化工礦山選礦廠設計中流程圖的變化

孫媛媛，梁志成

中藍連海設計研究院， 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。隨著國家對農業生產發展的重視，磷、鉀作為制取磷肥、鉀肥的主要基礎原料，需求量也越來越多。因此磷礦、鉀鹽設計工作越來越重要，在設計工作中需要與時俱進， 及時更新相關資料并優化設計軟件。

從過去七、八十年代到現在，化工礦山選礦設計已經進入了一個新的、現代化的發展時期。近幾年我院相繼完成了一系列的大中型及特大型的磷礦、鉀鹽的國內外選礦廠設計，現就選礦設計中流程圖的變化趨勢淺談一些看法。

1 設備形象聯系圖

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

圖1 設備形象聯系圖示意圖

由圖1 可以看出設備形象聯系圖畫法比較簡單，重點表示各設備之間的聯系及工藝流程走向。在七、八十年代，國內經濟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，設備形象聯系圖基本上能夠滿足設計需要。但是隨著科學的進步，自動化程度越來越高，設備形象聯系圖也在逐漸改進，因此設備形象聯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）在化工工藝設計中一直采用，但是在化工礦山選礦設計中是近幾年才開始采用。近幾年設計的國內外化工礦山選礦項目大多為礦肥結合項目，設計統一規定要求選礦工藝設計應參照化工標準規范執行，特別是國外項目，業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。國內新建設的選礦廠自動化程度也逐步提高，工藝設備形象聯系圖已不能滿足選礦廠自動控制的設計要求，不能清楚反映選礦廠自動控制的各種關系，操作人員很難通過工藝設備形象聯系圖了解選礦廠操作。在化工礦山選礦設計中， P&ID 圖已逐步代替了設備形象聯系圖。

P&ID 圖是把選礦工藝流程及所需的全部設備、機器、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。

相比較設備形象聯系圖，P&ID 圖中所包含的內容更多，具有更強的直觀性。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 圖是設計和施工的重要依據，也是開、停車、操作運行、事故處理及維修檢修的指南。同時P&ID 圖也是工廠設計、施工、運行、維護、改造直至最終拆除解體的重要依據，是工程設計工作提交的最重要的設計文檔之一。

3 SmartPlant P&ID

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

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

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

2）提高繪圖質量，保證數據的一致性。在最初設計時，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其他的錯誤，所謂的“智能”PID 就可以體現它的優越性，能夠自我檢查相連接的設備或管道的屬性是否一致，當輸入的屬性不一致時，圖中就會警告提示，設計人員就可以針對提示逐一修改；

3）便于數據復用，提高數據移交質量。SmartPlant P&ID系統支持異地協同設計。現在的項目幾乎都是由很多分包商共同設計，在項目結束時，所有分包商的PID 數據可以統一的合并到中心服務器，簡化數據的移交過程，提高P&ID 圖的一致性。

P&ID 圖是選礦廠設計的最基本資料，我們不能僅僅為了畫圖的方便，更重要的是因為P&ID 圖與眾多專業發生著聯系，并且隨著與國際社會的逐步接軌，我們的設計也應與時俱進，不能僅僅滿足國內設計的需要，應該改變觀念，放眼未來，引用更先進的設計系統來完善改進P&ID 圖的設計。從而提高設計效率和質量，增進工程公司的效益。

[1]張瑞琪，駱廣海. 智能PID設計系統在工程設計的應用. 石油化工設計，2004，21(4)：16-20.

[2]杜宏閣.工藝及儀表管道流程圖設計軟件SP PID在石化工程項目中的應用.煉油技術與工程，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.