2.1　化工工藝流程圖

化工工藝流程圖是按工藝流程順序將設備和工藝流程管線自左至右地展示在同一平面上的示意圖。一般含有如下內容：設備的簡單圖形；管道、閥門、管件、儀表控制點等圖形符號；設備位號及名稱、管道編號、物料走向、儀表控制點代號、圖例說明和標題欄等。它是所有化工裝備設計中最先著手的工作，由淺入深、由定性到定量逐步分階段依次進行，而且它貫穿于設計的整個過程。

2.1.1　工藝流程圖的分類

化工工藝流程圖一般以工藝裝置的工段或工序為單元繪制，也可以以裝置（車間）為單元繪制。根據設計階段的不同，先后有方案流程圖、工藝物料流程圖和帶控制點的工藝流程圖。

這幾種圖要求不同，其內容和表達的重點也不同，但它們之間有著密不可分的聯系。它們之間的差別，主要反映在工藝流程圖上內容的詳盡與否。

方案流程圖是一個半圖解式的工藝流程圖，只帶有示意的性質，用來表達整個工廠或車間生產流程的圖樣。一般由物料流程、圖例和設備一覽表等部分組成。供化工計算時使用，不列入設計文件。

工藝物料流程圖是用圖形與表格相結合的方式來反映設計中工藝流程草（簡）圖物料衡算和熱量衡算結果的圖樣。物料流程圖為審查提供資料，又是進一步設計的依據，同時它還可以為實際生產操作提供參考。工藝物料流程圖列入初步設計階段的設計文件中。

帶控制點的工藝流程圖是一種示意性的圖樣，它以形象的工藝流程草圖形、符號、代號表示出化工設備、管路、附件和儀表自控等，借以表達出一個生產中物料及能量的變化始末。它是在物料流程圖的基礎上繪制出來的，作為設計成果列入初步設計階段的設計文件中。

管道儀表流程圖是化工裝置工程設計中最重要的圖紙之一，與工藝過程相關的信息均反映在該圖紙上。其設計過程就是化工裝置從工藝設計實施工程設計的過程，它是設計、施工的依據，也是企業管理、試運轉、操作、維修和開停車各方面需要的完整技術資料的一部分，應列入施工圖設計階段的設計文件中。

化工原理課程設計只需繪制帶控制點的工藝流程圖，并編入設計說明書中。方框流程圖、工藝流程草（簡）圖、工藝物料流程圖在設計說明書中根據需要可以示意表示。

2.1.2　工藝流程圖中常見的圖形符號

（1）常見設備圖示與標注

①設備圖示　化工工藝流程中，常用細實線畫出設備的簡略外形和內部特征。目前，常用設備的圖形已有統一的規定，可按HG 20519.2—2009規定的標準繪制，常用的標準設備圖例見表2-1。對未規定的設備（機器）的圖形可根據其實際外形和內部結構特征繪制，只取相對大小，不按實物比例。

②設備標注　在工藝流程圖中的設備（機器），除了用圖表示出來外，還必須對設備（機器）進行標注。

a.標注的內容　設備在工藝流程圖中應標注出位號及名稱。設備位號和名稱的標注如圖2-2所示。

第一個字母是設備分類代號，用設備名稱英文單詞的第一個字母表示，各類設備的分類代號見表2-2。在設備分類代號之后是設備編號，一般用四位數字組成，第1、2位數字是設備主項編號，表示設備所在的工段（或車間）代號，第3、4位數字是設備的順序編號。例如，設備位號T1218表示第12工段（或車間）的第18號塔。設備位號在整個系統內不得重復，且在所有工藝圖上設備位號均需一致，如有數臺相同設備，則在其后加大寫英文字母A、B、C等作為每臺設備的尾號。

【案例分析6】譬如T1218A，具體標注方法如圖2-3所示。

b.標注的方式　設備位號應在兩個地方進行標注，一是在圖上方或下方，標注的位號排列要整齊，盡可能排在相應設備的正上方或正下方，并在設備位號線下方標注設備的名稱；二是在設備內或其旁邊，此處僅注位號，不注名稱。但對于流程簡單、設備較少的流程圖，也可直接從設備上用細實線引出，標注設備號。

（2）常用管件和閥門圖示方法

用細實線按HG 20519.1—2009規定圖例繪出管道上的閥門、管件。管道之間的一般連接件，如彎頭、法蘭、三通等，若無特殊需要，均不需繪出（為安裝和檢修等原因所加的法蘭、螺紋連接等仍需繪出）。常用管件和閥門圖例見表2-3。

（3）儀表、調節控制系統，分析取樣系統表示方法

在工藝管道及儀表流程中，必須用細實線繪出和標注全部與工藝有關的全部檢測儀表、調節控制系統、分析取樣點和取樣閥。控制點用符號表示，并從其安裝位置引出。符號包括圖形符號和字母代號，它們組合起來表達儀表功能、被測變量、測量方法。

①檢測儀表系統

a.圖形符號

ⅰ.測量點　測量點（包括檢出元件、取樣點）是由工藝設備輪廓線或工藝管線引到儀表圓圈的連接引線的起點，一般無特定的圖形符號，如圖2-4所示。

ⅱ.連接線　儀表圓圈與過程測量點的連接引線，通用的儀表信號線均以細實線表示。當通用的儀表信號線為細實線可能造成混淆時，通用信號線符號可在細實線上加斜短劃線（斜短劃線與細實線成45°）。儀表連接圖形符號見表2-4。

ⅲ.儀表圖形符號　檢測、顯示、控制等儀表圖形符號是直徑為12mm（或10mm）的細實線圓圈。儀表位號的字母或阿拉伯數字較多，圓圈內不能容納時，可以斷開，如圖2-5（a）所示。處理兩個或多個變量，或處理一個變量但有多個功能的復式儀表，可用相切的儀表圓圈表示，如圖2-5（b）所示。當兩個測量點引到一臺復式儀表上而兩個測量點在圖紙上距離較遠或不在同一圖紙上，則分別用兩個相切的實線圓圈和虛線圓圈表示，如圖2-5（c）所示。

不同的儀表安裝位置的圖形符號如表2-5所示。

執行機構圖形符號見表2-6。

b.被測變量和儀表功能的字母代號　在控制流程中，用來表示儀表的小圓圈的上半圓內，一般寫有兩位（或兩位以上）字母，第一位字母表示被測變量，后繼字母表示儀表的功能，常用被測變量和儀表功能的字母代號見表2-7。

常用被測變量及儀表功能字母組合示例見表2-8。例如，FRC——流量記錄調節，FIC——流量指示調節。

c.儀表位號　在檢測、控制系統中，構成一個回路的每個儀表（或元件）都應有自己的儀表位號。儀表位號是由字母代號和阿拉伯數字編號兩部分組成，如圖2-6所示。字母代號的意義前面已經闡述過。阿拉伯數字編號寫在圓圈的下半部，其第一位數字表示工段號，后繼數字（第二位或第三位數字）表示儀表序號。

根據圖形符號、文字代號以及儀表位號表示方法，可以繪制儀表系統圖，如圖2-7所示。

②調節控制系統　調節控制系統按其具體組成形式，將所包括的管道、閥門、管件、管道附件一一畫出，并分別注出對其調節控制的項目、功能、位置及調節自身的特征（氣動或電動；氣開或氣閉等）。如圖2-8所示，為流量調節控制系統。

③分析取樣系統。分析取樣點在選定的位置標注和編號，如圖2-9所示。圖中A表示人工取樣點，1301為取樣點編號，其中13為主項編號，01為取樣點序號，圓直徑為10mm。

（4）流程圖中的物料代號

流程圖中物料的代號見表2-9。

注:物料代號中如遇英文字母“O”應寫成“”。

（5）流程圖中圖線的畫法規定

工藝物料管道用粗實線繪制，輔助管道用中粗線繪制，儀表管線用細虛線或細實線繪制。有些圖樣上保溫、伴熱等管道除了按照規定線型畫出外，還示意畫出一小段（約10mm）保濕層。有關各種線條寬度的規定畫法見表2-10。

2.1.3　方案流程圖

方案流程圖又稱流程示意圖或流程簡圖，是用來表達物料從原料到成品或半成品的工藝過程，表達整個工廠或車間生產流程以及所使用的設備和機器的圖樣。它既可用于設計開始時工藝方案的討論，也可作為下一步設計物料流程圖和帶控制點的工藝流程圖的基礎。

方案流程圖主要包括以下兩方面的內容。

①設備　用細實線表示生產過程中所使用的機器、設備示意圖；用文字、字母、數字標注設備的名稱和位號。

②工藝流程　用粗實線表達物料由原料到成品或半成品的工藝流程路線；用文字注明各管道路線的名稱；用箭頭注明物料的流向。

近年來，為了給進一步討論和設計提供更詳細的資料，常在方案流程圖上畫出工藝流程中流量、溫度、壓力、液面以及成分分析等測量控制點，這種圖同物料流程圖和帶控制點的工藝流程圖比較接近。

如圖2-10所示為某物料殘液蒸餾處理系統的方案流程圖。

方案流程圖的圖幅一般不做規定。圖框和標題欄亦可如圖2-10所示省略。

2.1.4　工藝物料流程圖

工藝物料流程圖是在方案流程圖的基礎上，進行物料衡算和熱量衡算，用圖形與表格相結合的形式反應衡算結果的圖樣。物料流程圖為審查提供資料，為實際生產操作提供參考，為進一步設計提供依據。

物料流程圖主要是用來描述界區內主要工藝物料的種類、流向、流量以及主要設備的特性數據等。具體應包括以下幾個方面。

（1）設備

用示意圖表示生產過程中所使用的機器、設備，不必精確；常采用標準規定的設備表示方法簡化繪制，有的設備甚至簡化為符號形式；設備的大小不要求嚴格按比例繪制，但外形輪廓應盡量做到按相對比例繪出。用文字、字母、數字標注出設備的名稱和位號。

（2）工藝流程

用工藝流程線及文字定性地表達物料由原料到成品或半成品的工藝流程。

（3）主要設備特性數據或參數

在設備位號及名稱下方應加注設備特性數據或參數，譬如換熱器設備的換熱面積，塔設備的直徑、高度，儲罐的容積，機器的型號等。

（4）物料表

物料表是工藝物料流程圖中最關鍵的部分，也是人們讀圖時最為關心的內容。在流程的起始處以及使物料產生變化的設備后，都應列表注明。物料表包括物料的名稱、質量流量、摩爾流量和摩爾分數等參數及各項的總和，實際書寫項目依具體情況而定。物料在流程中的一些工藝參數（如溫度、壓力等）可在流程線旁邊標注寫出。表格線和指引線都用細實線繪制。物料表的格式見表2-11。

通常，熱量衡算結果也表示在相應的設備附近。

圖2-11是工藝物料流程圖的一個實例。

2.1.5　帶控制點的工藝流程圖

帶控制點的工藝流程圖一般分為初步設計階段的帶控制點工藝流程圖和施工設計階段帶控制點的工藝流程圖，而施工設計階段帶控制點的工藝流程圖也稱管道及儀表流程圖。帶控制點的工藝流程圖是在方案流程圖的基礎上繪制的內容較為詳盡的一種工藝流程圖，一般以某工段或工序為單元繪制，也可以某車間為單元繪制。

帶控制點的工藝流程圖反映工藝生產全部過程，由物料流程、控制點和圖例三部分組成。它是由工藝專業人員和自控專業人員合作進行繪制的。流程圖應表示出全部工藝設備、工藝物料管線、輔助管線、閥門、管件以及工藝參數（溫度、壓力、流量、液位、物料組成、濃度等）的測量點，并表示出自動控制的方案。

通過帶控制點的工藝流程圖，可以比較清楚地了解設計的全貌。因此，它是設備布置圖和管道布置圖的設計依據，也是施工安裝、生產操作時的參考資料。

（1）圖樣內容

①圖形　將各設備的簡單形狀展開在同一平面上，再配以連接的主輔管線及管件、閥門、儀表控制點的符號。

②標注　標注寫出設備位號及名稱、管段編號、控制點代號、必要的尺寸、數據等。

③圖例　代號、符號及其他標注的說明，有時還有設備位號索引等。

④標題欄　注寫圖名、圖號、設計階段等。

（2）圖的繪制范圍

工藝流程圖必須反映全部工藝物料和產品所進過的設備。

①應全部反映出主要物料管路，并表達出進、出裝置界區的流向。

②冷卻水、冷凍鹽水、工藝用的壓縮空氣、蒸汽（不包括副產品蒸汽）及蒸汽冷凝系統等的整套設備和管線不在圖內表示，僅示意工藝設備使用點的進、出位置。

③標注有助于用戶確認及上級或有關領導審批用的一些工藝數據（譬如溫度、壓力、物流的質量流量或體積流量、密度、換熱量等）。

④圖上必要的說明和標注，并按圖簽規定簽署。

⑤必須標注工藝設備、工藝物流線上的主要控制點及調節閥等，這里指的控制點包括被測變量的儀表功能（如調解、記錄、指示、聯鎖、報警、分析、檢測等）。

（3）圖的繪制步驟

①根據圖面設計確定的設備圖例大小、位置，以及相互之間的距離，采用細點劃線按照生產流程的順序，從左至右橫向標示出各設備的中心位置。

②用細實線按照流程順序和標準圖例畫出主要設備的圖例及必要內構件。

③用細實線按照流程和標準圖例畫出其他相關輔助、附屬設備的圖例。

④先用細實線按照流程順序和物料種類，逐一分類畫出各主要物流線，并給出流向。

⑤用細實線按照流程順序和標準圖例畫出相應的控制閥門、重要管件、流量計和其他檢測儀表，以及相應的自動控制用的信號連接線。

⑥對照流程草圖和已初步完成的流程圖圖面，按照流程順序檢查，看是否有漏畫、錯畫情況，并進行適當的修改與補畫。尤其是從框圖開始繪制流程圖，必須注意補全實際生產過程所需要的泵、風機、分離器等輔助設備與裝置，以及其他必需的控制閥門、重要管件、計量裝置和檢測儀表等。工藝流程圖繪制完成后，應反復檢查，直至滿意為止。

⑦按標準將物流線改畫成粗實現，并給出表示流向的標準箭頭。

⑧標注設備位號、管道號和檢測儀表的代號與符號，以及其他需要標注的文字。

⑨給出集中圖例與代號、符號說明。

⑩按標準繪制標題欄，并給出相應的文字說明。

（4）圖的繪制比例

繪制流程圖不按比例繪制，一般設備（機器）圖例只取相對比例。允許實際尺寸過大的設備（機器）比例適當縮小，實際尺寸過小的設備（機器）比例可以適當放大。因此，在標題欄中的“比例”一欄，不予注明。流程圖中可以相對示意出各設備位置的高低。整個圖面要協調、美觀。

（5）圖幅與圖框

①圖紙幅面尺寸　根據GB/T 14689—2008的規定，繪制技術圖樣時優先采用表2-12所規定的基本幅面。必要時，也允許選用符合規定的加長幅面，這些幅面是由基本幅面的短邊成整倍數增加后得出，見表2-13。

②圖框格式　在圖紙上必須用粗實線畫出圖框，其格式分為不留裝訂邊和留有裝訂邊兩種，但同一產品只能采用同一種格式。不留裝訂邊的圖紙，其圖框格式如圖2-12所示，尺寸按表2-14的規定。

留有裝訂邊的圖紙，其圖框格式如圖2-13所示，尺寸按表2-14的規定。

加長幅面的圖框尺寸，按所選用的基本幅面大一號的圖框尺寸確定。例如A2×3的圖框尺寸，按A1的圖框尺寸確定，即e為20mm（或c為10mm），而A3×4的圖框尺寸，按A2的圖框尺寸確定，即e為10mm（或c為10mm）。

（6）標題欄及明細欄

每張技術圖紙上都必須畫出標題欄。標題欄的格式和尺寸按GB/T 10609.1—2008的規定。標題欄的位置一般位于圖紙的右下角，看圖的方向與看標題欄的方向一致，如圖2-14所示。常用標題欄一般由更改區、簽字區、其他區、名稱及代號區組成。標題欄的作用是表明圖名、設計單位、設計人、制圖人、審核人等的姓名，繪圖比例和圖號等。標題欄也可按實際需要增加或減少。學生學習階段做練習，建議采用標題欄的簡化格式，如圖2-15所示。

裝配圖中一般應有明細欄，一般配置在裝配圖中標題欄的上方，按由下而上的順序填寫，其格數應根據需要而定，格式按GB/T 10609.2—2009的規定，如圖2-16所示。當由下而上延伸位置不夠時可緊靠在標題欄的左邊自下而上延續；當裝配圖中不能在標題欄的上方配置明細欄時，可作為裝配圖的續頁按A4幅面單獨給出，其順序應是由上而下延伸，還可連續加頁，但應在明細欄的下方配置標題欄并在標題欄中填寫與裝配圖相一致的名稱和代號。

（7）字體

在圖樣中除了表示物體形狀的圖形外，還必須用文字、數字和字母表示物體的大小及技術要求等內容。圖樣中書寫的字體必須做到：字體端正、筆畫清楚、排列整齊、間隔均勻。字體盡可能用長仿宋或者寫成正楷字，并要以我國正式公布推廣的《漢字簡化方案》中規定的簡化字為標準，不準任意簡化、杜撰。字號（包含外文字母）參照表2-15，其中外文字母必須全部大寫，不得書寫草體。

圖2-17是帶控制點的工藝流程圖的一個實例。

2.1.6　管道儀表流程圖

管道儀表流程圖是施工設計階段帶控制點的工藝流程圖，它反映的是工藝流程設計、設備設計、管道布置設計、自控儀表設計的綜合成果。

管道儀表流程圖要求畫出全部設備，全部工藝物料管線和輔助管線，還包括在工藝流程設計時考慮為開車、停車、事故、維修、取樣、備用、再生所設置的管線以及全部的閥門、管件。并要詳細標注所有的測量、調節可控制器的安裝位置和功能代號，因此，它是指導管路安裝、維修、運行的主要檔案性資料。

課程設計不要求繪制管道儀表流程圖，此處不再贅述。