化工工艺系统设计.
化工工艺系统设计方案
化工工艺系统设计方案化工工艺系统设计方案是对化工生产过程进行规划和设计的重要步骤。
该方案包括工艺流程设计、设备选型、布置设计、控制系统设计等。
下面将详细介绍化工工艺系统设计方案的主要内容。
工艺流程设计是化工工艺系统设计的核心部分。
在该步骤中，首先需要明确生产目标和要求，然后根据原料特性和产品需求，确定适当的反应工艺、分离工艺和处理工艺。
在选择工艺路线时，需要考虑经济性、技术可行性和环境影响等因素。
同时，还需要进行物料平衡和能量平衡计算，以确定原料和能量的需求和产物的产量。
设备选型是化工工艺系统设计的另一个重要环节。
需要根据工艺流程的要求，选择适当的反应器、分离设备和处理设备。
选型时需要考虑设备的工作压力、工作温度、材料耐受性、设备尺寸和能耗等因素。
同时，还需要对设备进行强度计算和模拟仿真，以确保设备的安全可靠性。
布置设计是化工工艺系统设计的关键步骤之一。
在布置设计中，需要考虑设备的相互位置关系、工作区域的合理利用以及人工流动的便利性。
同时，还需要考虑到工艺流程中可能产生的废气、废水和固体废弃物的处理和排放问题。
布置设计还需要考虑设备的维护和检修的方便性，以确保系统的可持续运行。
控制系统设计是化工工艺系统设计中的另一个重要环节。
在控制系统设计中，需要明确控制策略和控制参数，选择合适的控制器和传感器，并建立合理的控制模型。
控制系统的设计需要考虑到工艺参数的实时监测和调节，以确保工艺的稳定性和产品质量的一致性。
总之，化工工艺系统设计方案是化工生产过程中至关重要的一环。
通过合理的工艺流程设计、设备选型、布置设计和控制系统设计，可以实现化工工艺系统的高效运行和符合产品质量要求的生产。
深入了解化工工艺流程设计的思路步骤和方法
深入了解化工工艺流程设计的思路步骤和方法化工工艺流程设计是化工生产中至关重要的环节之一，它涉及到了化工工艺的组织、操作、控制和优化等方面，对于确保化工生产的安全性、高效性和可靠性都起着至关重要的作用。
下面将介绍深入了解化工工艺流程设计的思路、步骤和方法。
一、思路在深入了解化工工艺流程设计之前，我们首先要明确设计思路。
化工工艺流程设计思路主要包括以下几个方面：1.客户需求：从客户、市场和产品需求出发，明确产品的性质、规格、产量等要求。
2.工艺选择：根据产品性质和要求，综合考虑化工工艺技术的现有发展状态、原材料的供应能力、能源和环保要求等因素，确定适用的工艺路线。
3.设备选择：根据工艺路线，选择合适的设备，考虑生产能力、工作条件、运行可靠性等因素。
4.流程优化：在满足客户需求和设备选择的基础上，进行化工工艺流程的优化，提高工艺流程的效率、安全性和经济性。
二、步骤1.调研分析：了解相关产品的市场需求和竞争对手情况，分析目前工艺路线的问题和不足之处。
2.设计目标确定：根据调研分析结果，确定工艺流程设计的目标，包括产品的性能指标和产量要求等。
3.设计参数选择：根据产品性质和设计目标，选择合适的操作参数和工艺参数，如温度、压力、流量等。
4.设计原则确定：按照化工工艺设计的基本原则，如能量平衡、物料平衡、反应平衡、操作安全和环保等，确定工艺流程设计的原则。
5.工艺流程设计：根据设计目标、参数选择和原则确定，进行工艺流程设计，包括反应流程、分离工艺、能量传递和控制系统等。
6.设备选择和布置：根据工艺流程设计，选择合适的设备，并进行合理布置，保证流程的连续性和稳定性。
7.工艺流程模拟和优化：利用模拟软件，对工艺流程进行模拟和优化，找出问题和不足之处，并进行改进。
8.设备选型和采购：根据工艺流程设计和优化结果，确定设备的具体规格和数量，并进行设备选型和采购。
三、方法1.文献调研：查阅相关化工工艺设计的文献资料，了解现有的工艺流程和技术发展的最新进展。
化工工艺过程系统的优化设计与控制
化工工艺过程系统的优化设计与控制随着化工工业的快速发展，化工工艺过程系统的优化设计与控制变得越发重要。
优化设计与控制可以提高化工工艺过程的效率、可靠性和安全性，实现资源的最大利用和环境的最小污染。
本文将从优化设计和控制两个方面进行讨论。
首先，优化设计是化工工艺过程系统成功实施的关键之一。
优化设计的目标是通过调整各种参数和变量，使得化工工艺过程系统能够在给定的约束条件下达到最佳状态。
在优化设计过程中，需要对各个组成部分进行综合考虑，包括原料、反应条件、设备和工艺流程等。
在考虑这些因素时，需要运用数学建模、仿真和优化算法等工具来分析和优化系统。
在化工工艺过程系统的优化设计方面，工程师们需要考虑以下几个方面。
首先是原料的选择和配比。
化工工艺过程的原料选择和配比对产品的质量和产量有着重要影响。
工程师需要评估各种原料的性质和成本，并根据产品的要求对其进行合理配比。
其次是反应条件的控制。
反应条件的控制包括温度、压力、PH值等参数的控制。
合理的反应条件可以提高反应速率、降低能耗和减少副产物的生成。
此外，设备的选择和设计也是优化设计的重要组成部分。
不同设备的选用和设计对工艺流程的效率和能耗有着直接影响。
最后，工艺流程的设计和优化是整个化工工艺过程系统优化的关键环节。
通过分析和优化工艺流程，可以实现生产过程中的杂质去除、能耗降低和资源回收等目标。
除了优化设计，控制系统的设计和实施也是化工工艺过程系统优化的重要内容。
控制系统的目标是通过对工艺过程的监测和调节，使得系统能够在稳定状态下运行，并根据需要实现期望的工艺参数。
在控制系统的设计和实施过程中，需要考虑传感器、执行器、控制器和人机界面等方面的因素。
在控制系统中，传感器用于监测工艺过程中的各种参数，如温度、压力和流量等。
传感器的选择和布局需要考虑参数的准确性、响应速度和可靠性。
执行器用于根据控制信号来调节工艺过程，例如开关阀门、调整流量和温度等。
执行器的选择和设计需要考虑工艺过程的要求和执行器的性能。
化工工艺及系统专业设计基本知识
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化工工艺及系统专业设计的基本知识 摘要；从化工工艺及系统专业的角度，整理和归纳了化工工艺及系统专业工程设计所涉 及到一些典型的技术要点，范围侧重在专业设计技术基本内容和涉及到的各种行业标准、国 家标准以及环保、防爆、防火和劳动安全卫生方面的要求。
这些要点大部分摘自于标准、规 范等资料，所列出的专业所需内容是专业设计人员应该理解和掌握的基本知识，文中还插编 了一些相关专业的设计技术知识。
１ 专业设计有关工程建设标准、标准体系表、有关主要法规、规定和强制性标准 专业设计有关工程建设标准、标准体系表、有关主要法规、 １．１ 推荐的工程建设标准体系表 （１） 《化工行业设计、施工技术标准体系表》化工部建设协调司，１９９６ 年，北京。
化工 部工程建设标准编辑中心出版； （２） 《石油化工工程建设标准体系表》中国石油化工集团公司工程建设部，２０００ 年 １２ 月，北京。
以上 ２ 份标准体系表中收集的标准和规定，在出版时所示版本均为有效，所有标准都会 被修改、升版，使用者在运用时应注意采用新发布的版本。
１．２ 在工程设计中常用的主要专业设计行政法规、规定 化工和石油化工行业，本专业常用的主要行政法规、规定有以下各项； （１） 《化工工厂初步设计文件内容深度规定》ＨＧ／Ｔ２０６８８—２０００； （２） 《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计发（１９９７）４２６ 号； （３） 《化工建设项目建议书内容和深度的规定》 （修订本） 化计发（１９９７）４２６ 号； （４） 《中外合资经营化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计 发（１９９７）４２７ 号； （５） 《中外合资经营化工建设项目建议书报告内容和深度的规定》 （修订本） 化计发 （１９９７）４２７ 号； （６） 《石油化工项目可行性研究报告编制规定》中国石油化工总公司（１９９７ 年版） 中 ， 石化（１９９７）咨字 ３４８ 号；中石化（１９９７）咨字 ３４８ 号； （７） 《工程设计各专业互提条件内容统一规定》ＳＨＳＧ—０３２—８８； （８） 《石油化工装置基础工程设计内容规定》ＳＨＳＧ—０３３—２００３； （９） 《施工图阶段专业会签规定》ＳＨＳＧ—０３４—８９； （１０） 《工程项目初步设计协调会议规定》ＳＨＳＧ—０３７—８９； （１１） 《工程项目施工图设计协调会议规定》ＳＨＳＧ 一 ０３８—８９； （１２） 《施工图设计交底会议规定》ＳＨＳＧ—０３９—８９ （１３） 《石油化工工程设计开工报告编制提纲》ＳＨＳＧ—０４０—９０； （１４） 《石油化工大型建设项目总体设计内容规定》ＳＨＳＧ—０５０—９８； （１５） 《石油化工生产装置设计定员暂行规定》 （试行）ＳＨＳＧ—０５１—９８； （１６） 《石油化工装置详细设计内容规定》ＳＨＳＧ—０５３—２００３；． （１７） 《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》ＳＨＳＧ—０５２—２００３； （１８） 《中国石油天然气集团公司建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 中油计 字［２０００］第 ４９９ 号； （１９） 《建设项目 （工程） 劳动安全卫生监察规定》 中华人民共和国劳动部令第 ３ 号 １９９６ 年 １０ 月 １７ 日； （２０） 《建设项目（工程）劳动安全卫生预评价管理办法》 中华人民共和国劳动部令第 １０ 号 １９９８ 年 ２ 月 ５ 日； １ （２１） 《关于国家安全生产监督管理局负责备案的化工建设项目（工程）安全预评价报告 审查、备案工作的通知》 安监管司办字 ［２００３］５６ 号； （２２）国家安全生产监督管理局文件《关于印发《安全评价通则》的通知》 安监管技装 字［２００３］３７ 号 ２００３ 年 ４ 月 ４ 日。
化工工艺设计手册
化工工艺设计手册
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01
化工工艺设计的基本概念与原则
化工工艺设计的定义与目标
• 化工工艺设计是指在化工生产过程中，根据生产工艺要求和产品设计要求，对生产过程进行系统设计和工程设计 的过程。
• 系统设计：包括工艺流程、设备选型、管道与仪表设计、控制系统设计等。 • 工程设计：包括施工图纸绘制、设备安装、调试、验收等。 • 化工工艺设计的目标是在保证产品质量、产量和安全的前提下，实现生产工艺的优化、生产过程的自动化和生产 成本的最小化。 • 生产工艺优化：通过改进生产工艺，提高生产效率，降低原材料消耗，减少废弃物排放。 • 生产过程自动化：采用先进的控制系统，实现生产过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量。 • 生产成本最小化：通过优化生产工艺、降低能源消耗、减少设备投资和维护费用等措施，降低生产成本。
制药等。
01
PLC系统：可 编程逻辑控制 系统，适用于 中小型化工生 产过程，如精 细化工、食品
加工等。
02
SIS系统：安全 仪表系统，适 用于对安全要 求较高的化工 生产过程，如 石油化工、核
电等。
03
06
化工工艺设计中的安全环保与节能设计
安全设计的原则与方法
• 安全设计的原则：包括预防为主、安全可靠、以人为本等。 • 预防为主：在设计过程中，充分考虑生产过程中的安全风险，采取预防措施。 • 安全可靠：保证生产过程中的设备、管道、仪表等安全，防止事故发生。 • 以人为本：关注操作人员的安全，提供安全操作环境和安全防护设施。
• 节能设计的实例：如采用热泵技术、热管技术、余热回收技术等， 降低生产过程中的能耗。
化工工艺设计
化工工艺设计
化工工艺设计是指根据化学反应原理和工程技术要求，利
用合适的工艺流程和设备，在化工生产过程中实现化学反
应的有效进行以及产品的高效产出。
化工工艺设计主要包括以下几个方面：
1. 反应步骤设计：根据化学反应方程式，确定反应步骤的
顺序和条件，包括反应温度、压力、浓度等。
同时，还需
要考虑反应物的投料方式、反应时间和混合方式等因素。
2. 工艺流程设计：根据反应步骤设计，确定整个化工生产
过程中各个单元操作的顺序和条件，包括进料、反应、分离、精制、排放等步骤。
工艺流程设计需要考虑生产过程
中的能量平衡、物料平衡、操作安全等因素。
3. 设备选型与设计：根据工艺流程设计，选用合适的设备
进行化工生产。
设备设计需要考虑操作条件、流体动力学、
传热传质等因素，包括反应釜、分离器、换热设备、搅拌
设备等。
同时，还需要进行设备的尺寸和结构设计，以满
足工艺要求和操作安全。
4. 控制系统设计：化工工艺过程中需要对反应温度、压力、流量等参数进行实时监测和控制。
控制系统设计需要确定
合适的仪表设备和自动化控制策略，以实现生产过程的稳
定性和可控性。
5. 安全与环保设计：化工生产过程中存在安全隐患和环境
风险，化工工艺设计需要考虑安全设施、防火爆控制、废
气废水处理等因素，以确保生产过程的安全和环境的可持
续性。
化工工艺设计的目标是通过合理的工艺流程和设备设计，
实现化学反应的高效进行，提高产品的质量和产量，降低
生产成本，同时确保生产过程的安全和环境的可持续性。
化工工艺工程设计-概念解析以及定义
化工工艺工程设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述化工工艺工程设计是指在化工生产过程中，根据生产要求和生产设备的特点，进行工艺流程的设计和优化，以确保生产过程的顺利进行并达到预期的生产效果。
化工工艺工程设计涉及到化学反应原理、物质传递、能量转换等多个领域的知识，是化工生产中至关重要的一环。
在化工工艺工程设计中，需要考虑到原料的选择、生产工艺流程的优化、设备的选择和布置、安全性、环保性等方面的因素。
通过合理的设计，可以提高生产效率，减少能耗和资源浪费，同时也能保证产品质量和生产安全。
本文将介绍化工工艺工程设计的基本概念和原则，以及设计流程和方法，希望能为从事化工工艺设计工作的同行提供一些参考和帮助。
文章结构部分的内容如下所示：1.2 文章结构本文将围绕化工工艺工程设计展开讨论，主要包括以下几个方面:1. 化工工艺概述：介绍化工工艺的定义、分类和应用领域，为读者提供一个全面了解化工工艺的基础知识。
2. 工程设计原则：阐述化工工艺工程设计的基本原则，包括安全性、可靠性、经济性和环保性等，为设计实践提供指导和基准。
3. 设计流程：详细介绍化工工艺工程设计的流程步骤，包括需求分析、设计方案确定、设备选型、方案优化和最终设计等，全面展示设计过程的运作方式。
通过以上内容的介绍，读者将能够深入了解化工工艺工程设计的核心概念和实践方法，从而更好地理解和应用在实际工程项目中。
1.3 目的化工工艺工程设计的目的在于通过系统、科学的设计流程，确定合适的生产工艺方案，最大程度地提高生产效率、产品质量，并确保生产过程安全稳定。
通过工程设计，可以有效地避免不必要的生产损失和资源浪费，节约时间和成本。
另外，良好的工艺设计还能确保产品符合法规标准，提升企业形象和市场竞争力。
因此，化工工艺工程设计的目的是为了实现高效、安全和可持续发展的生产过程，提升企业核心竞争力。
2.正文2.1 化工工艺概述化工工艺是指将原材料经过一系列物理或化学变化，转化为有用的化学产品的技术过程。
化工工艺系统设计
《化工工艺系统设计》讲座1.概述1.1要建设一个化工厂，必须具有一批化工工艺专业技术人员，同时也必须具有一批化工工艺系统专业设计人员，这些专业人员必须具备的基本化工专业知识与工艺专业基本相同且各有侧重，包括以下几点：➢掌握化工基本理论➢掌握化工工艺系统设计方法和技能➢熟悉有关的国家标准规范➢实际的工程经验1.2工程设计阶段的划分以及各阶段的主导专业➢工艺设计→化工工艺专业为主导专业➢基础设计→工艺系统专业为主导专业➢详细设计→管道设计专业为主导专业1.3化工工艺专业和工艺系统专业的区别工艺系统专业主要是将工艺专业提供的PFD发展成为能指导施工、安装、正常开车停车、事故停车、满足生产要求的PID。
2.工艺系统设计的内容和深度以及设计程序2.1工艺系统设计的文件包括图纸和表格2.1.1图纸：➢包括PID，PID按版次设计，通常PID分为七版。
A版→R版→1版→1A版→2版→3版→施工版。
➢A版：初版，供各专业开始基础设计用，通常工艺设计的PID可作为A 版。
➢R版：内审版，项目设计经理会同项目审定人、工艺系统专业召开会议，参加专业一般有工艺专业、自控、管道设计、装置布置、管道机械、管道材料、电气（电气联锁）等专业。
对每一条管线，每一个控制点，控制方案进行讨论。
➢1版：用户审核版。
➢1A版：用户审核的修改版。
➢2版：基础设计成品版。
设备订货应全面完成，设备制造商图纸提供，可以开展详细设计，因此2版供详细设计之用，有时定型设备（如机泵订货等原因）尚不能完全提供，但设计进度有要求，2版可分为2A、2B...等版次。
➢3版：配管设计需要对PID进行调整，工艺系统专业根据配管要求，出3版图。
➢施工版：详细设计成品版，供施工用。
施工版PID内容和深度以满足施工安装为目标。
工艺系统设计文件一般没有文字说明，工艺系统设计过程中需要说明的内容通常注在PID的说明栏。
各工程公司一般有自己的工艺系统专业设计手册，来规范本公司的工艺系统设计。
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(2)与其他专业密切配合的公用工程，如 生产用电、给排水、空调采暖通风等。 2.3 化工管道设计(在“3”节中详述).
2.4 设置和选择必要的安全设施，如安全阀、 爆破片、限流孔板、阻火器等。
在详细工程设计阶段有: (5)E版(详1版):主要用于设备布置、管道设计等有关专业 开展详细工程设计。
(6)F版(详2版):主要用于管道设计专业核对轴测图。 (7)G版(施工版):此版作为现场施工、安装及编制操作手册、 指导开车、生产、事故处理的依据。
2.2 公用工程管道及仪表流程图(UID)
UID包含了：
3.1.1 经济管径
管径选择方法对化工装置的经济效果十分重要， 一个化工装置的管道投资往往占整个装置投资 的 10%〜20% ， 如 果 任 意 放 大 管 径 ， 不 仅 增 大 了管壁厚度和管子重量，还增大了相应的阀门 和关键的尺寸，增加了保温材料的用量以及管 子支吊架的荷重。因此在计算管径时应尽量选 用较高的流速，以减小管径。但是，随着流速 的增大，管内摩擦阻力也加大，增加压缩机和 泵的功率消耗和操作费用。因此，需在建设投 资和操作费用之间寻找最佳结合点，即成本最 低，来求得经济管径。
工作重点
1.物料平衡计算 2.热量平衡计算 3.设备计算 4.工艺流程
1.管道流体力学计 算 2.泵的计算 3.管道附件计算、 选择 4.安全可操作性研 究
主要发表资料/ 成品
责任
1.PFD 2.工艺设备数据 表 3.工艺说明 4.建议布置图
对生产技 术可靠性 负责
1.PID,附管道命 名表
2.特殊管件数据 表
《化工工艺系统设计》
主讲：徐谋源
1 概述
1.1 化工工艺系统设计人员必须具备的基本条 件 要建设一个化工厂，必须具有一批化工 工艺专业技术人员，同时也必须具有一批化 工工艺系统专业设计人员，这些专业人员必 须具备的基本化工专业知识与工艺专业基本 相同且各有侧重，包括以下几点： ● 掌握化工基本理论 ● 掌握化工工艺系统设计方法和技能 ● 熟悉较广泛的相关专业知识 ● 熟悉有关的国家标准规范 ● 实际的工程经验
3.1.2 压力否则流量将难以满足工艺需要。
一般对于允许压力降较小的流体，流量小的 流体、粘度较大的流体则应选取较低的流速。 反之，则应选取较高的流速。
3.1.3 工艺控制要求
在一般情况下，调节阀压降应占整个控制系 统总压力降的30%左右，这样调节阀的开大 关小对流量控制就比较明显，易于调节。
1.2 化工工艺专业和工艺系统专业的区别 工艺系统专业主要是将工艺专业提供的
PFD发展成为能指导施工、安装、正常开 车停车、事故停车、满足生产要求的PID。
化工 工艺 专业
工艺 系统 专业
研究对象及 主要解决的 问题
1.化学反应 2.传热 3.传质（流 体力学）
1.流体力学 2.安全 3.可操作性
在初选管径时，由于条件所限，还无法从建 设投资和操作费用两者中寻找最佳结合点的 角度来求得经济管径，但可以采用查取常用 流速范围，（见P606〜609,表8.3.2-1）和管 道压力降控制表（见P610〜611,表8.3.2-2， 表8.3.2-3）的方法，这样计算得到的管径比 较接近经济管径。
3.界区条件表
4.公用工程平衡 图和标
对系统的 安全性和 可操作性 负责
2 工艺系统设计的内容和深度
2.1 管道及仪表流程图（PID)
PID在工艺包阶段就开始形成初版，随着设 计阶段的深入，不断补充完善深化，它分阶 段和版次分别发表。PID各个版次的发表， 表明了工程设计进展情况，为工艺、自控、 设备、电气、电讯、配管、管机、管材、设 备布置和给排水等专业及时提供相应阶段的 设计信息。PID是基础设计和详细设计中主 要成品之一，它反映的是工艺设计流程、设 备设计、设备和管道布置设计、自控仪表设 计的综合成果。
(6)成套(配套)设备供货范围和设计单位分工范围。
(7)首页图上文字代号、编写字母、各类图形符号、 以及仪表图形、代号、线型符号的表示含义。
PID 图的版次细分以下几个版次, 在基础设计阶段有: (1)A版(初版):主要为装置内设备布置及自控专业开展基 础设计创造条件。
(2)B版(内审版):主要供设计单位内部核对评议和征求意见。 (3)C版(用户版):此版用于用户审查和提出意见。 (4)D版(确认版、设计版):主要作为设备布置、管道设计、 详细模型配管及有关专业开展详细工程设计的依据。
2.5 机泵的安装设计 2.6 确定设备、管道的布置原则及要求 2.7 编制管道数据表 2.8 进行必要的系统安全分析
3 化工管道设计
3.1 化工管道设计的原则
化工装置的工艺管道设计应在满足工 艺要求和安全生产的前提下，求得最经济 的管径。要求工艺系统专业根据流体力学 知识，从生产装置的不同工艺要求进行管 道工艺设计，并符合有关介质安全设计规 定。在管道工艺设计时，一般应考虑以下 原则。
（3） 所有检测与控制仪表，以及功能标识，并进 行编号。
（4） 画出工艺生产所需的全部阀门，不同阀门类 别以不同图形表示，特殊管件、限流孔板、安全 阀、爆破片、疏水器、阻火器等都进行标注。
（5） 设备的关键标高（最小尺寸）和关键的设计 尺寸，对设备、管道、仪表有特定布置的要求和 其他关键的设计要求说明（如对配管对称要求、 真空管路等).
3.1.4 限制管壁磨损
金属的耐腐蚀性能，在大多数情况下，主要 依靠其接触腐蚀介质表面的一层保护膜，管 内流速过高会损坏保护膜，引起管道冲蚀和 磨损的现象，最终将缩短管道的预期使用寿 命。因此，在进行管道工艺计算时，应该注 意在下列条件下会使腐蚀速率加快，必须采 取限制流速的措施。
PID 所包含的内容
（1） 表示出全部设备、机械、驱动机及备机 （包括制造商提供的），并进行标注。
（2） 表示出所有工艺、公用工程、辅助物料 管道（包括开、停车管道、吹扫、置换、再生、 溶液制备管道，以及间断使用的管道），并标 注管道顺序、物料代号、管道直径、管道等级 （在同一管道中有不同等级的应表示出分界符 号）、管道材料代号和隔热、隔声代号，并表 明物料流向。