Phát triển bản vẽ P&ID

Như đã đề cập, P&ID là bản vẽ đại diện cho quy trình công nghệ của nhà máy và cách thức vận hành của các thiết bị hay quy trình chính, quy trình xử lý nào trước, quy trình nào kế tiếp theo sau, và chúng được nối với nhau bằng đường ống gì, vật liệu gì, chịu được các điều kiện vận hành áp suất, nhiệt độ, đặc tính lưu chất ra sao. Khi phát triển dự án, bản vẽ này đóng vai trò nền tảng cho các hoạt động thiết kế khác, bao gồm thiết kế chi tiết và các tài liệu vận hành. P&ID cũng là công cụ để các kỹ sư khác chuyên môn, khác nhóm có thể nói chuyện với nhau dễ dàng hơn.

P&ID thường được phát triển từ PFD, bảng tính cân bằng khối lượng (mass balance) và các yêu cầu về điều khiển nhà máy. Để phát triển bản vẽ P&ID, trong nhóm thiết kế cần có kỹ sư Công Nghệ và kỹ sư đo lường và điều khiển. Tuy nhiên, kỹ sư công nghệ sẽ đóng vai trò là người kiểm soát chất lượng, phê duyệt và kiểm soát các phiên bản của bộ P&ID. Các hoạt động khi phát triển P&ID như HAZOP (hazard and operability study) hay Safety Instrumented Level Study (SIL). Sau những hoạt động này, bộ P&ID thường được chỉnh sửa để đáp ứng yêu cầu về an toàn và tối ưu, và thường được nâng phiên bản mới hơn. Vì vậy, khi đọc bản vẽ P&ID cần lưu ý là bạn đang đọc bản vẽ mới nhất, giống với quy trình công nghệ ngoài nhà máy nhất. Trong ngành dầu khí, thay đổi phiên bản các bản vẽ còn được kiểm soát bởi quy trình quản lý sự thay đổi (Management of Change), và người quản lý tài liệu (Document Controlleerr) đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát các phiên bản của bản vẽ và tài liệu.

Quay ại với bản vẽ P&ID, các thông tin cụ thể mà P&ID thể hiện bao gồm:

• Các thiết bị chính trong nhà máy, bao gồm các thông số về mức thấp, mức vận hành mức cao trong bồn bể.  Nếu P&ID được thiết kế tốt, chúng còn thể hiện bồn bể đó hình dạng ra sao, kích thước thế nào, kích cỡ các điểm (nozzle) đấu nối, các mặt bích,  các kết nối cơ khí và vị trí,…
• Tất cả các đường ống, van, van bypass, van giảm áp, các đường thông áp (vents), các thiết bị lắp đạt trên đường ống như van 1 chiều (check valve), các bộ lọc (filters), các bộ reducers và expanders khi kích thước ống thay đổi. Không những thế, P&ID còn thể hiện độ dốc của đường ống, các bọc cách nhiệt, bảo ôn, chất liệu bảo ôn và cách nhiệt. Nếu đường ống được cách nhiệt bằng điện, dạng tự điều chỉnh nhiệt (self regulating), chúng cũng sẽ được lưu ý trên bản vẽ.
• Các giá trị đặt (setpoint) của van giảm áp, van điều áp, các bộ điều nhiệt.
• Các động cơ (motor) và các bộ interlocks. Cách thức các motor hoạt động ví dụ như lead/lag sẽ được ghi chú trong mục ghi chú (Notes) của P&ID.
• Thông tin về các thiết bị đo lường như:
• Thiết bị được lắp trên đường ống (in-line) hay lắp từ xa (remote mounted), đôi khi bản vẽ P&ID còn cho biết thông tin các phụ kiện đấu nối thiết bị đo như van cô lập (isolation valve), các bộ van cô lập và xả (block and bleed valves),…
• Cách thức bảo ôn, cách nhiệt, các đường xả và purging (ventialtion and purging lines)
• Các chức năng chính của vòng điều khiển kín, các nguyên lý và thuật toán điều khiển như PID, cascade hay feeddforward, các giá trị đặt setpoint, các giá trị cảnh báo alarms, các giá trị shutdown HH (high high alarm) và LL (low low alarms).
• Các phương thức truyền tín hiệu (tín hiệu điện, tín hiệu khí nén hay tín hiệu thủy lực)
• Các trạng thái của van khi về trạng thái an toàn (fail-safe) như FO (Fail-open), FC (Fail-close) hay FL (Fail-locked in last position)
• Tất cả các tính năng interlock, các tính năng này thường được giải thích căn kẽ trong các tài liệu diễn giải điều khiện (Control narratives).

Với quá nhiều thông tin như vậy, khi tiếp cận bản vẽ P&ID, kỹ sư cần đọc theo phương cách được khuyến nghị như sau từ người viết:

• Đọc trang các ký hiệu sử dụng trong bộ bản vẽ P&ID, thường được gọi là Legend and Symbol sheets. Luôn luôn in các trang này để tham khảo khi thấy một ký hiệu không quen thuộc
• Đọc phiên bản của bản vẽ, nếu là kỹ sư cho giai đoạn xây dựng và chạy thừ, cần lưu ý bản vẽ là bản vẽ đã được phê duyệt cho xây dựng (Approve for construction), nếu laa2 kỹ sư nhà máy, cần lưu ý bản vẽ là As-built hoặc phiên bản sau as-built do có thay đổi nâng cấp trong vận hành.
• Đọc tiêu đề bản vẽ, để hiểu bản vẽ thể hiện cụm công nghệ gì
• Đọc từ trái qua, bắt đầu từ thông tin của các thiết bị chính, các thông số của thiết bị (main equipment)
• Đọc từ trái qua, tìm các điểm vào và điểm ra của quy trình công nghệ.

Một lưu ý là trong bộ bản vẽ P&ID, người viết cho rằng, trang Legend sheet là trang quan trọng nhất, nó giúp người đọc có thể hình dung ra được mức độ chi tiết như thế nào của bộ bản vẽ P&ID mà người đọc chuẩn bị tiếp cận, vì vậy nên in lelend sheet ra 1 khổ lớn, để ở chỗ dệ thấy sẽ giúp các bạn kỹ sư dần quen thuộc với các ký hiệu, và để hiểu các thông tin chi tiết cho đúng khi tranh luận với các kỹ sư có chuyên môn khác