PFD/P&ID 검토사항

공정흐름도(PFD : Process Flow Diagram) 검토사항

1. 공정 처리순서 및 흐름의 방향

2. 주요 동력기계, 장치 및 설비류의 배열

3. 기본설계를 바탕으로 한 온도, 압력, 물질수지 및 열수지 등

4. 압력용기, 저장탱크 등 주요 용기류의 간단한 사양

5. 열교환기, 가열로 등의 간단한 사양

6. 펌프, 압축기 등 주요 동력기계의 간단한 사양

7. 회분식 공정인 경우에는 작업순서 및 작업시간

​

​

공정배관계장도(P&ID : Piping & Instrument Diagram) 검토사항

1. 일반사항

1) 공정배관계장도에 사용되는 부호(Symbol) 및 범례도(Legend)

2) 장치 및 기계, 배관, 계장 등 고유번호 부여 체계

3) 약어 및 약자 등의 정의

4) 기타 특수 요구사항

​

2. 장치 및 동력기계

1) 모든 장치와 장치의 고유번호, 명칭, 용량, 전열량 및 재질 등의 주요 명세

2) 모든 동력기계와 동려기계의 고유번호, 명칭, 용량 및 동력원(전동기, 터빈 또는 엔진 등) 등의 주요명세

3) 탑류, 반응기 및 드럼 등의 경우에는 맨홀, 트레이의 단수 분배기(Distributor) 등 내부의 간단한 구조 및 부속품

4) 모든 벤트 및 드레인의 크기와 위치

5) 장치 및 동려기계의 연결부

6) 장치 및 동력기계의 보온, 보냉 및 트레싱(Heat tracing)

​

3. 계측기기

1) 센서, 조절기, 지시계, 기록계, 경보계 등을 포함한 제어 계통

2) 분산제어시스템(DCS) 또는 아날로그 등 제어장치의 구분

3) 현장설치계기, 현장패널표시계기, 분산제어시스템 표시계기 등의 구분

4) 고유번호, 종류, 형식, 기능

5) 자동조절밸브와 긴급차단밸브의 크기, 형태, 측관의 규격 및 정전과 같은 이상시 밸브의 개폐 위치

6) 공기 또는 전기 등 신호라인(Signal line)

7) 안전밸브의 크기, 설정압력 및 토출 측 연결부위의 조건

8) 계장용 배관 및 계기의 보온종류

9) 비정상운전 및 안전운전을 위한 연동시스템

​

4. 배관

1) 배관 및 덕트의 호칭지름, 배관번호, 재질, 플랜지 호칭압력, 보온 또는 보냉, 유체의 흐름방향 등

2) 정상운전, 시운전시에 필요한 모든 배관에 설치되어 있는 벤트 및 드레인

3) 모든 차단밸브 및 밸브의 종류

4) 특별한 부속품류, 시료채취배관, 시운전용 및 운전중지에 필요한 배관

5) 스팀이나 전기에 의한 트레싱(Heat tracing)

6) 보온 및 보냉의 종류

7) 배관의 재질이 바뀌는 위치 및 크기

8) 공급범위 등 기타 특수조건 등의 표기

구분	검토사항
공정 범위	1. 배관계통의 안전과 운전에 영향을 미치는 매개변수(Parameter)는 다음과 같다. 1) 유체의 화학반응, 압력, 온도, 유속, 점도, 밀도, 비중, 오염물질, 촉매 및 수압시험을 위험 물 2) 층류, 난류 또는 2상 흐름(Two phase flow) 등 흐름의 형태 3) 수평, 수직 또는 경사 등 배관의 방향 4) 밸브의 스템, 핸드휠 및 조작자의 방향 5) 부주의한 잠금이나 열팽창에 의한 과압과 같은 예상 되는 국부적인 조건들 ​ 2. 입자상 물질들은 밸브 시트가 새는 원인이 될 수 있고, 밸브의 시트나 디스크에 손상을 줄 수 있으며, 오염물질들은 배관의 부식과 마모의 원인이 될 수 있다. ​ 3. 유체의 전이(Fluid transients)는 다음 예와 같이 시스템이 시작되거나 정지 유량이 증가하거나 감소하거나 열적 조건의 변화가 있을 때 일어난다. 1) 안전밸브, 체크밸브 및 빠르게 동작하는 유량조절밸브와 차단밸브의 경우 2) 유체의 전이를 예방하기 위해서는 배관에 힘과 모멘트를 줄 수 있는지를 설계시 고려
재료	1. 주연철(Ductile iron)은 -29℃ 이하 또는 343℃ 이상의 온도에서 압력이 있는 곳에 사용해서는 안 된다. 다만, 오스테나이트계 주철은 저온에서 사용할 수 있다. ​ 2. A571 스테인리스강은 -196℃ 이하의 온도에서 사용할 수 없다. ​ 3. 주철(Cast iron)은 온도가 149℃ 이상이거나 게이지압력이 1.03 MPa 이상에서 탄화수소나 다른 인화성 유체를 사용하는 공정지역에서는 사용할 수 없으며, 다른 지역에서는 2.76 MPa 이상에서 사용할 수 없다. ​ 4. 가단주철(Malleable iron)은 -29℃ 이하 또는 343℃ 이상의 온도에서는 오느 유체에도 사용할 수 없고, 인화성 유체의 경우에는 온도가 149℃ 이상이거나 게이지압력이 2.76 MPa 이상에서 사용할 수 없다. ​ 5. 고함유 실리콘 철(14.5% Si)은 인화성 유체에 사용할 수 없다. ​ 6. 납과 주석 미 이들의 합금은 인화성 유체에 사용할 수 없다.
유속	1. 부식, 마모 및 진동 방지 1) 액체의 유속 제한 - 탄소 및 스테인리스강 관의 경우 산이나 알칼리 모두 어느속도 이상이 되면 부식이나 마모의 원인 - NaOH 및 KOH 수용액과 NaOH 및 KOH 가 5% 이상 함유된 탄화수소 혼합물 등 알칼리는 1.2m/s 이하 - 80wt% 이상인 황산이나 5vol% 이상인 황산 혼합물 등 농황산은 1.2m/s 이하이여야 함. - 1 vol% 이상 페놀이 포함된 물은 0.9m/s 이하 - MEA 및 DEA와 같은 아민 수용액은 3m/s 이하 - 플라스틱이나 고무라이닝 관은 심한 마모를 피하기 위하여 3m/s 이하 - 부식이나 마모가 없는 대부분의 액체는 6m/s 이하 ​ 2) 증기 및 가스 : 순수한 증기나 가스는 마모의 문제가 없어 규정에 의해 유속을 구한다 ​ 3) 습한 증기는 마모를 일으킬 수 있으므로, 페놀의 습한 증기(Wet vapor)는 18m/s 이하이고, 습한 배기(Wet exhaust)는 135m/s 이하로 함 ​ 4) 증기와 액체혼합물 : 환형(Annular)에서 고속의 유체이거나 또는 미스트 영역(Regimes)에서 운전되는 공정라인과 같은 2상계에서는 마모가 일어날 수 있다. 이경우에는 4종류의 곤계식을 통하여 유속을 구한다. ​ ​ 2. 정전기 발생방지 1) 전도도가 50pS/m 보다 작고, 물과 비혼합성 액체인 경우에는 유속을 2m/s 이하로 설계 2) 인화성 액체를 탱크 등에 초기 주입하는 경우에는 유속을 1m/s 이하 ​ ​ 3. 소음의 발생 방지 1) 액체의 유속을 10m/s 이하로 함 2) 가스 및 증기 규정된 수식에 의해 구한다.
밸브 선정	1. 설계 시 일반적인 고려사항 1) 밸브는 개.폐(On/Off), 조절(Throttling) 및 역류방지 등의 기능, 압력손실과 뱁ㄹ브의 허용 누수량에 따라 게이트, 볼, 글로브, 니들, 콕, 버터플라이 및 다이어프램 등 형식을 선정 - 개.폐 밸브 : 게이트 밸브, 플러그 밸브 및 볼밸브 - 조절 밸브 : 글로브 밸브, 버터플라이 밸브, 다이어프램 밸브 및 펀치밸브 - 역지 밸브 : 체크밸브 - 혼합 밸브 : 자동조절밸브 및 솔레노이드 등 계기와 연동되는 밸브 ​ 2) 게이트 밸브의 스템이나 버터플라이, 플러그와 볼밸브의 1/4 개도(Quarter turn)와 같이 밸브가 열리고 닫힘을 시각적으로 알 수 있도록 하는 거싱 안전상 도움이 되며, 필요한 경우에는 꼬리표를 제작하여 부착한다. ​ 3) 화학물질의 종류, 상, 온도, 압력 및 유량 등 공정유체의 조건에 적합하여야 하며, 압력 . 온도 등급, 연결방법과 부식, 마모 및 온도 스트레스 등을 고려하여 밸브의 몸체와 부속품의 재질을 결정한다. ​ ​ 2. 자동조절밸브의 고장 모드(Failuremode) - 고장 시 열림(Fail open) - 고장 시 닫힘(Fail close) - 고장 시 상태로 있음(Fail in place) ​ ​ 3. 긴급차단밸브(Emergency islation valve) 1) 긴급차단밸브는 인화성 유체 또는 독성물질의 대량 손실을 막기 위하여 설치 ​ 2) 대량의 누출이 우려되는 곳은 펌프 주변, 드레인 포인트 및 호스 연결부 등이 있다.

​