P&ID و PFD برای مهندسان کنترل و ابزاردقیق – بخش دوم: اختصارات فرآیندی

نقشه خوانی در P&ID و PFD

اختصارات فرآیندی (Legend)

چنان چه در مدل 1-1 (Model-1-1) مشاهده خواهید کرد، نام یا شرح تمامی پارامترهایی که در فرآیندها مورد استفاده قرار می گیرد؛ در لیستی به همراه حروف اختصاری که به آن ها اختصاص داده، شده قرار می گیرد دانستن این نکات در نقشه خوانی مدارک P&ID و PFD مهم می باشد :

 

اختصارات مهم ترین پارامترها

جدول 1: شماره گذاری واحدها (Unit Identification Number)

به هر یک از واحدها، شماره ای اختصاص داده شده است (1-Model-3). به طور مثال، شماره 21 شماره برای واحد تولید بخار با اختصار “STM/PWGS” ،”PWGS” نیز برای “Power Generation Station” به کار می رود. شماره 222 هم واحد (پکیج) آب آتش نشانی با اختصار “FWP” را تعریف می کند:

 

 

جدول 2: ارتباط سیال و ابزاردقیق

اختصارات سیالات گوناگون که در فرآیندها جریان دارند را نشان می دهد (Model-4). این جدول در داخل خود به بخش های A-K تقسیم شده است. استفاده از این اختصارات در P&ID از این جهت برای مهندس کنترل مهم است که مشخص می کند کدام سیال با کدام ابزاردقیق در ارتباط است:

 

 

شاید نام سیال به صورت مستقیم در کنار ابزاردقیق، درج نشده باشد اما اگر خطوط  منتهی به ابزاردقیق را دنبال کنیم، سیال مورد نظر را می یابیم، به عنوان نمونه (Model-5) را مشاهده کنید:

 

 

PDI-001H روی دو خط لوله (ورودی – خروجی) کولر نصب شده است. اگر به شارژ خطوط توجه کنیم، 20”- SWS-22 و 20”-SWR-22 نشان می دهد، لوله 20” حاوی SWS و SWR است (برای واحد 22).

حالا با مراجعه به جدول اختصارات:

SWS: Sea Water Supply

SWR: Sea Water Return

خواهد بود. در مبحث های بعد به توضیح مشخصات فیزیکی – شیمیایی این دو جریان، پرداخته خواهد شد.

 

جدول 3: تجهیزات مکانیکی و لوله کشی واحدها

اختصارات و علامات مربوط به تجهیزات مکانیکی و لوله کشی واحدها را نشان می دهد (Model-7):

 

شکل (1-7) طراحی رنگ آمیزی، عایق کاری و ردیابی حرارتی لوله ها

 

مهندس کنترل از این اختصارات برای آدرس دهی ابزاردقیق و یا گاهی اوقات، سیگنال های کنترلی استفاده می کند.

به صورت نمونه، برای بیان مکان یک level Transmitter، به تگ Equipment اشاره می شود. در Tag (تگ) از علامت اختصار استفاده شده که ماهیت آن تجهیز را نشان می دهد، یعنی:

 

 

 

در جدول بالا به تگ تجهیز توجه کنید H – 22005 F، که حرف H در ابتدای این تگ نشان می دهد که این تجهیز یک Heater است و ابزاردقیق ترانسمیتر بر روی یک هیتر نصب شده است.

 

جدول 4: اختصارات لوله کشی (Piping Abbreviations)

اختصارات لوله کشی است یعنی از این اختصارات، در نقشه های Hook up استفاده خواهد شد، مانند RF (Raised Face):

 

شکل (2). جدول اختصارات لوله کشی در Legend

 

جدول 5: طبقه بندی شیرها (Valve Category Symbol)

این جدول (Model-8) برای مهندسان کنترل از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. زیرا شیرهای کنترلی و شیرهای قطع و وصل، یکی از شاخه های مهم ابزاردقیق و کنترل است. هم چنین برای بیش تر ابزاردقیق های استفاده شده در فرآیندها باید انواع شیرآلات جهت قطع و وصل ابزار و یا نصب و ایزولاسیون آن ها به کار برده شود:

 

 

در مباحث بعدی از مطالعه P&ID، این جداول و اختصارات آن ها بسیار مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

 

جدول 6: عایق کاری تجهیزات (Insulation)

این جدول برای پروژه های بزرگ با تنوع زیاد، کاربرد دارد. بعضی از تجهیزات رنگ می شوند (ضخامت های خاص و محاسبه شده و رنگ های گوناگون ولی استاندارد). بعضی از تجهیزات، عایق کاری (Insulation) جهت گرم نشدن دارند (Cold Insulation)، بعضی دیگر عایق کاری جهت خنک نشدن دارند (Hot Insulation) و حتی تجهیزاتی وجود دارند که توسط الکتریسیته از یخ زدگی آن جلوگیری می کنیم (Electric Traced).

به هر حال برای فرآیندهایی که تعداد اجزاء آن کم است، لازم به تشکیل چنین جدول و علائمی نیست و موارد به روش توصیفی اجرا خواهند شد.

 

 

جدول 7:  کدهای اتصالات و انواع لوله  (Pipe Class Cod)

این جدول شامل کدهایی برای اتصالات و انواع لوله می باشد.

اگر یک ابزاردقیق را انتخاب کنیم، چند نکته اصلی وجود خواهد داشت:

1. مکان مناسب نصب
2. مشخصات لوله هایی که روی آن نصب می شود
3. کلاس لوله (کلاس لوله، جنس لوله را نیز نشان می دهد)
4. کلاس اتصالات

 

شکل (3). کدهای اتصالات و انواع لوله در Legend

مثال:

G = Class 900 → 24 L

این لوله، کربن استیل و پوشش اپوکسی تزریقی داخلی (داخل لوله) است (در مورد روکش این لوله باید کلاس Insulation بررسی شود).

بنابراین کدی مانند D42، نشان می دهد که اتصالات لوله کشی با کلاس فشار – دما 300 و از جنس SS316L می باشد. این کدها تنوع زیادی در فرآیندهای گوناگون دارند و تنها تعداد محدودی جهت نمونه و یادگیری، در این جدول آورده شده است. کدهای لوله کشی برای کارخانه های دارویی – تزریقی کاملا متفاوت است. هم چنین کدهای لوله کشی کارخانه های شیمیایی (سمی – اسیدی) نیز با گروه های بالا تفاوت قابل ملاحظه ای دارند.

 

جدول 8: سایر اختصارات (Miscellaneous Index)

در این جدول (1-Model-8)، کلیه اختصارات که طبقه بندی ندارند و بعضا بسیار پرکاربرد نیز هستند؛ جمع آوری شده است. گاهی بعضی از اختصارات برای سهولت کار از جداول دیگر که در این بخش نیز قرار گرفته است؛ هم چون LLL به معنی Low Liquid Level، علامت LL در جدول اختصارت کنترلی، معنی خاصی دارد و نماد کلمه Low Low می باشد. ولی اگر علامت، روی علائم کنترلی قرار نگرفته باشد، معنی Low Liquid پیدا می کند که معنی آن سطح پایین مایع است. در مبحث علائم و اختصارات کنترلی، این مطلب به صورت کامل، توضیح داده خواهد شد.

یک بار مرور اجمالی این اختصارات، خالی از فایده نیست. علائم مهمی چون:

• M: منهول، فلنج و یا دریچه بزرگی که اندازه آن مناسب عبور یک سیال مشخص است.
• RO: اورفیس محدود کننده جریان (چه از لحاظ فشار و چه از لحاظ میزان جریان {فلو})
• RS: Set Point از راه دور
• NNF: به طور عادی فاقد جریان
• VG: زیرزمینی (دفنی)
• SD: Shut Down خاموش کردن
• ESD: خاموش کردن اضطراری
• AMB: محیطی (مربوط به شرایط محیطی است)

و …

 

 

جدول 9:  تجهیزات نازل ها (Nozzles Process Equipment)

این جدول (Model-9)، اختصار نازل ها و یا اتصالات تعبیه شده بر روی یک تجهیز (مخزن، مبدل، کمپرسور و …) را بیان می کند.

اگر شیر و مجرایی، روی مخزن علامت S داشت به این معنی است که این مجرا جهت نمونه گیری تعبیه شده است، به همین دلیل از اصول لوله کشی و تجهیزات نمونه گیری (Sampling) که در Spec. مربوطه تشریح شده است، تبعیت می کند.

 

 

برای مرور این اختصارات به (Model 9-1) توجه کنید. این مدل، یک مخزن ذخیره و سمت راست تصویر یک پمپ عمودی با کوپلینگ را نشان می دهد.

1. در بخش اول، مخزن ذخیره از بخش بالا و در جهت عقربه های ساعت توضیح داده می شود:

در بالای مخزن، یک ونت (V) سایز 10” تعبیه شده است. A، نازل خطوط برگشتی مانند Relief است. عدد شماره 2، این نازل را نشان می دهد. نازل E در جدول اختصارات، نشان دهنده نداشتن خصوصیت خاص است و مربوط به سرریز یا (Over Flow) می باشد. در امتداد این نازل با علامت OPD (Open Drain)، مسیر قطع خواهد شد.

نازل LI، مربوط به ابزار دقیق Level است. B علامت Outlet است. پس این نازل جریان را برای استفاده نشان می دهد. اگر B شماره داشت، به این معنی است که خروجی مخزن متعدد است.D علامت تخلیه (Drain) است که تقریبا در کف مخزن قرار دارد. مخازن خیلی بزرگ دارای 2 تا 4 نازل درین می باشند.

M به معنی منهول (دریچه ورود و خروج انسان) که برای این مخزن، دارای 2 مهنول در پایین و سقف مخزن می باشد. A₁  بیانگر ورودی به مخزن می باشد. علامت اختصاری به کار برده شده، مطابق جدول 9 در P&ID درج شده اند.

 

2. در بخش دوم، پمپ عمودی با کوپلینگ توضیح داده می شود:

 در ساکشن پمپ، یک شاخه “ یا علامت D (درین) و N.C (Normally Closed) به این معنی که شاخه ای به سایز “ جهت تخلیه لوله و به طور معمول بسته خواهد شد؛ وجود دارد.

شیر بالای این شاخه دارای علامت CSO به معنی (Closure Sealed) است. این شیرها (CSO و CSC) شیرهایی هستند که به لحاظ امنیتی باز یا بسته مانده و وسیله ای جهت قفل کردن ویل (Weel) آن، روی شیر وجود دارد. سپس راهبرهای فرآیند، این قفل را مهر و موم (Seal) می کنند تا هیچ کس تصور بسته یا باز کردن آن ها را نداشته باشد.

 

 

مثال: نمونه 9، پمپ آتش نشانی است. بنابراین پمپ، در حالت اضطرار به صورت اتوماتیک کار خواهد کرد، و یا حتی به صورت دوره ای و در زمان تنظیم شده ای (مثلا 10 دقیقه)، پمپ ها کار می کنند تا از کارایی بهینه آن ها اطمینان حاصل شود.

 

– تمام شیرهای خروجی از سکوهای گاز در خلیج فارس: CSO

– شیرهای آب خنک کن رأکتورهای شکست گازهای سنگین: CSO

– شیر ورودی BFD (Boiler Feed Water): CSO

– شیر تخلیه مخازن نفتی و یا مشتقات نفت: CSC

– شیر تخلیه جمع آوری سرریزهای مشتقات نفتی روی سکو در دریا: CSC

– شیر اضطراری روی مخزن تقلیل فشار بخار – برگشتی از برج مولکولی متان: CSC

در بالا نمونه هایی از شیرهای CSO و CSC نام برده شد تا بتوان تصوری از تنوع کارکرد آن ها پیدا کرد.

 

جدول 10: اختصارات الکتریکی (Electrical Abbreviations)

این جدول (Model-10)، اختصاراتی را بیان می کند که در نقشه های الکتریکی به کار می روند. شاید گمان شود که نقشه های الکتریکی ارتباطی به P&ID ندارد ولی این طور نیست.

گاهی تابلوهای محلی (Local) که توسط سازنده تجهیز از بقیه تجهیزات الکتریکی مجزا شده است، در P&ID نمایش داده می شود.

استفاده دیگر این اختصارات در منطق کنترل می باشد که در مباحث بعدی به آنها پرداخته می شود. چنان چه گفته شد، بخشی قابل ملاحظه P&ID به ابزاردقیق و ارتباطات کنترلی تمامی تجهیزات می پردازد.

در واقع هیچ تجهیزی در P&ID نیست که مشخصات کنترلی آن نمایش داده نشود.

 

بیشتر بخوانید: پلان جانمایی تصفیه خانه فاضلاب و تاسیسات برقی آن

نام گذاری تجهیزات (تگ: Tag)

در این مرحله به نام گذاری ها (تگ) اشاره می کنیم. هر تجهیز در واحد، دارای یک کد، نام یا تگ است که جهت آدرس دهی استفاده می شود. تجهیزات در یک واحد، شامل:

1. خطوط لوله
2. تجهیزات (مکانیکی)
3. ابزاردقیق

می باشد. مواردی در یک واحد فرآیندی وجود دارد که جزء موارد بالا نیست و تجهیزات فرآیندی نامیده می شود و برای نام گذاری (Numbering)، از قائده تجهیزات مکانیکی پیروی می کند. مانند مخزن سیلیکاژل که بر روی مخزن ذخیره اسید سولفوریک تعبیه می شود. و یا محفظه کاتالیزر (نوعی فیلتر) که بر روی خط اگزوز بویلر قرار دارد.

 

َشکل (5) نام گذاری خطوط لوله کشی (Piping Line Numbering)

 

1. خطوط لوله

به علامت زیر توجه کنید. این علامت حتما بر روی خطوط لوله اصلی فرآیند وجود دارد و دما و فشار کارکرد و طراحی را نشان می دهد:

در برخی موارد از یک لوله چندین سیال عبور می کند (به تناوب و یا شرایط فرآیند) در این صورت بیش ترین مقادیر دما و فشار، در نظر گرفته شده و در این نمودار قرار داده خواهد شد. برای جزئیات سیال های مختلف با دبی، فشار و دمای متفاوت می بایست به PDF مراجعه نمود و گاهی شرح فرآیند،6 کمک شایانی در اختیار می گذارد.

D-LL-DD-DDD-LDD-L

کدهای بالا همان طور که در شکل 5 توضیح داده شده است، برای خطوط لوله در واحدهای بزرگ است. سایز لوله و کد سیال برای واحد مشخص از اهمیت کاربردی زیادی برای مهندس کنترل برخوردار است.

 

2. شماره گذاری تجهیزات

کلیه تجهیزات مکانیکی، فرآیندی، برقی و ابزاردقیق ها دارای یک کد (تگ) می باشند که می بایست گویای آدرس دقیقی از نوع و محل تجهیز در فرآیند باشد.

مثال) RD-16321 B کد یک Rupture Disk در واحد 16 در بخش (جزیره) 3 به شماره سریال 21 و موازی با A می باشد. به این معنی که در واحد 6، قسمت 3، RD های متفاوتی موجود است که شماره 21 آن دارای A، B و یا C به طور موازی می باشد.

 

3. شماره گذاری ابزاردقیق

فرض کنید در یک واحد، 6 مخزن تحت فشار به طور موازی (یک مخزن آماده به به کار Stand by) قرار دارد. روی هر مخزن، یک فشارنما (Pressure Gage) نصب شده است. مطابق با شکل 5، شماره هر یک از PG ها به ترتیب PG- 16001 A ، PG- 16001 B ، … و PG- 16001 F خواهد شد. شماره 16001 نمایانگر واحد 16 و شماره سریال ابزاردقیقی 001 می باشد. اتصالات نمونه برداری نیز از همین قاعده پیروی می کند.

SC- 16003 B یعنی این که Sample Connection در واحد 16 با شماره سریال 003 و به موازات A تا (شاید) F نصب خواهد شد.

تجهیزات مکانیکی که شاید مهم ترین اجزاء یک واحد فرآیندی را تشکیل می دهد، علاوه بر شماره گذاری مخصوص، دارای شکل منحصر به فرد در نقشه خواهد بود.

 

شکل (6). نام گذاری تجهیزات مکانیکی واحد فرآیندی

 

به مدل 12 (Model-12) توجه کنید. این نقشه یکKnock Out Drum را به صورت فرآیند استاندارد که توسط شرکت Total ارائه شده است؛ نشان می دهد. این نقشه فاقد هرگونه کد بوده و مسیرهای بالادست و پایین دست نیز درج نشده است. اغلب تجهیزات توسط مشاوران طراحی پایه استاندارد شده و فرآیندهای جنبی جهت کنترل و میزان نمودن فرآیند اصلی به طور مشخص ارائه می گردد. از جمله استانداردهای مشهور در صنایع نفت Total، Shellو Eni می باشند.

 

 

در مدل 13 (Model-13) یک نقشه P&ID مربوط به KO Drum، به طور تفضیلی آورده شده است. شایان ذکر این که P&ID تکمیل نیست ولی جزئیات تفاوت تفضیلی و استاندارد را نشان می دهد.

مدل مخزن انتخاب شده، ارتفاع از سطح زمین (سطح زیر مخزن) بر اساس تجهیزات منصوب در زیر آن، ارائه شده است. کدگذاری تجهیزات بر اساس شماره واحد و جایگاه فرآیندی انجام شده است. خطوط ارتباطی سیگنالی برای هر یک از ابزاردقیق ارائه می شود.

 

 

نقاط اتصالی واحد به واحد Tie- in Point نامیده می شود. .T.P ها معمولا در 5 گروه طبقه بندی می شوند:

1. Tie- in توسط لوله
2. Tie- in تابلو تقسیم (مربوط به خطوط کابلی ابزاردقیق)
3. Tie- in نازل های روی تجهیزات مکانیکی
4. Tie- in تابلو قدرت مربوط به واحد (کابل ورودی اصلی برق)
5. Tie- in تابلو کنترل (مربوط به خطوط کابلی دیتای کنترلی)

 

شکل (7). نشان TP روی لوله (Tie- in Point)

 

شکل 7 نشان TP روی لوله، که معمولا فلنج است را نشان می دهد. به این معنی که از واحد 45 به 16 وارد شده ایم. چنان چه کد ابزاردقیقی در این نقشه با سریال 16 شروع نشود، یا اشتباه رخ داده است و یا نیاز به توضیح مفصل از طرف مدیر فرآیند دارد. به طوری که گاهی ابزاری از واحد دیگر در یک واحد مشخص نصب می گردد تا مسیر کنترل یا سرویس را کوتاه نماید. مهم ترین قسمت P&ID برای مهندسین کنترل، علائم ابزاردقیق و ارتباطات بین ابزار و موتورها است.

مدل 14 (Model-14) صفحه ای از Legend را نشان می دهد که علائم و اختصارت خاص ابزاردقیق و کنترل را شرح می دهد. علائم و اختصارات از بین استانداردهای قابل قبول مانند IPS، ISA، Total، Shell و یا Progetti گزینش شده است. علائم کنترلی بیش از آن چیزی است که در این صفحه از Legend آورده شده است اما مهندس فرآیند بنا به استفاده خود در واحد یا واحدهای مربوط، علائم مورد نظر را انتخاب کرده است.

 

 

ابزاردقیق (به طور گزینشی) به موارد زیر تقسیم بندی شده اند:

1. عملگرهای شیرهای کنترلی: Control Valve Actuators
2. ابزار تخلیه فشار: Pressure Relieving Devices
3. رگولاتورهای خودعملگر: Self-Actuated Regulator
4. شیرهای سولنوئید: Solenoid Valves
5. ابزار مختلف (فلومتر، چراغ سیگنال، ابزار جریان، اوریفیس و …)
6. نشانه خطوط کنترلی: Instrumentation Line Symbols
7. علائم ارتباط منطقی: Interlock Logic Symbols
8. علائم عملکرد ابزار کنترلی: Function Symbols
9. مشخصه های عملکردی: Function Identification
10. عملگرها در طراحی عملکرد: Functions Designations
11. نشانه ها و اختصارات ابزاردقیق: Instrument Identification

 

برای تعاریف و چگونگی شیرهای کنترلی و تمامی ابزارهای دیگر در عملیات های واحد به بخش بعدی مقاله در سایت مراجعه نمایید که در آن به شرح مختصری از Legend مربوط به بخش کنترلی پرداخته و خواهیم گفت که چگونه اطلاعات ابزاردقیق و ارتباطات آن ها، با موتورها و عملگرها در P&ID آورده شده است.