공정설계(PROCESS WORK FLOW) & SYMBOLS

1. 공정설계

 

1.1 PROCESS WORK FLOW

PROCESS 엔지니어링 업무는 공장설계에 있어서 근간이 되는 기본설계의 대부분을 포함하고 그 설계결과는 <그림1-1>에서 보는 바와 같이 각 상세 설계업무에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 PROCESS WORK FLOW에 대한 이해와 이에 따른 적절한 업무수행은 대단히 중요한 것이다.

 

가. PROCESS WORK FLOW

 

 

 

1) PFD

PROCESS흐름, 중요기기, CONTROL, SCHEME, MASS/HEAT BALANCE 운전 압력 및 온도를 표시한 도면

2) P & ID

PROCESS전체에 대한 기계, 전기, 계장, 배관, 토건과 관련된 ENGINEERING INFORMATION을 각종기호, 숫자 및 그림으로 나타낸 PLANT 설계에 있어서 일종의 법전과 같은 도면

3) UFD

UTILITY SYSTEM에 대하여 PFD 및 P&ID 개념을 모두 포함한 도면

4) EQUIPMENT DATA SHEET

각종기계 및 기기에 대한 PROCESS상의 최소한의 REQUIREMENT를 나타낸 SHEET

5) SAFETY PROCESS DATA

위험물질의 발생가능기기 및 이들 위험물질에 대한 특성(인화점, 발화점)을 나타낸 자료

6) PIPING PROCESS DATA

PIPE내를 흐르는 유체 종류별로 운전조건(온도, 압력), 설계조건(온도, 압력) 및 기본재질을 나타낸 자료

7) INSTRUMENT PROCESS DATA

가) CONTROL VALVE

나) SAFETY VALVE

다) 압력계, 온도계, LEVEL측정기, 유량계 등에 대한 공정조건을 표시한 자료

8) LINE SCHEDULE

각각의 LINE에 대한 PROCESS CONDITION을 나타낸 자료

9) 기타

EQUIPMENT LIST, OPERATION MANUAL, BASIC INTERLOCK SCHEME

 

1.2 P & ID(PIPING & INSTRUMENT DIAGRAM)

P & ID는 공장 건설시 가장 근본이 되는 것으로서 MECHANICAL FLOW DIAGRAM 또는 ENGINEERING FLOW DIAGRAM이라 부르는 회사도 있다. P & ID에는 각종 기호 또는 약어 등을 이용하여 기계, 배관, 전기, 계장, 토건 등의 관련 자료를 가능한 최대로 표시하는 것이 원칙이나, 통상 작성하는 범위를 P & ID ISSUE STAGE에 따라 표기하면 다음과 같다.

 

가. PRELIMINARY 단계

1) 기계 관련 사항

가) EQUIPMENT ITEM NO.

나) 각종기기 (TOWER, TANK, HEAT EXCHANGER, FURNACE, REACTOR, UTILITY EQUIPMENT)

다) TYPE OF PUMP (CENTRIFUGAL OR RECIPROCATING)

라) TYPE OF COMPRESSOR (CENTRIFUGAL OR RECIPROCATING)

마) TYPE OF DRIVER (MOTOR OR TURBINE)

 

2) 배관 관련 사항

가) LINE 및 FLOW DIRECTION

나) MAIN LINE의 SIZE, FLUID SYMBOL 및 PIPING SPEC.

다) SPEC. BREAK

라) TYPE OF VALVE

마) TRACING OR JACKETING INFORMATION

바) 상호 관련된 VALVE의 LAYOUT

사) SYMMETRIC LINE

아) MINIMUM REQUIRED LENGTH OF STRAIGHT PIPE

자) VENT, DRAIN 및 DISCHARGE SYSTEM

차) CLEANING의 필요성

카) RACK PIPING에 대한 INSULATION TYPE

 

나. AFP단계(APPROVED FOR PLANNING)

1) 기계 관련 사항

가) DENSITIES 및 TRAY의 수

나) SPECIAL FLANGE를 사용하는 곳의 SPEC. BREAK

다) PUMP SUCTION 및 DISCHARGE의 SIZE 및 REDUCER의 필요성

라) PUMP/COMPRESSOR(UTILITY포함)의 MATCHING POINT

마) MINIMUM FLOW LINE

바) 기기 INSULATION

 

2) 배관 관련 사항

가) PLOT PLAN STUDY 사항 반영

(EX. HEAT EXCHANGER의 VERTICAL OR HORIZONTAL, SEWER DISTRIBUTION등)

나) ROUTING STUDY 사항 반영(BRANCH POINT의 수정, SLOPE PIPING의 길이 및 각도, VALVE TYPE 확인 등)

다) CLOGGING 방지를 위한 PIPING LENGTH의 MINIMIZING

라) SAMPLE VALVE, SAMPLE COOLER의 INFORMATION

마) THERMAL SHOCK, ULTRA HIGH SPEED FLOW, SLUGGING LINE

바) 전 LINE의 SIZE, FLUID SYMBOL 및 PIPING SPEC.

사) TYPE OF INSULATION

 

3) 계장 관련 사항

가) INSTRUMENT의 TYPE 및 SIZE

나) SPECIAL INSTRUMENT의 전후 MIN, REQUIRED LENGTH

다) SAFETY VALVE 및 RUPTURE DISK의 INLET/OUTLET SIZE

라) INTERLOCK SYSTEM

 

다. AFD단계 (APPROVED FOR DESIGN)

1) 기계 관련 사항

가) MATCHING POINT WITH VENDOR(FINAL)

나) DRAIN AND VENT OF EQUIPMENT

 

2) 배관 관련 사항

가) REVISED METER

나) LINE NO.

다) DRAIN/VENT

 

3) 계장 관련 사항

가) 모든 계장 및 CONTROL VALVE의 SIZE

 

라. AFC단계(APPROVED FOR CONSTRUCTION)

VENDOR INFORMATION의 수정등 기타 최종 INFORMATION등을 수정 반영한다. 최종적으로 P & ID는 AFC단계에서 완료되지만 현장 작업 시 및 START-UP OPERATOR시에 불가피하게 수정된 사항들을 공사완료 후 P & ID에 반영하는데 이것을 AS-BUILT P & ID라 한다.

 

1.3. UTILITY FLOW DIAGRAM (UFD)

각 PROCESS에 필요한 물, 증기, 공기, 질소 등을 UTILITY라 하며 이것들은 PROCESS 장치 외에서 공급되는 경우가 많고, 대부분 주관이 있고, 거기서 각 기기에 지관으로 공급되므로, 기기의 위치에 따라 FLOW DIA가 결정되는 점 이외에는 P & ID의 제작과정과 거의 동일한 것이며 P & ID PROCESS에 대한 것이며 UFD는 UTILITY에 대한 것이다. 따라서 UFD는 각종 기기의 위치가 결정된 후 작성된다.

 

2. 단위부문 설계

 

2.1 기계 및 기기관련 설계

기계 및 기기와 관련된 공정설계는 각 장치의 DESIGN CALCULATION, EQUIPMENT DATA SHEET 작성, ENGINEERING DRAWING 및 VENDOR PRINT CHECK 등의 업무로 이루어진다.

 

2.2 배관 관련 설계

P & ID / UFD 및 PLOT PLAN 이외에 배관설계와 관련하여 이루어져야 할 부문 설계에는 PIPING PROCESS DATA 작성 및 LINE SCHEDULE의 작성 업무 등이 있다.

 

가. PIPING PROCESS DATA

PIPING PROCESS DATA는 배관설계 중 PIPING RATING과 관련된 설계 등 배관 SPECIFICATION작성의 기초가 되는 것으로 다음과 같은 사항이 포함된다.

- 배관을 흐르는 유체의 종류, 온도, 압력

- 설계 온도 및 압력

- BASE MATERIAL

- CORROSION CONDITION

- CORROSION ALLOWANCE

 

나. LINE SCHEDULE

LINE SCHEDULE은 배관설계의 PIPING STUDY, 시운전시 TEST FLUSHING 계획 수립 등을 위하여 작성하는 것으로 다음과 같은 사항이 포함된다.

- 배관을 흐르는 유체의 종류, 및 온도 압력

- 설계 온도 및 압력

- TEST FLUSHING용 유체의 종류

- INSULATION 관련 INFORMATION

 

2.3 전기·계장 관련 설계

가. INSTRUMENT PROCESS DATA

INSTRUMENT PROCESS DATA란 각종 GAUGES, INDICATORS, METERS, ANALYZERS, CONTROL VALVES, SAFETY VALVES 등 INSTRUMENT에 대한 PROCESS REQUIREMENTS를 기입한 것을 의미한다. 계장부에서는 이 DATA를 근거로 하여 INSTRUMENT의 전반적인 사항(크기, TYPE)을 결정하는 자료인 INSTRUMENT SCHEDULE을 작성하게 한다.

 

나. INTERLOCK/SEQUENCE

INTERLOCK 및 SEQUENCE 관련 공정설계는 비정상 운전조건에서 PLANT나 단위기기의 보호, 촉매의 보호 등 PLANT SAFETY를 위한 설계와 순수처리 설비, DRYER등 사용 및 재생에 있어서 SEQUENTIAL한 운전이 필요한 자동화 설비의 CONTROL SYSTEM설계 등으로 크게 나눌 수 있다.

 

다. SAFETY PROCESS DATA

SAFETY PROCESS DATA는 AREA CLASSIFICATION의 기초가 되며, 전기/계장 관련기기(EX. MOTOR, 전기 SWITCH, LIGHTING등)의 TYPE 선정에 사용된다. 다시 말해 SAFETY PROCESS DATA는 공장에서 사용되는 유체들의 특성을 미리 파악하여 비정상시의 인화 및 폭발을 사전에 방지하도록 위험의 정도에 따라 AREA를 구분할 수 있도록 관계된 제반 자료를 나타낸 것이다.

 

라. PROCESS ENGINEER가 제공해야할 DATA는 다음과 같다.

1) 인화/폭발의 가능성이 있는 물질의 종류

2) 각 물질의 인화점

3) 각 물질의 발화점

4) 폭발 한계(상한선 및 하한선)

5) 비중

6) 비등점

7) 물에 대한 용해도

8) 이들 물질을 취급하는 기기 및 설계

 

 

 

PIPING & INSTRUMENT DIAGRAM 작성법

 

목 차

1. 일반사항

2. PIPING & INSTRUMENT FLOW DIAGRAM

3. PROCESS FLOW DIAGRAM

4. UTILITY FLOW DIAGRAM

5. EQUIPMENT

6. PIPING

7. INSTRUMENTATION

8. 도면작성의 실제

 

1. 일반사항

 

1.1 정의와 범위

1.1.1 FLOW DIAGRAM은 모든 ENGINEERING 업무를 시작할 때 기본 설계를 기초로 하여 공정의 흐름을 보 여 주기 위하여 작성되며, 모든 공정설비 즉 PROCESS EQUIPMENT, PIPING, PROCESS CONTROL과 INSTRUMENTATION의 상호관계를 나타내는 FLOW CHART이다.

 

1.1.2 FLOW DIAGRAM은 모든 공정설비의 정상운전, 비상운전, 시운전과 SHUT DOWN을 포함하며, PROCESS PLANT의 상세설계, 건설, 개조, 보수와 운전에 사용된다.

 

1.1.3 FLOW DIAGRAM은 SYSTEM DESIGN의 상당량을 INFORMATION으로 제공하는 주된 DOCUMENT로서 PROCESS DESCRIPTION, EQUIPMENT DATA SHEET와 함께 상세설계 GROUP, 공장주, 인허가 관계자와 그 밖의 사람들에게 PROCESS에 대한 이해를 주어 대화의 도구로서 의미가 주어진다.

 

1.2 FLOW DIAGRAM의 종류

1.2.1 BLOCK FLOW DIAGRAM(BFD)

BLOCK FLOW DIAGRAM은 기능별 공정설비를 BLOCK으로 표시하고, 전체공정을 간단한 DIAGRAM으로 나타내고 압력, 온도, 유량을 기입하는 것이다. 이는 PROPOSAL이나 ESTIMATION용 이므로 일에 따라 생략되는 경우가 많다.

 

1.2.2 PROCESS FLOW DIAGRAM(PFD)

PROCESS 설계계산이 거의 끝내고 P&ID를 그리기 전에 작성하는 FLOW DIAGRAM 으로서 UTILITY를 제외한 모든 PROCESS를 나타내고 그 위에 중요지점마다 온도, 압력, 유량을 TABLE로 작성하여 MATERIAL & HEAT BALANCE를 보여준다.

 

1.2.3 PIPING & INSTRUMENT FLOW DIAGRAM(P&ID)

공정계산이 완료되고 PFD가 확정된 것을 기초로 하여 PLANT등 상당히 구체적으로 묘사하는 FLOW DIAGRAM으로서 MECHANICAL FLOW DIAGRAM 이라고 한다. 여기에는 PROCESS EQUIPMENT를 비롯하여 PIPE LINE과 INSTRUMENTATION을 일일이 지적하여 상세설계, 건설, 보수, 운전에 중요한 자료가 된다. 입지조건, 공장주 요구사항, 구매조달, 설계방향, 운전성, 보수성 등의 대책과 과거경험을 통한 문제점, 경제성 등을 감안하여 여러 차례 수정, 보완된다. P&ID에는 MAIN PROCESS FACILITY 뿐만 아니라, UTILITIES GENERATION FACILITY도 포함된다.

 

1.2.4 UTILITIES FLOW DIAGRAM(UFD)

이는 정확히는 UTILITIES DISTRIBUTION FLOW DIAGRAM으로서 UTILITIES GENERATION UNIT로부터 PROCESS USER까지 UTILITY가 어떻게 배분되는 가를 보여주는 DIAGRAM이다. PIPING GROUP으로부터 EQUIPMENT ARRANGEMENT DWG.이 완성된 후 GENERATION UNIT로부터 HEADER LINE을 잡고 USER는 BLOCK 처리하고 BLOCK 안쪽은 P&ID에서 표현되는 것으로 한다. 따라서 이때 VALVE나 기타 COMPONENT가 중복되지 않도록 주의를 요한다.

 

2. PIPING & INSTRUMENT FLOW DIAGRAM

 

2.1 P&ID의 역할

2.1.1 설계하는 PLANT의 PROCESS FACILITY가 기능별로 분명히 구분되어야 한다.

2.1.2 통일된 STANDARD SYMBOL과 약자로 구성되어 관계자가 DIAGRAM을 읽을 때 혼동이나 오류를 범하지 않도록 되어야 한다.

2.1.3 입체 공간적 개념이 감안되어 실제 건설, 운전, 보수에 무리가 없도록 배려되어야 한다.

2.1.4 PROCESS 내용파악을 최소한의 표현방식으로 농축시켜 표현되어야 하며, 상세 설계자와 운전자가 업무내용을 정확히 이해할 수 있도록 표현한다.

 

2.2 P&ID의 표기사항

2.2.1 EQUIPMENT

가. TEMPORARY EQUIPMENT를 제외한 모든 MACHINERY와 CHEMICAL EQUIPMENT가 표현된다. 같은 장비가 병행 운전일 때와 STAND BY까지도 포함된다.

나. EQUIPMENT NAME과 NUMBER가 표기된다.

다. SPARE NOZZLE을 포함한 모든 NOZZLE이 표현된다.

라. 필요한 경우 EQUIPMENT INTERNAL의 관계를 보여준다.

마. 원동기(구동장치)를 필요에 따라 보여준다.

 

2.2.2 PIPING

가. 모든 PROCESS PIPE LINE이 표현된다.

나. BRANCH와 REDUCER를 보여준다.

다. 모든 VALVE를 TYPE SYMBOL에 따라 보여준다.

라. SPECIAL COMPONENT(PROCESS STEAM TRAP, STRAINER, SIGHT GLASS, FLEXIBLE JOINT)를 나타낸다.

마. LINE SIZE, LINE NO., CLASS DESIGNATION, INSULATION여부와 HEAT TRACING여부를 표기한다.

바. 유체의 흐름방향, LINE SPEC. BREAK, BATTERY LIMIT(SCOPE OF WORK)와 BY OTHERS 또는 VENDOR PACKAGE 등을 표기한다.

사. 필요한 부대배관(시운전, SHUT DOWN, FILLING, PUMP OUT, EMERGENCY등)을 필요에 따라 나타낸다.

아. PROCESS DRAIN, EQUIPMENT DRAIN, SAMPLE CONNECTION, PROCESS VENT, EQUIPMENT VENT, 각종 CONNECTION등이 나타난다.

 

2.2.3 INSTRUMENTATION

가. MEASUREMENT ELEMENT(온도, 압력, 유량)와 그 TAG NUMBER가 표현된다.

나. CONTROL VALVE, SAFETY/RELIEF VALVE, RUPTURE DISC.와 그 TAG NUMBER가 표현된다.

다. CONTROLLER, INDICATOR, RECORDER와 그 TAG NUMBER가 표현된 INTERLOCK관계가 표기된다.

라. IMPULSE LINE(PNEUMATIC OR ELECTRIC)을 보여준다.

마. LEVEL GAUGE/CONTROLLER와 그 PIPING을 보여준다.

바. HEAT TRACING을 필요로 하는 INSTRUMENT를 지적하여 준다.

 

2.2.4 LEGEND SHEET와 NOTE 사항

다음 사항들은 SHEET를 P&ID 첫 장에 마련하거나 또는 그중 첫 번째 것에 NOTE란을 만들어 LEGEND 및 주의사항을 기입한다.

가. PIPING SYMBOL, INSTRUMENT SYMBOL을 표기한다.

나. 배관용, INSTRUMENT용 약자를 기입한다.

다. INSTRUMENT TERMINOLOGY와 PIPE LINE DESIGNATION 방법을 보여준다.

라. UTILITY STATION, CONTROL VALVE STATION, AIR FIN COOLER PIPING MANIFOLD TYPE 등 자주 쓰이는 부분의 TYPICAL DETAIL을 보여준다.

마. 배관 상세설계상 필요로 하는 DRAIN인 VENT는 나타내지 않는다는 문구를 넣어준다.

바. LINE SIZE와 같은 NOZZLE SIZE는 표기하지 않는다는 문구를 넣어준다.

사. OILY DRAIN, CHEMICAL DRAIN, WATER/CONDENSATE DRAIN의 처리방안을 지시한다.

아. PROCESS용 STEAM TRAP과 STRAINER의 SPECIFIC DATA를 넣어준다.

자. CONNECTION 방법(FLANGE, COUPLING, WELDING, SCREWED등)은 표기되지 않는다는 문구를 넣어준다.

차. PUMP START-UP STRAINER가 모든 PUMP에 설치된다든가 AUXILIARY PIPING(COOLING WATER, SEAL, VENT, DRAIN등)에 관해 언급한다.

카. CONTROL VALVE STATION에서 BY-PASS VALVE SIZE는 4"이하에서는 LINE SIZE와 통일 SIZE의 GLOBE VALVE로 하고 6"이상에서는 GATE VALVE로 하되 CONTROL VALVE와 동일 SIZE로 한다.(JOB에 따라 변경될 수 있음)의 문구를 넣어준다.

타. SAFETY SHOWER, EYE WASHER, DESUPERHEATER, REDUCTOR, BREATHE VALVE, FLAME ARRESTER 등의 SPECIFIC DATA를 넣어준다.

파. VENDOR PACKAGE 부분의 주의사항을 준다.

하. 특별 요구사항이 있을 때 주의사항을 준다.

 

2.3 P&ID 작성기법

2.3.1 기법의 일반사항

가. 작게 축소하여 복사할 경우에도 잘 보일 수 있도록 깨끗하고 잘 정리된 모양으로 표현되어야 한다.

나. 한 SYSTEM의 PROCESS는 한장 또는 그이상의 P&ID상에 표현될 수 있도록 도면 SIZE와 함께 고려한다.

다. EQUIPMENT를 도면상에 배열할 때 LINE과 LINE이 서로 엉키는 것을 최소한으로 되도록 위치를 잡되, MAIN FLOW PATH가 좌에서 우로, 위에서 아래로 흐르도록 한다. 이때 그 위치가 가능하면 PFD와 비슷하도록 함이 좋다.

라. 하나의 COMPONENT나 FACILITY가 다른 SYSTEM의 P&ID에서 중복되게 나타날 경우는 점선으로 한다.

마. 부대시설은 MAIN FACILITY와 구별되게 하기 위하여 점선으로 그린다. 그러나 그 부대시설이 깊이 관련되어 표기하는 것이 실제적이라 판단될 경우에는 세선(가는 선)으로 그리고, 부대시설 번호를 붙여준다.

바. PROCESS LINE은 0.8mm로, UTILITY LINE은 0.5mm로 EQUIPMENT와 INSTRUMENT는 0.3mm로 그리며, EQUIPMENT NAME과 NO.는 5mm 정자체로, 그 밖의 LINE NO., INSTRUMENT NO. 등은 3mm 정자체로 쓴다.

 

2.3.2 EQUIPMENT 표현기법

가. EQUIPMENT는 약정된 SYMBOL에 따라 그리되, 그 기본 표현방식은 측면도 형태로 나타내는 것이다. 약정된 SYMBOL이 없거나 변조할 필요성이 있는 경우는 실제 EQUIPMENT의 생김새를 잘 표현하는 간단한 형태의 것이라야 한다.

나. EQUIPMENT STANDARD SYMBOL은 PETROCHEMICAL PLANT정도의 복잡성을 갖는 PROCESS의 것에 맞는 SCALE로 되어 있으므로 도면의 크기와 PROCESS의 복잡성에 따라 같은 비례의 크기로 조정하여 표현할 수 있다, 같은 EQUIPMENT중에서 서로 크기가 다른 것이 복수 있을 경우, 크기의 다름을 보여줄 필요가 있을 때에는 대략 크기의 비례를 조정할 수 있다.

다. EQUIPMENT의 내부를 보여줄 필요가 있는 경우 또는 NOZZLE의 높이가 PROCESS와 관계가 있는 경우는 적당한 방법을 고안하여 상호 관계를 보여준다.

 

2.3.3 PIPING 작성기법

가. 모든 PIPING COMPONENT는 STANDARD SYMBOL에 따라야 하고 이것이 공장주 측에서 요구하는 STANDARD SYMBOL과 같지 않을 경우는 우선 SYMBOL부터 확정함이 중요하다.

나. 제1차 측 PROCESS LINE은 특히 굵은 선(0.8mm정도)으로 그리고 눈에 잘 뜨이도록 한다.

다. 두 PIPE LINE이 수직과 수평으로 엇갈릴 때 수직선을 끊어 수평선을 이어준다.

라. COMPONENT가 추가될 것이 예상되거나 SIZE 기입이 추후에 들어갈 곳은 미리 여백이 있도록 한다.

마. EQUIPMENT에 붙는 INSTRUMENT 일자리라도 PIPING COMPONENT가 포함되는 경우에는 LINE NO.는 없어도 LINE CLASS DESIGNATION은 있어야 한다.

바. BRANCH는 빠짐없이 표기되어야 하며, REDUCER는 SIZE를 알 수 있도록 한다.

 

2.3.4 INSTRUMENT 작성기법

가. CONTROL VALVE와 SAFETY/RELIEF VALVE는 SIZE를 기입하여야 한다.

나. INSTRUMENT TAG NO.는 10mm원 안에 기입한다.

 

3. PROCESS FLOW DIAGRAM

 

3.1 PFD의 표기사항

3.1.1 EQUIPMENT

가. 부대설비, TEMPORARY EQUIPMENT 및 STAND-BY EQUIPMENT는 표기하지 않는다.

나. EQUIPMENT NAME과 NUMBER가 표기된다.

다. PROCESS용과 중요한 UTILITY용 NOZZLE만 표기한다.

 

3.1.2 PIPING

가. PROCESS LINE이 표기된다.

나. 중요 BRANCH만 나타나고, VALVE나 그 외 PIPING COMPONENT는 일체 보여주지 않는다.

다. 중요 LINE 요소요소에 STREAM NUMBER를 붙여 주는 대신 LINE NO.나 CLASS등은 일체 기입하지 않는다.

라. 중요 요소요소에서의 압력과 온도를 표시한다. REFINERY 와 PETROCHEMICAL PROCESS에서는 LINE에 붙여 압력은 10mm원안에, 온도는 15mm x 10mm 직사각형 안에 기입하고 그 외의 PROCESS 에서는 HEAT-MATERIAL BALANCE TABLE에 란을 만들어 기입한다.

마. 유체의 흐름방향을 화살표로 표기한다.

바. EQUIPMENT용 DRAIN과 VENT를 표기한다.

사. UTILITY IN/OUT에는 UTILITY종류를 약자로 기입한다.

 

3.1.3 INSTRUMENTATION

가. CONTROL VALVE와 그 SIGNAL SOURCE만을 표기하고 그 외의 모든 INSTRUMENT는 나타내지 않는다.

 

3.1.4 HEAT-MATERIAL BALANCE TABLE

가. PFD 도면 하단에 필요한 만큼의 TABLE을 만들어 FLOW RATE와 그 밖의 온도, 압력 등을 표기한다.

나. 가로방향으로 위그림에서의 STREAM NO.가 붙고 세로 방향으로는 PROCESS에 따른 각종 COMPONENT를 적어 TABLE을 완성한다. 도면에 인쇄된 양식으로 REVISION COLUMN이 TABLE을 만들때 방해가 될 경우 REV. COL.을 지워 쓸 수도 있다.

 

3.2 PFD 작성기법

3.2.1 PFD 작성기법의 일반적인 사항은 P&ID의 그것과 같다.

3.2.2 EQUIPMENT는 약정된 SYMBOL에 따라 그리되 크기의 개념 없이 할 수 있다.

3.2.3 MAJOR PROCESS LINE은 0.8mm 굵기로 그 외의 LINE은 0.5mm 굵기로 그린다.

3.2.4 사용하는 약자는 P&ID의 그것과 동일하다.

 

4. UTILITY FLOW DIAGRAM

 

4.1 PRELIMINARY UFD

4.1.1 EQUIPMENT ARRANGEMENT DWG.이 완성되고 PIPE ROUTING STUDY가 끝난 상태라야 UTILITY가 HEADER에서 어떻게 BRANCH되어 공급될 것인가를 결정할 수 있기 때문에 이 시점 전까지 사용할 UFD가 필요하다.

 

4.1.2 PRELIMINARY UFD는 PLOT PLAN에서 UTILITY USER를 PLOTTING하여 SKETCH한 도면으로 어차피 추후 대폭 수정될 것이므로 많은 노력을 들여 작성할 필요가 없다.

 

4.1.3 이 PRELIMINARY UFD를 INFORM.으로 하여 PIPING GROUP에서 ROUTING STUDY를 하면서 좀더 실제에 가깝고 편리한 방법대로 UFD를 CHECK하여 PROCESS GROUP으로 되돌려 HEADER와 HEADER로부터 USER까지의 LINE SIZE를 재조정 한다.

 

4.2 UFD 작성

4.2.1 HEAT-MATERIAL BALANCE로 부터 TOTAL UTILITY QUANTITY 와 MAIN HEADER SIZE는 계산 가능하나, 실제 PIPE ROUTING에 따라 BRANCH지점과 SIZE REDUCING 지점이 결정되기 때문에 UFD는 PIPING GROUP에 의해 구체화 된다.

 

4.2.2 FLOW DIAGRAM은 위치 방향성이 없는 것이나 UFD만큼은 PIPE RACK의 방향과 DIAGRAM에서의 HEADER방향과 일치하게 하여야 한다. 따라서 흐름의 방향이 "좌에서 우로 위에서 아래로"라는 원칙에 일치하지 않는다.

 

4.2.3 P&ID에서 EQUIPMENT SYMBOL은 측면도 형식을 취한 것에 반해, UFD에서는 BLOCK 처리한 평면도 형식의 위치 개념이 주어져야 한다. UFD에서는 EQUIPMENT SYMBOL이 없다.

 

4.3 UFD의 표기사항

4.3.1 EQUIPMENT

가. 직사각형 BLOCK으로 처리된 EQUIPMENT가 된다.

나. EQUIPMENT NO.가 기입되고 그 EQUIPMENT가 표기된 P&ID의 DWG. NO. 가 기입된다.

 

4.3.2 PIPING

가. 모든 UTILITY PIPE LINE이 표현된다.

나. BRANCH와 REDUCER를 보여준다. 이는 실제 PIPING과 정확히 일치해야 한다. SIZE의 변화를 빠짐없이 기입한다.

다. 모든 VALVE를 SYMBOL에 따라 나타낸다. 단, BLOCK에 있는 P&ID에서의 VALVE는 중복되지 않게 한다.

라. SPECIAL COMPONENT(HEATER, REDUCTOR, LINE MIXER)

마. LINE SIZE, LINE NO., CLASS DESIGNATION, INSULATION 여부와 TRACING 여부를 표기한다.

바. 유체흐름방향, LINE SPEC BREAK, BATTERY LIMIT등을 표기한다.

사. FUTURE CONNECTION, UTILITY STATION등을 나타낸다.

 

4.3.3 INSTRUMENTATION

가. MEASUREMENT ELEMENT( 온도, 압력, 유량)와 그 TAG NO.를 표현한다.

나. CONTROL VALVE, SAFETY VALVE와 그 TAG NO.를 기입한다.

다. CONTROLLER, INDICATOR, RECORDER와 그 TAG NO.가 표현되고 INTERLOCK 관계가 표기된다.

라. IMPULSE LINE(PNEUMATIC OR ELECTRIC)을 보여준다.

 

5. EQUIPMENT

 

5.1 EQUIPMENT NUMBERING

5.1.1 모든 EQUIPMENT는 설계, 구매, 건설 그리고 운전 등에 혼동하지 않고 구별하기 위하여 각각 번호를 정하여 사용한다.

 

5.1.2 모든 EQUIPMENT NO.는 다음 요령으로 문자와 숫자의 조합으로 만들어진다.

E-212 A/G P-101A/G

1 234 1 234

1 : EQUIPMENT SYMBOL(HEAT EXCHANGER, PUMP)

2 : AREA NO.(UNIT AND/OR FACILITY NO.)

3 : EQUIPMENT SERIAL NO.

 

5.1.3 원동기(DRIVER)를 갖는 EQUIPMENT는 EQUIPMENT SYMBOL LETTER에 문자 하나를 추가한다.

CM-101CT-101

M : MOTOR T : TURBINE

 

5.1.4 VENDOR PACKAGED FACILITY안의 EQUIPMENT에 NUMBERING할 필요가 있을 때는 EQUIPMENT SYMBOL LETTER 앞에 "X"를 붙여쓴다.

XE-101-1A/G

12 345 6

1 : VENDOR PACKAGE

2 : HEAT EXCHANGER(AFTER COOLER)

3 : AREA NO.

4 : PACKAGE SEQUENTIAL NO.

5 : SERIAL NO. IN THE PACKAGE

6 : SUFFIX NO.

 

5.2 EQUIPMENT 관련 표기사항

5.2.1 EQUIPMENT의 CAPACITY, 압력, 온도는 PFD에만 나타나고 P&ID와 UFD에는 표기되지 않는다.

5.2.2 도면 상단과 하단에 EQUIPMENT와 ROTATING MACHINE에 대한 NO.와 NAME을 기입하는데 이는 PFD와 P&ID에만 하고 UFD에는 기입하지 않는다.

5.2.3 PIPE LINE이 연결되는 NOZZLE에는 SIZE와 CLASS가 기입되지 않으나 INSTRUMENT용이나 PIPING COMPONENT를 갖는 INSTRUMENT가 연결되는 NOZZLE에는 SIZE와 PIPE CLASS DESIGNATION을 붙여준다.

5.2.4 EQUIPMENT를 PFD나 P&ID에서의 표현은 측면도 형식을 취하고 필요부분까지의 높이를 필요에 따라 적어준다.

5.2.5 M/H는 표기하나 PLATFORM은 표기하지 않는다.

5.2.6 NOZZLE NO.는 기입하지 않는다.

5.2.7 중요한 INTERNAL의 구조를 보여준다.(TRAY, PACKING MATERIAL, SPRAY PIPE, HEATING COIL등)

5.2.8 INSULATION CODE가 표기된다.

5.2.9 구동기구(원동기)를 표현한다.

 

5.3 EQUIPMENT SYMBOL LETTER

SYMBOL LETTER	REPRESENTATIVE EQUIPMENT	OTHER EQUIPMENT	REMARKS
A	AGITATOR	AERATOR, MIXER, BLENDER
B	BOILER	FIRED HEATER, FURNACE, FLARE STACK
C	COMPRESSOR	BLOWER, FAN, VACUUM PUMP
E	HEAT EXCHANGER	COOLING TOWER, REBOILER, COOLER
F	FILTER	SCREEN,SEPARATOR,CENTRIFUGE,DUST COLLECTOR
G	GENERATOR
H	HYDRANT	FIRE AND SAFETY EQUIPMENT
J	GRINDER	CRUSHER, PULVERIZER
K	KILN	CALCINER, ROTARY DRYER
M	CONVEYOR	BUCKET ELEVATOR, MATERIAL HANDLING EQUIPMENT
P	PUMP
R	REACTOR	CONVERTER
S	CONCRETE BASIN	SUMP, PIT
T	TANK	TOWER, REGENERATOR, SCRUBBER
V	VESSEL	DRUM, HOPPER, BIN
W	CRANE	HOIST, ELEVATOR, WEIGHT SCALE
X	SPECIAL EQUIPMENT PACKAGED ITEM

 

 

6. PIPING

 

6.1 LINE NUMBERING

6.1.1 모든 P&ID와 UFD에는 LINE NO.가 기입된다.

6.1.2 LINE NO.는 다음 요령으로 나타낸다.

 

4 P 7 3 0 1 Q B 1 (H)

1 2 3 4 5

1 : LINE SIZE IN INCH

2 : FLUID SYMBOL

3 : LINE SERIAL NO.(PROCESS 에서 첫 자는 UNIT NO.)

4 : MATERIAL SPEC. CLASS DESIGNATION

5 : INSULATION CODE

 

2 C W R 3 0 1 B C 1 (C)

1 2 3 4 5

 

6.2 FLUID SYMBOLS

6.2.1 PROCESS에 따라 특수 FLUID가 있을 경우 중복되지 않는 범위에서 적당한 SYMBOL을 만들어 사용한다.

 

6.3 LINE CLASS DESIGNATION

6.3.1 LINE CLASS는 두개의 문자와 한 개의 숫자로 만들어진다.

6.3.2 LINE CLASS의 첫 문자는 FLANGE RATING이고 두번째 문자는 PIPE 재질을 나타낸다.

6.3.3 FLANGE RATING

첫 문 자	FLANGE RATING	첫 문 자	FLANGE RATING
A	ANSI 125#	P	KS 5K
B	ANSI 150#	Q	KS 10K
C	ANSI 300#	R	KS 16K
D	ANSI 400#	S	KS 20K
E	ANSI 600#	T	KS 30K
F	ANSI 900#	U	KS 40K
G	ANSI 1500#		KS 63K

 

6.4 INSULATION CODE

CODE	DESCRIPTION
(H)	INSULATION FOR HEAT CONSERVATION & PERSONNEL PROTECTION
(C)	INSULATION FOR COLD CONSERVATION & ANTISWEAT
(T)	INSULATION AND TRACED BY STEAM & ELECTRIC
(J)	JACKETED PIPE AND INSULATED
(W)	WINTERIZING

 

6.5 LINE SERIAL NUMBER

6.5.1 PROCESS LINE은 4자리 숫자로, UTILITY LINE은 3자리 숫자 이내로 나타낸다.

6.5.2 PROCESS LINE의 첫 숫자는 EQUIPMENT NO.의 첫 자와 함께 UNIT NO.를 나타낸다.

6.5.3 UTILITY LINE의 MAIN HEADER는 1자리 숫자이고, SUB HEADER는 2자리 숫자이다. EQUIPMENT로 연결되는 LINE은 3자리 숫자이며, 그 첫번째 숫자는 EQUIPMENT NO.의 첫자와 동일하다.

6.5.4 하나의 EQUIPMENT에서 또 다른 EQUIPMENT로 연결될 때 하나의 LINE NO.를 갖는다.

6.5.5 하나의 LINE에서 다른 LINE이 분기될 때 LINE NO.가 추가된다.

6.5.6 LINE의 CLASS가 바뀌거나 INSTRUMENT를 통과하여도 LINE NO.는 바뀌지 않는다.

6.5.7 LINE NO.는 FLOW가 흘러가는 순서대로 연속해서 번호를 붙인다.

6.5.8 같은 EQUIPMENT가 복수 있을 때 그것으로 연결되는 LINE은 각각 LINE NO.를 갖으며, 그 순서는 PIPING DWG.에 따라 추후 수정한다.

6.5.9 FLUID SYMBOL이 바뀌면 LINE NO.는 변화한다.

6.5.10 BY-PASS LINE도 LINE NO.를 갖는다.

6.5.11 EQUIPMENT의 DRAIN, VENT는 LINE NO.를 가지나 LINE LOOP에 의한 DRAIN, VENT는 LINE NO.를 갖지 않는다.

6.5.12 EQUIPMENT에 부착되는 INSTRUMENT는 LINE NO.가 없으나 CLASS는 기입되어야 한다.

6.5.13 VENDOR PORTION의 PIPE LINE은 VENDOR와 INFORM. 교환을 통해 사전에 LINE NO.를 할당하여 준다.

6.5.14 STEAM TRACING 되거나 JACKETING되는 LINE은 원칙적으로 LINE NO.가 동일하게 하고 보조관의 LINE CLASS DESIGNATION만 부여하되( )처리한다.

 

 

7. INSTRUMENTATION

 

7.1 일반

7.1.1 PFD에는 CONTROL VALVE와 SIGNAL SOURCE만을 표기하고 P&ID에는 모든 INSTRUMENT와 SYMBOL 및 INSTRUMENT TAG NO.(IDENTIFICATION LETTER + SERIAL NO.)가 표기된다.

7.1.2 P&ID에는 INSTRUMENT AIR SUPPLY HEADER가 표시되지 않으나 UFD에는 INSTRUMENT AIR SUPPLY HEADER와 BRANCH POINT와 그 외의 BLOCK VALVE가 표시되고, 그 이후부터는 PFD, P&ID 공히 표시되지 않는다.

7.1.3 INSTRUMENT TAG NO.는 10mm 원 안에 기입된다.

7.1.4 CONTROL VALVE의 BY-PASS, SAFETY VALVE의 BY-PASS와 DRAIN, PRESSURE GAUGE의 DRAIN등이 P&ID에 표시되거나 자시 되어져야 한다.

 

7.2 INSTRUMENT TAG NUMBERING

7.2.1 INSTRUMENT TAG BALLOONS

FIELD MOUNTED	PRIMARY LOCATION NORMALLY ACCESSIBLE TO OPERATOR	AUXILIARY LOCATION NORMALLY ACCESSIBLE TO OPERATOR	REMARKS
			DISCRETE INSTRUMENTS
			SHARED DISPLAY SHARED CONTROL (DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)
			COMPUTER FUNCTION
			PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.2.2 IDENTIFICATION LETTER

 

 

NOTE

(1) USER'S CHOICE란 어떤 특수 PROJECT에서 필요에 따라 그 문자를 사용하되 두번 이상의 다수 사용 빈도를 갖는 것이어야 한다.

(2) UNCLASSIFIED란 약정된 문자로서 표현할 수 없는 한 두개의 것이 이것저것 있을 때 사용한다.

(3) 첫번째 문자에 D(DIFFERENTIAL), F(RATIO), Q(INTEGRATE)등을 조합시켜 별개의 계측의 의미를 나타낼 수 있다.

(4) 첫번째 문자로 "A"를 사용하는 것은 이 TABLE안에 수록되지 않은 모든 종류의 ANALYSIS를 포함한다.

(5) 중첩성인 것에 "U"를 쓰는 것은 다른 문자를 조합해서 쓰는 대신에 중첩 기능을 갖는 것에 쓴다.

(6) 부차적 의미의 문자로 HIGH, LOW, MIDDLE, SCAN을 사용하는 것이 좋다.

(7) 부차적 의미의 문자로 "SAFETY"의 "S"는 EMERGENCY ELEMENT용이다.

(8) "GLASS"의 의미로 "G"는 PROCESS의 진행과정을 직접 관측 한다는 것을 뜻한다.

(9) "INDICATE"의 의미로 "I"는 실제 계측 치를 읽어낼 수 있다는 뜻이다.

(10) 후속 문자에서 "PILOT LIGHT"의 "L"은 첫째 문자의 INSTRUMENT의 LOOP로서 한 부분을 뜻한다.

(11) 후속 문자로 "U"를 쓰는 것은 다른 문자를 조합해서 쓰는 대신에 중첩기능을 갖는 것에 쓴다.

(12) 후속 문자로 "CONTROL"의 "C"자는 사용처에 전기장치 기능을 갖는 다는 뜻이다.

(13) 후속 문자로 "HIGH" "LOW"로서 "H"와 "L"을 쓰는 것은 VALVE에서 "FULL OPEN"과 "FULL CLOSE"의 의미로도 사용될 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

7.3 LINE SYMBOL

INSTRUMENT LINE FOR PROCESS CONNECTION PNEUMATIC SIGNAL ELECTRIC SIGNAL OR HYDRAULIC SIGNAL ELECTROMAGNETIC OR SONIC SIGNAL INTERNAL SYSTEM LINK BREAK POINT WITH REFERENCE NUMBER FOR A NOTE ARROW FOR DIRECTION OF ACTION KEEP SIGNAL FLOW

 

NOTE

(1) 다음은 POWER SUPPLY LINE의 약자로서 LINE에 덧붙여서 표기한다.

AS : AIR SUPPLY

ES : ELECTRIC SUPPLY

GS : GAS SUPPLY

HS : HYDRAULIC SUPPLY

NS : NITROGEN SUPPLY

SS : STEAM SUPPLY

WS : WATER SUPPLY

(2) 어떠한 기체를 사용하는 SIGNAL이던 모두 같은 표시를 하고 SUPPLY되는 방향으로 화살표를 넣어준다.

(3) 옆, RADIO WAVE, 원자방사선, 빛을 포함한 전자기기 현상.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.4 CONTROL VALVE ACTUATOR SYMBOL

7.4.1 P&ID에 주로 많이 사용되는 형태의 CONTROL VALVE를 아래에 열거하면,

 

 

7.4.2 CONTROL VALVE 개폐 약자

FC : AIR FAILS CLOSED

FO : AIR FAILS OPEN

FSC : AIR FAILS STATIONARY & CLOSED

FSO : AIR FAILS STATIONARY & OPEN

 

8. 도면 작성의 실제

 

8.1 도면 작성 과정

8.1.1 PROCESS ENGINEER에 이해 원도와 같은 SIZE의 방안지 위에 SKETCH된 도면을 FLOW DIAGRAM DRAFTER에 의해 PRELIMINARY 단계로 "Ao"또는 "A1" SIZE의 원도를 그린다.

 

8.1.2 PROCESS ENGINEER에 의해 CHECK된 도면을 PIPING ENGINEER와 INSTRUMENT ENGINEER에게 배부하고 검토를 받으며 이때 PIPE LINE NO.와 CLASS DESIGNATION 그리고 INSTRUMENT TAG NO.가 기입된다.

 

8.1.3 검토가 완료된 도면은 지체없이 PROCESS ENGINEER에게 되돌려져 검토와 수정작업을 한 후 원도에 PROCESS GROUP MANAGER의 서명이 들어간다.

 

8.1 4 UFD의 경우는 PRELIMINARY UFD와 FINAL UFD의 두가지가 있는데, PRELIMINARY의 경우는 위의 과정 중 불필요한 과정은 생략할 수 있다.

 

8.1.5 서명이 끝난 도면은 PROJECT TEAM에 의해 사내와 사외로 ISSUE 된다.

 

8.1.6 JOB이 수행되는 도중 CLIENT REQUIREMENT, 모순점, 수정 등 많은 변화와 수정이 이루어진다. 이때마다 색연필에 의한 CHECK 요령에 의해 정확히 진행되어야 한다.

 

8.2 도면 배치

8.2.1 P&ID, PFD, UFD 는 주로 "A0" 또는 "A1" SIZE의 도면을 사용하고, 한장으로 완성할 수 없는 경우는 두장이상에 나누어 작성할 수 있으나, 다른 도면 NO.를 할당해야 되고, 그 도면특성에 맞는 TITLE이 있어야 한다.

 

8.2.2 도면 SIZE를 가능하면 "A0" SIZE로 할 것이며, 최대한으로 FACILITY를 배치하여 좋은 도면 구성이 되도록 SIZE를 선택한다.

 

8.2.3 두루말이식 FLOW DIAGRAM("R"SIZE)는 하나의 PROCESS FACILITY가 다함께 보여져 연결되는 비교적 큰 PROCESS의 경우에 사용된다. 대체로 폭은 "A1" SIZE와 같고 길이는 3.5m을 넘지 않도록 한다.

 

8.2.4 EQUIPMENT가 그려진 바로 위나 아래쪽에 도면 BORDER LINE으로부터 위쪽에서는 5mm 정자체로 EQUIPMENT NAME을 기입한다. PFD에서는 EQUIPMENT SPEC.을 기입할 수도 있다.

 

8.3 TITLE BLOCK

8.3.1 TITLE 기입은 5mm 글씨 정자체로 문자본을 대고 쓴다.

8.3.2 TITLE 기입 예

8.3.3 도면 번호

FLOW DIAGRAM용 도면번호는 100-199 까지로 할당되어 있다.

BFD, PFD, P&ID, UFD순으로 SERIAL로 번호를 매겨 나가되 UFD의 경우는 한 도면에 한가지 계통의 UTILITY가 한 도면 UFD에 다 함축되게 할 수도 있다.

PROPOSAL의 경우는 PA0-101, PA1-102등과 같이 "P"를 맨 앞에 붙이고, JOB의 경우는 JA0-101, JA1-102등과 같이 "J"를 맨 앞에 붙인다.