第二篇PI图设计(最终稿安验收)060519.doc

第 1 页 共 31 页1第二篇 海上油气田工艺设计第七章 P&I 图设计第一节 一般要求一、P&I 图的定义P&I 图，英文全称为 PIPING & INSTRUMENT DIAGRAM(P&ID)， 即工艺管线和仪表图海上油气田开发工程项目在进入到基本设计阶段，工艺专业设计人员要在项目前一阶段所设计的工艺系统流程图(PFD – PROCESS FLOW DIAGRAM)和公用系统流程图(UFD – UTILITY FLOW DIAGRAM)的基础上进行P&I 图的设计P&I 图不仅要表达平台工艺或公用系统的流程，还要按正常生产、开工、停产等工艺要求表示出所有的设备、管线、阀门和仪表及控制系统的状态，它是工艺专业和相关专业之间数据和信息传递的载体，是基本设计阶段工艺专业的主要文件，也是工艺及公用系统设备采办、建造、安装、调试及投产的指导性文件，是仪表等其它专业开展具体工作的基础P&I 图的设计由工艺专业人员来完成，但在设计过程中需要与仪表专业人员进行沟通 二、一般要求对 P&I 图中所表达内容的一般要求如下:1．所有设备及设备的名称和标识、操作和设计条件、处理能力、尺寸或容积、热/电负荷及功率等。

2．所有管线及管线的标识、介质流向、保温伴热、压力等级和界面划分等3．所有阀门（包括手动阀、仪表控制阀、安全阀、自动关断和放空阀）及阀门的标识、尺寸、开/关状态等；管件及代号等4．所有仪表及仪表的标识（包括就地控制盘） 、控制回路和数据采集链路等的信号关系、控制和关断的设定点和报警点的上下限等三、P&I 图图例P&I 图图例(P&ID LEGEND)是对 P&I 图中所表示的所有设备、管线、阀门及仪表等的图形符号和文字(英文字母和数字) 代号以及编号方式等的统一规定，它作为图形文件列于 P&I 图图纸中，也可作为项目的统一规定列于项目的总规格书中，是 P&I 图的设计规定和设计基础在 P&I 图设计之前，首先要进行 P&I 图图例的设计，P&I 图图例又在 P&I 图的设计过程中不断加以完善目前，国内海洋石油工程 P&I 图设计中使用的图例按照国家经贸委于 2002 年 5 月 28 日发布的“海洋石油工程制图规范(SY/T 10028-2002)”中的有关规定执行如果“海洋石油工程制图规范(SY/T 10028-2002)”中的图例用于具体项目的 P&I 图设计有不够用或不够具体的情况出现时，可根据项目的需要，在具体项目的 P&I 图图例设计中对图例作相应的补充和说明。

P&I 图图例主要包括以下内容:1．管线图例、管线输送介质及使用代号、管线标识2．设备图例、设备代号、设备标识3．阀门及管件图例、阀门标识4．仪表图例、仪表标识、仪表的字母代号、仪表管线安装详图5．系统代号及配管规格说明下面着重举例说明 P&I 图中的设备、管线、仪表及阀门的标识：第 2 页 共 31 页21．设备标识× × × - × × - × × ×× ×/× 设备序号及后缀系统代号设备代号单体(或平台)代号举例: CEP – P – 20 10A/B 10 号泵两台原油处理系统泵中心平台注:关于系统代号的选择，请参照 “海洋石油工程制图规范(SY/T 10028-2002)”第 132 页“表 B.1 系统代号”中的规定执行2．管线标识× – ×× – ×× ×× – ×× – ×× 保温形式管线级别代号管线序号系统代号管线介质(或使用)代号管线尺寸举例：1） 4” – CR – 10 01 – B1 – HT保温加电伴热 管线级别代号管线序号井口原油(介质代号)公称直径 4” 2) 2” – DC – 35 01 – A1 – H 保温管线级别代号第 3 页 共 31 页3管线序号闭式排放闭式排放(管线使用代号)公称直径 2”注：管线级别代号在 SY/T 10028-2002 中未作规定，不同项目的 P&I 图图例中有不同的规定，它在 P&I 图图例中的配管规格说明（Piping Specification）一栏中可以查到，它包含的内容有：管线的压力等级、材质、腐蚀余量以及使用介质或场所，有关更详细的内容要参见项目的配管技术规格书。

以上介绍了管线标识的一般规定，在 P&I 图的具体设计中，管线标识的关键在于系统号的选择由于平台各系统既独立又互相关联，根据管线介质的流向，对于某系统内部的管线，管线的系统代号应选择本系统的代号，对于系统间的相连管线，为体现前后的逻辑关系，出系统的管线选本系统的系统代号，进系统的管线选上游系统的系统代号例如：从生产分离器到闭式排放系统的 2″闭式排放管线，管线标识为 2″-DC-20XX-XX-XX ,其中的系统代号 20 为生产分离器所在的原油处理系统代号，只要看系统代号就知道这条闭排管线来自原油处理系统；闭式排放管汇属闭排系统内部管线，应按闭式排放系统号来编；闭排泵出口 2″管线的管线编号为 2″-DC-35XX-XX-XX ，其中的系统代号 35 为闭排系统的系统代号3．仪表标识仪表标识使用的英文字母代号均按美国仪表协会标准 ISAS5.1 执行例如 PI 表示压力指示计，SDV 表示紧急关断阀在 P&I 图中仪表编码写在仪表图例圆圈内，分上下二行，上行为英文字母，下行为数字表示的系统号和顺序号及后缀例如: PI1001 表示系统代号为 10（井口）的、顺序号为 01 的压力指示计。

注：关于仪表标识中使用的英文字母代号，详见“海洋石油工程制图规范(SY/T 10028-2002)”第 127 页的“表 A.3 仪表标识符号 ”，这里不再举例说明4．阀门标识× × ×× × × 说明端面连接形式管线级别代号阀门类型阀门（以字母 V 表示）举例：V B A1 R F 通径(注 1)凸面法兰（注 2）管线级别代号为 A1球阀（注 3）阀门注 1：F - 通径；R - 缩径注 2: F - 平面；R -凸面；J – 梯形槽面（RTJ 法兰） ；S –螺纹连接面；Z–承插焊连接面第 4 页 共 31 页4注 3：G- 闸阀；B – 球阀；L – 球芯阀；C – 止回阀；N – 针型阀；F – 蝶阀四、P&I 图的基本要素及确定原则1. 设计压力和设计温度平台工艺或公用系统(以下简称系统，它包括管线和与其相连的设备、阀门和法兰等) 的设计压力是指设计温度下的最大允许工作压力；设计温度是指正常或紧急操作条件下可能出现的最高温度和最低温度范围系统的设计压力和设计温度通常按以下原则确定：1）设计压力（1）当系统最高操作压力小于等于 3500kPaG 时，设计压力为最高操作压力加上 350kPa。

2）当系统最高操作压力大于 3500kPaG，小于 7000kPaG 时，设计压力为最高操作压力的 1.1 倍3）当系统最高操作压力大于等于 7000kPaG 时，设计压力为最高操作压力的 1.085 倍，但设计压力不应大于最高操作压力以上 700kPa4）对于泵出口连接的设备，设计压力等于正常的泵吸入口操作压力加 1.25 倍泵在设计流量下的扬程或泵吸入口压力容器的设计压力加正常流量下泵的扬程，取较大者5）井口出油管线的设计压力应等于或大于关井压力；管汇的设计压力可等于或低于关井压力，但后者应有安全阀保护6）连接常压设备的管线最低设计压力不能低于 150 lb 的压力温度级别2）设计温度（1）操作温度高于 15℃的情况下，设计温度的上限应不低于最大操作温度以上 30℃；设计温度的下限应等于或低于环境温度2）操作温度在 15℃ ~ -30℃之间的情况下，设计温度的上限应为 50℃；设计温度的下限应低于最低操作温度至少 5℃或等于环境温度，取较低者3）操作温度在-30℃以下时，设计温度的下限应等于或低于最低操作温度2．压力-温度等级系统内管线的设计压力和温度条件应当与系统内与管线相连接的设备、阀门以及法兰等管件的设计压力和温度条件相一致或匹配，平台工艺系统的设计条件通常用阀门和法兰的压力-温度等级来表示。

按国际通用标准（ANSI B 31.3 和 ANSI B16.5） ，阀门和法兰常用的压力- 温度等级分为ANSI150lb、ANSI300lb、ANSI600lb 、ANSI900lb 、ANSI1500lb 和 ANSI2500lb 六个等级，每个压力- 温度等级都是根据不同的材料在某一温度下（或设计温度条件下）的最大允许工作压力确定的在 P&I 图中，系统的设计压力- 温度等级一般通过管线或管线和阀门的标识来识别，在管线和阀门的标识中，代表压力- 温度等级的字母通常以 A 表示 ANSI150lb；B 表示 ANSI300lb；D 表示 ANSI600lb；E 表示 ANSI900lb；F 表示 ANSI1500lb；G 表示ANSI2500lb对于碳钢材料，ANSI150lb 级的阀门和法兰在设计温度-30℃~38℃的范围内，最大允许工作压力为 19barg，在 100℃ 时的最大允许工作压力为 16.3barg对于不同成分的合金钢和不锈钢的阀门和法兰，与碳钢材料相比，在相同的磅级和温度下，最大允许工作压力低于碳钢的阀门和法兰对于一定材料和一定磅级的阀门和法兰，其最大允许工作压力随使用温度的变化而变化，温度越高，最大允许工作压力越低。

表 2-7-1 列出了碳钢材料的阀门和法兰各压力- 温度等级和对应的温度及最大允许工作压力，供参考表 2-7-1 碳钢材料的阀门和法兰压力 -温度等级压力等级 lb 150 300 600 900 1500 2500温度℃ 最大允许工作压力（barg）第 5 页 共 31 页5-30 ~ 38 19.0 49.6 99.2 149.0 248.3 413.850 18.3 49.4 98.5 148.4 246.7 411.375 17.3 48.7 97.4 146.3 243.5 406.1100 16.3 48.0 96.0 144.5 240.2 400.6125 15.4 47.5 94.9 142.6 237.8 396.2150 14.5 46.8 94.0 141.3 235.0 392.0175 13.5 46.5 93.1 140.0 233.1 388.4200 12.6 46.0 91.9 138.5 230.6 383.8225 11.7 45.1 90.4 135.9 226.0 377.1250 10.7 43.7 87.8 131.7 219.2 366.0275 10.0 41.8 83.5 125.5 209.3 349.1300 9.4 39.6 79.0 119.0 198.1 330.6325 8.7 37.4 74.5 112.0 186.8 310.9350 8.1 34.8 69.3 104.9 174.4 290.0375 7.5 32.1 63.8 96.6 158.0 267.7400 6.9 29.1 58.2 87.8 145.8 243.6425 6.4 25.5 51.0 77.3 128.2 212.5450 5.8 21.4 42.7 64.6 107.6 178.2475 5.1 16.8 33.4 50.7 84.2 140.3500 4.0 12.4 24.6 37.2 61.7 103.3525 3.4 8.1 16.0 24.1 40.3 67.2540 2.6 5.5 11.0 16.5 28.2 45.9举例：如果已知系统的设计温度为 75℃，设计压力为 3000kPag。

那么，管线的设计压力等级应选用 300lb等级3．压力等级划分平台上部设施由不同的系统组成，这些系统之间互相关联，但操作压力不可能完全相同，因而系统的设计压力有所不同；即使在。