2.1　化工工艺流程图

化工工艺流程图是按工艺流程顺序将设备和工艺流程管线自左至右地展示在同一平面上的示意图。一般含有如下内容：设备的简单图形；管道、阀门、管件、仪表控制点等图形符号；设备位号及名称、管道编号、物料走向、仪表控制点代号、图例说明和标题栏等。它是所有化工装备设计中最先着手的工作，由浅入深、由定性到定量逐步分阶段依次进行，而且它贯穿于设计的整个过程。

2.1.1　工艺流程图的分类

化工工艺流程图一般以工艺装置的工段或工序为单元绘制，也可以以装置（车间）为单元绘制。根据设计阶段的不同，先后有方案流程图、工艺物料流程图和带控制点的工艺流程图。

这几种图要求不同，其内容和表达的重点也不同，但它们之间有着密不可分的联系。它们之间的差别，主要反映在工艺流程图上内容的详尽与否。

方案流程图是一个半图解式的工艺流程图，只带有示意的性质，用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。一般由物料流程、图例和设备一览表等部分组成。供化工计算时使用，不列入设计文件。

工艺物料流程图是用图形与表格相结合的方式来反映设计中工艺流程草（简）图物料衡算和热量衡算结果的图样。物料流程图为审查提供资料，又是进一步设计的依据，同时它还可以为实际生产操作提供参考。工艺物料流程图列入初步设计阶段的设计文件中。

带控制点的工艺流程图是一种示意性的图样，它以形象的工艺流程草图形、符号、代号表示出化工设备、管路、附件和仪表自控等，借以表达出一个生产中物料及能量的变化始末。它是在物料流程图的基础上绘制出来的，作为设计成果列入初步设计阶段的设计文件中。

管道仪表流程图是化工装置工程设计中最重要的图纸之一，与工艺过程相关的信息均反映在该图纸上。其设计过程就是化工装置从工艺设计实施工程设计的过程，它是设计、施工的依据，也是企业管理、试运转、操作、维修和开停车各方面需要的完整技术资料的一部分，应列入施工图设计阶段的设计文件中。

化工原理课程设计只需绘制带控制点的工艺流程图，并编入设计说明书中。方框流程图、工艺流程草（简）图、工艺物料流程图在设计说明书中根据需要可以示意表示。

2.1.2　工艺流程图中常见的图形符号

（1）常见设备图示与标注

①设备图示　化工工艺流程中，常用细实线画出设备的简略外形和内部特征。目前，常用设备的图形已有统一的规定，可按HG 20519.2—2009规定的标准绘制，常用的标准设备图例见表2-1。对未规定的设备（机器）的图形可根据其实际外形和内部结构特征绘制，只取相对大小，不按实物比例。

②设备标注　在工艺流程图中的设备（机器），除了用图表示出来外，还必须对设备（机器）进行标注。

a.标注的内容　设备在工艺流程图中应标注出位号及名称。设备位号和名称的标注如图2-2所示。

第一个字母是设备分类代号，用设备名称英文单词的第一个字母表示，各类设备的分类代号见表2-2。在设备分类代号之后是设备编号，一般用四位数字组成，第1、2位数字是设备主项编号，表示设备所在的工段（或车间）代号，第3、4位数字是设备的顺序编号。例如，设备位号T1218表示第12工段（或车间）的第18号塔。设备位号在整个系统内不得重复，且在所有工艺图上设备位号均需一致，如有数台相同设备，则在其后加大写英文字母A、B、C等作为每台设备的尾号。

【案例分析6】譬如T1218A，具体标注方法如图2-3所示。

b.标注的方式　设备位号应在两个地方进行标注，一是在图上方或下方，标注的位号排列要整齐，尽可能排在相应设备的正上方或正下方，并在设备位号线下方标注设备的名称；二是在设备内或其旁边，此处仅注位号，不注名称。但对于流程简单、设备较少的流程图，也可直接从设备上用细实线引出，标注设备号。

（2）常用管件和阀门图示方法

用细实线按HG 20519.1—2009规定图例绘出管道上的阀门、管件。管道之间的一般连接件，如弯头、法兰、三通等，若无特殊需要，均不需绘出（为安装和检修等原因所加的法兰、螺纹连接等仍需绘出）。常用管件和阀门图例见表2-3。

（3）仪表、调节控制系统，分析取样系统表示方法

在工艺管道及仪表流程中，必须用细实线绘出和标注全部与工艺有关的全部检测仪表、调节控制系统、分析取样点和取样阀。控制点用符号表示，并从其安装位置引出。符号包括图形符号和字母代号，它们组合起来表达仪表功能、被测变量、测量方法。

①检测仪表系统

a.图形符号

ⅰ.测量点　测量点（包括检出元件、取样点）是由工艺设备轮廓线或工艺管线引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符号，如图2-4所示。

ⅱ.连接线　仪表圆圈与过程测量点的连接引线，通用的仪表信号线均以细实线表示。当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线上加斜短划线（斜短划线与细实线成45°）。仪表连接图形符号见表2-4。

ⅲ.仪表图形符号　检测、显示、控制等仪表图形符号是直径为12mm（或10mm）的细实线圆圈。仪表位号的字母或阿拉伯数字较多，圆圈内不能容纳时，可以断开，如图2-5（a）所示。处理两个或多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表，可用相切的仪表圆圈表示，如图2-5（b）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上而两个测量点在图纸上距离较远或不在同一图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示，如图2-5（c）所示。

不同的仪表安装位置的图形符号如表2-5所示。

执行机构图形符号见表2-6。

b.被测变量和仪表功能的字母代号　在控制流程中，用来表示仪表的小圆圈的上半圆内，一般写有两位（或两位以上）字母，第一位字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能，常用被测变量和仪表功能的字母代号见表2-7。

常用被测变量及仪表功能字母组合示例见表2-8。例如，FRC——流量记录调节，FIC——流量指示调节。

c.仪表位号　在检测、控制系统中，构成一个回路的每个仪表（或元件）都应有自己的仪表位号。仪表位号是由字母代号和阿拉伯数字编号两部分组成，如图2-6所示。字母代号的意义前面已经阐述过。阿拉伯数字编号写在圆圈的下半部，其第一位数字表示工段号，后继数字（第二位或第三位数字）表示仪表序号。

根据图形符号、文字代号以及仪表位号表示方法，可以绘制仪表系统图，如图2-7所示。

②调节控制系统　调节控制系统按其具体组成形式，将所包括的管道、阀门、管件、管道附件一一画出，并分别注出对其调节控制的项目、功能、位置及调节自身的特征（气动或电动；气开或气闭等）。如图2-8所示，为流量调节控制系统。

③分析取样系统。分析取样点在选定的位置标注和编号，如图2-9所示。图中A表示人工取样点，1301为取样点编号，其中13为主项编号，01为取样点序号，圆直径为10mm。

（4）流程图中的物料代号

流程图中物料的代号见表2-9。

注:物料代号中如遇英文字母“O”应写成“”。

（5）流程图中图线的画法规定

工艺物料管道用粗实线绘制，辅助管道用中粗线绘制，仪表管线用细虚线或细实线绘制。有些图样上保温、伴热等管道除了按照规定线型画出外，还示意画出一小段（约10mm）保湿层。有关各种线条宽度的规定画法见表2-10。

2.1.3　方案流程图

方案流程图又称流程示意图或流程简图，是用来表达物料从原料到成品或半成品的工艺过程，表达整个工厂或车间生产流程以及所使用的设备和机器的图样。它既可用于设计开始时工艺方案的讨论，也可作为下一步设计物料流程图和带控制点的工艺流程图的基础。

方案流程图主要包括以下两方面的内容。

①设备　用细实线表示生产过程中所使用的机器、设备示意图；用文字、字母、数字标注设备的名称和位号。

②工艺流程　用粗实线表达物料由原料到成品或半成品的工艺流程路线；用文字注明各管道路线的名称；用箭头注明物料的流向。

近年来，为了给进一步讨论和设计提供更详细的资料，常在方案流程图上画出工艺流程中流量、温度、压力、液面以及成分分析等测量控制点，这种图同物料流程图和带控制点的工艺流程图比较接近。

如图2-10所示为某物料残液蒸馏处理系统的方案流程图。

方案流程图的图幅一般不做规定。图框和标题栏亦可如图2-10所示省略。

2.1.4　工艺物料流程图

工艺物料流程图是在方案流程图的基础上，进行物料衡算和热量衡算，用图形与表格相结合的形式反应衡算结果的图样。物料流程图为审查提供资料，为实际生产操作提供参考，为进一步设计提供依据。

物料流程图主要是用来描述界区内主要工艺物料的种类、流向、流量以及主要设备的特性数据等。具体应包括以下几个方面。

（1）设备

用示意图表示生产过程中所使用的机器、设备，不必精确；常采用标准规定的设备表示方法简化绘制，有的设备甚至简化为符号形式；设备的大小不要求严格按比例绘制，但外形轮廓应尽量做到按相对比例绘出。用文字、字母、数字标注出设备的名称和位号。

（2）工艺流程

用工艺流程线及文字定性地表达物料由原料到成品或半成品的工艺流程。

（3）主要设备特性数据或参数

在设备位号及名称下方应加注设备特性数据或参数，譬如换热器设备的换热面积，塔设备的直径、高度，储罐的容积，机器的型号等。

（4）物料表

物料表是工艺物料流程图中最关键的部分，也是人们读图时最为关心的内容。在流程的起始处以及使物料产生变化的设备后，都应列表注明。物料表包括物料的名称、质量流量、摩尔流量和摩尔分数等参数及各项的总和，实际书写项目依具体情况而定。物料在流程中的一些工艺参数（如温度、压力等）可在流程线旁边标注写出。表格线和指引线都用细实线绘制。物料表的格式见表2-11。

通常，热量衡算结果也表示在相应的设备附近。

图2-11是工艺物料流程图的一个实例。

2.1.5　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。带控制点的工艺流程图是在方案流程图的基础上绘制的内容较为详尽的一种工艺流程图，一般以某工段或工序为单元绘制，也可以某车间为单元绘制。

带控制点的工艺流程图反映工艺生产全部过程，由物料流程、控制点和图例三部分组成。它是由工艺专业人员和自控专业人员合作进行绘制的。流程图应表示出全部工艺设备、工艺物料管线、辅助管线、阀门、管件以及工艺参数（温度、压力、流量、液位、物料组成、浓度等）的测量点，并表示出自动控制的方案。

通过带控制点的工艺流程图，可以比较清楚地了解设计的全貌。因此，它是设备布置图和管道布置图的设计依据，也是施工安装、生产操作时的参考资料。

（1）图样内容

①图形　将各设备的简单形状展开在同一平面上，再配以连接的主辅管线及管件、阀门、仪表控制点的符号。

②标注　标注写出设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸、数据等。

③图例　代号、符号及其他标注的说明，有时还有设备位号索引等。

④标题栏　注写图名、图号、设计阶段等。

（2）图的绘制范围

工艺流程图必须反映全部工艺物料和产品所进过的设备。

①应全部反映出主要物料管路，并表达出进、出装置界区的流向。

②冷却水、冷冻盐水、工艺用的压缩空气、蒸汽（不包括副产品蒸汽）及蒸汽冷凝系统等的整套设备和管线不在图内表示，仅示意工艺设备使用点的进、出位置。

③标注有助于用户确认及上级或有关领导审批用的一些工艺数据（譬如温度、压力、物流的质量流量或体积流量、密度、换热量等）。

④图上必要的说明和标注，并按图签规定签署。

⑤必须标注工艺设备、工艺物流线上的主要控制点及调节阀等，这里指的控制点包括被测变量的仪表功能（如调解、记录、指示、联锁、报警、分析、检测等）。

（3）图的绘制步骤

①根据图面设计确定的设备图例大小、位置，以及相互之间的距离，采用细点划线按照生产流程的顺序，从左至右横向标示出各设备的中心位置。

②用细实线按照流程顺序和标准图例画出主要设备的图例及必要内构件。

③用细实线按照流程和标准图例画出其他相关辅助、附属设备的图例。

④先用细实线按照流程顺序和物料种类，逐一分类画出各主要物流线，并给出流向。

⑤用细实线按照流程顺序和标准图例画出相应的控制阀门、重要管件、流量计和其他检测仪表，以及相应的自动控制用的信号连接线。

⑥对照流程草图和已初步完成的流程图图面，按照流程顺序检查，看是否有漏画、错画情况，并进行适当的修改与补画。尤其是从框图开始绘制流程图，必须注意补全实际生产过程所需要的泵、风机、分离器等辅助设备与装置，以及其他必需的控制阀门、重要管件、计量装置和检测仪表等。工艺流程图绘制完成后，应反复检查，直至满意为止。

⑦按标准将物流线改画成粗实现，并给出表示流向的标准箭头。

⑧标注设备位号、管道号和检测仪表的代号与符号，以及其他需要标注的文字。

⑨给出集中图例与代号、符号说明。

⑩按标准绘制标题栏，并给出相应的文字说明。

（4）图的绘制比例

绘制流程图不按比例绘制，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）比例适当缩小，实际尺寸过小的设备（机器）比例可以适当放大。因此，在标题栏中的“比例”一栏，不予注明。流程图中可以相对示意出各设备位置的高低。整个图面要协调、美观。

（5）图幅与图框

①图纸幅面尺寸　根据GB/T 14689—2008的规定，绘制技术图样时优先采用表2-12所规定的基本幅面。必要时，也允许选用符合规定的加长幅面，这些幅面是由基本幅面的短边成整倍数增加后得出，见表2-13。

②图框格式　在图纸上必须用粗实线画出图框，其格式分为不留装订边和留有装订边两种，但同一产品只能采用同一种格式。不留装订边的图纸，其图框格式如图2-12所示，尺寸按表2-14的规定。

留有装订边的图纸，其图框格式如图2-13所示，尺寸按表2-14的规定。

加长幅面的图框尺寸，按所选用的基本幅面大一号的图框尺寸确定。例如A2×3的图框尺寸，按A1的图框尺寸确定，即e为20mm（或c为10mm），而A3×4的图框尺寸，按A2的图框尺寸确定，即e为10mm（或c为10mm）。

（6）标题栏及明细栏

每张技术图纸上都必须画出标题栏。标题栏的格式和尺寸按GB/T 10609.1—2008的规定。标题栏的位置一般位于图纸的右下角，看图的方向与看标题栏的方向一致，如图2-14所示。常用标题栏一般由更改区、签字区、其他区、名称及代号区组成。标题栏的作用是表明图名、设计单位、设计人、制图人、审核人等的姓名，绘图比例和图号等。标题栏也可按实际需要增加或减少。学生学习阶段做练习，建议采用标题栏的简化格式，如图2-15所示。

装配图中一般应有明细栏，一般配置在装配图中标题栏的上方，按由下而上的顺序填写，其格数应根据需要而定，格式按GB/T 10609.2—2009的规定，如图2-16所示。当由下而上延伸位置不够时可紧靠在标题栏的左边自下而上延续；当装配图中不能在标题栏的上方配置明细栏时，可作为装配图的续页按A4幅面单独给出，其顺序应是由上而下延伸，还可连续加页，但应在明细栏的下方配置标题栏并在标题栏中填写与装配图相一致的名称和代号。

（7）字体

在图样中除了表示物体形状的图形外，还必须用文字、数字和字母表示物体的大小及技术要求等内容。图样中书写的字体必须做到：字体端正、笔画清楚、排列整齐、间隔均匀。字体尽可能用长仿宋或者写成正楷字，并要以我国正式公布推广的《汉字简化方案》中规定的简化字为标准，不准任意简化、杜撰。字号（包含外文字母）参照表2-15，其中外文字母必须全部大写，不得书写草体。

图2-17是带控制点的工艺流程图的一个实例。

2.1.6　管道仪表流程图

管道仪表流程图是施工设计阶段带控制点的工艺流程图，它反映的是工艺流程设计、设备设计、管道布置设计、自控仪表设计的综合成果。

管道仪表流程图要求画出全部设备，全部工艺物料管线和辅助管线，还包括在工艺流程设计时考虑为开车、停车、事故、维修、取样、备用、再生所设置的管线以及全部的阀门、管件。并要详细标注所有的测量、调节可控制器的安装位置和功能代号，因此，它是指导管路安装、维修、运行的主要档案性资料。

课程设计不要求绘制管道仪表流程图，此处不再赘述。