PFD

공정흐름도(Process Flow Diagram, PFD)

개요

“공정흐름도 (PFD, Process Flow Diagram)”라 함은 공정계통과 장치설계기준을 나타내주는 도면이며 주요 장치, 장치간의 공정연관성, 운전조건, 운전변수, 물질․에너지 수지, 제어 설비 및 연동장치 등의 기술적 정보를 파악 할 수 있는 도면을 말한다.

공정흐름도 표시 사항

• 공정 처리순서 및 흐름의 방향(Flow scheme & direction)
• 주요 동력기계, 장치 및 설비류의 배열
• 기본 제어논리(Basic control logic)
• 기본설계를 바탕으로 한 온도, 압력, 물질수지 및 열수지 등
• 압력용기, 저장탱크 등 주요 용기류의 간단한 사양
• 열교환기, 가열로 등의 간단한 사양
• 펌프, 압축기 등 주요 동력기계의 간단한 사양
• 회분식 공정인 경우에는 작업순서 및 작업시간

도면의 작성

• 배치
  1. 제조공정을 한눈에 알아볼 수 있도록 정확하고 알기 쉽게 만들어져야 하며 가능한 한 전체 시스템을 한 장에 나타내는 것이 좋다. 다만, 공정설비가 복잡한 경우 여러 장으로 분할하여 작성할 수 있다.
  2. 공정흐름 순서에 따라 좌측에서 우측으로 장치 및 동력기계를 배열하고 물질수지와 열수지는 도면의 하단부에 표시한다.
• 표시
  1. 기본사항
     • 도면은 약어와 심볼을 이용하여 간단하고 일목요연하게 작성한다.
     • 도면에는 공정 또는 지역 등을 포함하여 고유의 도면번호를 부여한다.
  2. 장치 및 동력기계
     • 주요 장치 및 동력기계에 대하여 장치의 고유번호, 명칭, 용량, 유체의 종류 등의 기본사양을 표시하며, 기계·장치별로 다음 사항을 고려하여 표시 한다.
     • 장치의 심볼은 단순하게 표시하며, 예비기기는 별도로 표시하지 않는다
       • 버킷 스트레이너, 맥동 감쇠기(Pulsation damper) 등과 같은 사소한 기기류는 생략하되, 카트리지 형태의 필터 등과 같이 기능상 공정에 영향을 미치는 기기류는 표시한다.
       • 용기류의 심볼은 외곽선만 간결하게 표시하되, 증류탑의 경우에는 하부 트레이, 공급단 트레이, 상부 트레이 등 트레이 번호를 부여하거나 충전층(Packing layer)을 표시 한다.
       • 모든 종류의 열교환기는 단일 심볼로 표시하며, 동체(Shell)의 갯수나 상세한 유체흐름의 경로 등은 표시하지 않고 동체측과 튜브측만 구분하여 표시한다. 다만, 공냉식 냉각기는 별도의 심볼을 사용한다.
       • 동력기계는 동일 유형의 심볼을 사용하되, 익스팬더와 일체식으로 된 압축기 등과 같은 복합적인 구조의 동력기계는 공급유체의 흐름 경로가 나타나도록 표시 한다.
     • 일반적인 기계․장치의 표기내용은 다음과 같다.
       • 반응기 등 용기류
         • 장치번호 및 명칭
         • 유체명칭
         • 규격(지름 및 높이 또는 길이)
         • 트레이 수 또는 충전물 및 촉매층 높이 등
       • 탱크류
         • 장치번호 및 명칭
         • 유체 명칭
         • 규격(지름 및 높이 또는 길이)
         • 용량
       • 열교환기류
         • 장치 번호
         • 유체 명칭
         • 용량
       • 펌프 및 압축기류
         • 장치번호 및 명칭
         • 유체 명칭
         • 용량
         • 압력
       • 기타 설비
         • 장치번호 및 명칭
         • 유체 명칭
         • 해당 설비의 용량 및 필요한 운전변수
  3. 계기 및 제어장치
     • 계기 및 제어장치들은 다음 사항에 대한 기본적인 제어 논리를 나타내기 위하여 필요한 경우에만 표시하며, 현장 계기 등 사소한 계기 및 제어장치는 생략한다.
       • 주요 공정설비
       • 주요 단위조작
       • 물질수지 및 열수지를 유지하기 위한 정보 제공
       • 기타 시스템의 주요 운전조건 변화에 대한 정보 제공 등
     • 자동밸브의 전·후단 차단밸브와 바이패스는 표시 하지 않는다.
  4. 배관
     • 주 공정흐름배관을 중심으로 표시하되, 기본적인 공정설계개념을 전달하기 위하여 필요한 경우에 한하여 바이패스배관(By-pass line)과 시운전배관(Start-up line) 등도 표시하며, 유틸리티배관은 입구와 출구측만 표시한다.
  5. 물질수지와 열수지
     • 공정흐름도에는 유체의 조성, 유량, 상(Phase), 온도, 압력 등 중요한 물리적 특성과 주요 장치에 있어서의 열교환량이나 에너지 소비량 등 기본적인 공정흐름의 설계개념을 표시한다.
     • 물질수지 및 열수지, 기타 관련 정보들은 공정흐름 순서와 위치를 식별할 수 있도록 흐름번호(Stream number)를 부여하고, 대응되는 물질수지 및 열수지는 도면 하단부 또는 기타 여백에 표기하며, 필요에 따라 별지에 작성 할 수도 있다.
     • 물질수지는 다음과 같은 내용을 표시한다.
       • 흐름번호
       • 흐름별 유체의 종류(기체, 액체) 및 조성
       • 유체의 조성비율
       • 유량
       • 유체 특성 : 비중, 점도, 밀도, 분자량 등
       • 운전압력
     • 열수지는 주요 흐름별 운전온도, 엔탈피, 열용량 등을 표시한다.
     • 흐름번호는 주 공정흐름을 우선하여 원료의 공급에서부터 제품 생산에 이르기까지 순차적으로 부여하고, 정제 및 회수공정 등 부속 공정흐름에 대해서도 계통별로 부여한다.
     • 연속적인 공정벤트나 드레인도 빠짐없이 포함시켜 원료 및 부원료의 총 투입량과 중간 손실을 포함한 제품의 총 생산량 등이 일치하도록 하여야 한다.
     • 다품종의 제품을 생산하는 공정인 경우에는 원료, 제품 등 구성성분 및 운전조건의 변경에 따라 공정흐름도와 물질수지를 별도로 작성하여야 한다.

도면관리 등

• 도면관리 등 기타 도면작성 원칙은 공정배관계장도(P&ID)를 참고한다.