體冷卻取樣
圖14 烴類氣體冷卻取樣
圖15 一般氣體取樣
圖16 帶吹掃取樣
圖17 一般液體取樣
2）取樣閥的選用
a．≤ANSI300#用單切斷閥，選節流閥或截止閥。
b．≥ANSI400#用單截止閥或節流閥，也可用雙閘閥。
c．烴類流體的蒸汽壓不小於0.45MPa時，選用雙節流閥。
d．腐蝕性介質選用單截止閥或節流閥。
3）取樣（人身保護）箱
對烴類或腐蝕性介質，為安全起見，取樣設在取樣箱內（即人身保護箱），這樣可以明顯示明取樣處，且小管子不易被碰撞，以保證安全取樣。
其外形尺寸為800mm×400mm×1100mm (H)操作點離地坪為800mm，總高不小於1900mm。箱內可設置冷卻器、吹掃氣和冷卻水，對易燃易炸介質的取樣箱內還應設置滅火用水。
閱讀更多 西北煤化工信息 的文章
