化工礦山選礦廠設(shè)計中流程圖的變化

孫媛媛，梁志成

中藍(lán)連海設(shè)計研究院， 江蘇連云港 222004

我國的化工礦山資源豐而不富，大部分為中低品位礦或者復(fù)合礦，并且磷礦、鉀礦資源均是不可再生的資源。隨著國家對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重視，磷、鉀作為制取磷肥、鉀肥的主要基礎(chǔ)原料，需求量也越來越多。因此磷礦、鉀鹽設(shè)計工作越來越重要，在設(shè)計工作中需要與時俱進(jìn)， 及時更新相關(guān)資料并優(yōu)化設(shè)計軟件。

從過去七、八十年代到現(xiàn)在，化工礦山選礦設(shè)計已經(jīng)進(jìn)入了一個新的、現(xiàn)代化的發(fā)展時期。近幾年我院相繼完成了一系列的大中型及特大型的磷礦、鉀鹽的國內(nèi)外選礦廠設(shè)計，現(xiàn)就選礦設(shè)計中流程圖的變化趨勢淺談一些看法。

1 設(shè)備形象聯(lián)系圖

93 年頒布的《化工礦山企業(yè)初步設(shè)計、施工圖設(shè)計內(nèi)容和深度的規(guī)定》中明確規(guī)定附圖中必須包含設(shè)備形象聯(lián)系（系統(tǒng)）圖。所謂的設(shè)備形象聯(lián)系圖是指繪出整個選礦工藝中所需的設(shè)備的形象，表示出全廠工藝過程，并表明各作業(yè)之間的連接關(guān)系的圖樣，在圖中需繪出全廠的工藝設(shè)備和輔助設(shè)備等。如圖1 所示。

圖1 設(shè)備形象聯(lián)系圖示意圖

由圖1 可以看出設(shè)備形象聯(lián)系圖畫法比較簡單，重點(diǎn)表示各設(shè)備之間的聯(lián)系及工藝流程走向。在七、八十年代，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平不高但人力資源豐富，所以選礦廠的自動化程度不高，基本上都是人工操作。在這種情況下，設(shè)備形象聯(lián)系圖基本上能夠滿足設(shè)計需要。但是隨著科學(xué)的進(jìn)步，自動化程度越來越高，設(shè)備形象聯(lián)系圖也在逐漸改進(jìn)，因此設(shè)備形象聯(lián)系圖逐步被管道及儀表流程圖（P&ID 圖）所代替。

2 管道及儀表流程圖（P&ID 圖）

管道及儀表流程圖（ 簡稱P&ID 圖，Piping and Instrument Diagram）在化工工藝設(shè)計中一直采用，但是在化工礦山選礦設(shè)計中是近幾年才開始采用。近幾年設(shè)計的國內(nèi)外化工礦山選礦項(xiàng)目大多為礦肥結(jié)合項(xiàng)目，設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定要求選礦工藝設(shè)計應(yīng)參照化工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行，特別是國外項(xiàng)目，業(yè)主要求必須提供管道及儀表流程圖，并且是作為最重要的圖紙之一。國內(nèi)新建設(shè)的選礦廠自動化程度也逐步提高，工藝設(shè)備形象聯(lián)系圖已不能滿足選礦廠自動控制的設(shè)計要求，不能清楚反映選礦廠自動控制的各種關(guān)系，操作人員很難通過工藝設(shè)備形象聯(lián)系圖了解選礦廠操作。在化工礦山選礦設(shè)計中， P&ID 圖已逐步代替了設(shè)備形象聯(lián)系圖。

P&ID 圖是把選礦工藝流程及所需的全部設(shè)備、機(jī)器、管道、閥門及管件和儀表用圖示的方法表示出來，繪制成管道及儀表流程圖。

相比較設(shè)備形象聯(lián)系圖，P&ID 圖中所包含的內(nèi)容更多，具有更強(qiáng)的直觀性。P&ID 圖是對工廠工藝流程和控制操作方案的基本描述，在工廠生命周期中有著重要的意義，P&ID 圖是設(shè)計和施工的重要依據(jù)，也是開、停車、操作運(yùn)行、事故處理及維修檢修的指南。同時P&ID 圖也是工廠設(shè)計、施工、運(yùn)行、維護(hù)、改造直至最終拆除解體的重要依據(jù)，是工程設(shè)計工作提交的最重要的設(shè)計文檔之一。

3 SmartPlant P&ID

SmartPlant P&ID 軟件是Intergraph 公司推出的新一代智能P&ID 設(shè)計系統(tǒng)(以下簡稱“P&ID”系統(tǒng))，在這類設(shè)計系統(tǒng)中與P&ID 相關(guān)的數(shù)據(jù)同時保存在圖面上和數(shù)據(jù)庫中，不僅可以在繪圖環(huán)境中操作這些信息，也可以通過數(shù)據(jù)庫操作或訪問，我們俗稱為“智能P&ID”。它界面清晰美觀、功能強(qiáng)大、接口豐富，基本上代表了業(yè)界的最高水平。我院于2007 年設(shè)計沙特曼阿頓磷礦項(xiàng)目時正式選用該系統(tǒng)作為P&ID 圖設(shè)計平臺，這也是我院首次在大型項(xiàng)目上應(yīng)用該系統(tǒng)。

SmartPlant P&ID 軟件具有的協(xié)同設(shè)計功能大大提高了P&ID 圖的一致性，簡化了P&ID 設(shè)計數(shù)據(jù)的移交工作。形成的P&ID 數(shù)據(jù)庫很好地支持了配管、儀表、估算和試車等下游專業(yè)的工作。從設(shè)計人員角度來看，與我們以往用Autocad 形成的P&ID 圖相比，具有以下特點(diǎn)：

1）圖面清晰美觀，應(yīng)用便捷。利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，圖形符號按目錄管理，圖形符號的屬性在屬性窗口輸入，可以快速查詢數(shù)據(jù)及提取設(shè)備、儀表模塊等形成圖形，不用再翻看眾多的文檔，節(jié)省了設(shè)計人員的繪圖時間；

2）提高繪圖質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)的一致性。在最初設(shè)計時，SmartPlant P&ID 圖上的各種模塊的屬性需要人工輸入，這就可能造成筆誤或者出現(xiàn)其他的錯誤，所謂的“智能”PID 就可以體現(xiàn)它的優(yōu)越性，能夠自我檢查相連接的設(shè)備或管道的屬性是否一致，當(dāng)輸入的屬性不一致時，圖中就會警告提示，設(shè)計人員就可以針對提示逐一修改；

3）便于數(shù)據(jù)復(fù)用，提高數(shù)據(jù)移交質(zhì)量。SmartPlant P&ID系統(tǒng)支持異地協(xié)同設(shè)計。現(xiàn)在的項(xiàng)目幾乎都是由很多分包商共同設(shè)計，在項(xiàng)目結(jié)束時，所有分包商的PID 數(shù)據(jù)可以統(tǒng)一的合并到中心服務(wù)器，簡化數(shù)據(jù)的移交過程，提高P&ID 圖的一致性。

P&ID 圖是選礦廠設(shè)計的最基本資料，我們不能僅僅為了畫圖的方便，更重要的是因?yàn)镻&ID 圖與眾多專業(yè)發(fā)生著聯(lián)系，并且隨著與國際社會的逐步接軌，我們的設(shè)計也應(yīng)與時俱進(jìn)，不能僅僅滿足國內(nèi)設(shè)計的需要，應(yīng)該改變觀念，放眼未來，引用更先進(jìn)的設(shè)計系統(tǒng)來完善改進(jìn)P&ID 圖的設(shè)計。從而提高設(shè)計效率和質(zhì)量，增進(jìn)工程公司的效益。

[1]張瑞琪，駱廣海. 智能PID設(shè)計系統(tǒng)在工程設(shè)計的應(yīng)用. 石油化工設(shè)計，2004，21(4)：16-20.

[2]杜宏閣.工藝及儀表管道流程圖設(shè)計軟件SP PID在石化工程項(xiàng)目中的應(yīng)用.煉油技術(shù)與工程，2006(5)：187.

[3]施展.如何畫好化工工藝流程圖.黑龍江科技信息，2011(29)：50-52.