elaboração de fluxogramas

elaboração de fluxogramas

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P r of.

C é l i o C a r l os Z a t t o ni

Prof. Célio Carlos Zattoni Julho de 2010 http://www1.fatecsp.br/celio

FATEC-SP - FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO - PROF. CÉLIO CARLOS ZATTONI | FLUXOGRAMA DE PROCESSO (PFD - PROCESS FLOW DIAGRAM) 2

1. FLUXOGRAMA DE PROCESSO (PFD - PROCESS FLOW DIAGRAM)3
1.1. INTRODUÇÃO3
1.2. OBJETIVOS DO PFD3
1.3. SIMBOLOGIA3
1.4. EXEMPLO3
2. FLUXOGRAMA DE ENGENHARIA (P&ID – PIPING AND INSTUMENTATION DIAGRAM)5
2.1 INTRODUÇÃO5
2.2 OBJETIVOS DO P&ID5
2.3 SIMBOLOGIA5
2.4 EXEMPLO5
3. PRINCÍPIOS E FUNDAMENTOS NA ELABORAÇÃO DE FLUXOGRAMAS8
3.1 GERAL8
3.2 EQUIPAMENTOS8
3.3 LINHAS DE PROCESSO E DE UTILIDADES8
3.4 VÁLVULAS E ACESSÓRIOS DE LINHA8
3.5 INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO8
3.6 SIMBOLOGIA8
3.7 TEXTOS, ABREVIATURAS E NUMERAÇÃO DE LINHAS E EQUIPAMENTOS8
3.8 DIMENSÕES E ELEVAÇÕES9
3.9 DOCUMENTOS RELACIONADOS COM OS FLUXOGRAMAS9
3.10 EXEMPLOS DE FLUXOGRAMAS9
3.1 ARRANJO DAS ÁREAS DO DESENHO DE UM FLUXOGRAMA1
3.12 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO1
4. FLUXOGRAMAS CARACTERÍSTICOS13
5. EXEMPLO PRÁTICO20
5.1 FOTOS DA UNIDADE PRODUTORA DE CIMENTO-COLA21
6. SIMBOLOGIA PARA FLUXOGRAMAS24
6.1 ABREVIATURAS MAIS UTILIZADAS EM TUBULAÇÃO24
6.2 ABREVIATURAS MAIS UTILIZADAS EM EQUIPAMENTOS25
6.3 ABREVIATURAS MAIS UTILIZADAS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO26
6.4 LINHAS DE CONDUÇÃO DE FLUIDOS27
6.5 LINHAS E SÍMBOLOS DE INSTRUMENTAÇÃO28
6.6 SÍMBOLOS DE VÁLVULAS E ACESSÓRIOS PARA TUBULAÇÃO29
6.7 SÍMBOLOS PARA MÁQUINAS, EQUIPAMENTOS E MOTORES30
6.8 LEGENDA PARA NUMERAÇÃO DE LINHAS3
6.9 LEGENDA PARA NUMERAÇÃO DE EQUIPAMENTOS (TAG)34
6.10 SÍMBOLOS GERAIS35
7. EXERCÍCIOS36

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1. FLUXOGRAMA DE PROCESSO (PFD - PROCESS FLOW DIAGRAM)

1.1. Introdução

É uma representação esquemática que mostra as relações entre as fases e as necessidades básicas de cada etapa do processo. O fluxograma de processo (PFD) deve ser elaborado por engenheiros e técnicos especializados e experientes na área em questão e deve mostrar: as operações unitárias básicas, os equipamentos principais, o fluxo principal do projeto e os dados do projeto.

1.2. Objetivos do PFD

O fluxograma de processo (PFD) tem por objetivo garantir a viabilidade, a continuidade e a integridade do processo. Serve ainda para definir os perfis de classes de pressão e temperatura para a seleção dos materiais de tubulação e equipamentos. O balanço de massa deve ser concretizado no fluxograma de processo.

1.3. Simbologia

Os símbolos de equipamentos do PFD devem ser simples e objetivos, pois interessam apenas ao processo e os símbolos de instrumentação devem variar de acordo com as necessidades da indústria, devem mostrar apenas a importância de se controlar uma variável e não como isso é feito. A simbologia de instrumentação deve ser conforme ANSI/ISA e ABNT NBR 8190.

DETALHE 1

DETALHE 2

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DETALHE 1 DETALHE 2

INSTUMENTATION DIAGRAM) 5

2. FLUXOGRAMA DE ENGENHARIA (P&ID – PIPING AND INSTUMENTATION DIAGRAM)

2.1 Introdução

São desenhos esquemáticos que mostram o arranjo funcional de todos os sistemas e equipamentos de processo e utilidades. Os P&ID’s são documentos elaborados principalmente pelas equipes de tubulação e mecânica com supervisão da equipe de processos e complementados pela instrumentação e automação. Esse documento multidisciplinar deve mostrar todos os equipamentos, toda a tubulação e a instrumentação ligada ao processo.

2.2 Objetivos do P&ID

O fluxograma de engenharia (P&ID) tem por objetivo nortear o detalhamento mecânico e de tubulação. O P&ID contém todos os dados dos equipamentos, da tubulação e da instrumentação e automação ligada ao processo.

2.3 Simbologia

Os símbolos de equipamentos do P&ID também devem ser simples e objetivos, porém, por se tratar de um documento multidisciplinar, devem constar todos os dados dos equipamentos, da tubulação e da instrumentação e automação ligada ao processo. A simbologia de instrumentação deve ser conforme ANSI/ISA e ABNT NBR 8190.

2.4 Exemplo

DETALHE 4

DETALHE 3

DETALHE 5 DETALHE 7

DETALHE 6 DETALHE 8

INSTUMENTATION DIAGRAM) 6

DETALHE 3 DETALHE 4

INSTUMENTATION DIAGRAM) 7

DETALHE 5 DETALHE 6 DETALHE 7

DETALHE 8

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3. PRINCÍPIOS E FUNDAMENTOS NA ELABORAÇÃO DE FLUXOGRAMAS

3.1 GERAL

Os “Fluxogramas de Utilidades” deverão ser elaborados em desenhos exclusivos. Os “Fluxogramas de Água de Combate ao Incêndio” deverão ser elaborados em desenhos exclusivos. Os “Fluxogramas de Engenharia” deverão ser separados por área de atividade ou de processo industrial e representados em desenhos exclusivos.

3.2 EQUIPAMENTOS

Adotar os símbolos já consagrados e/ou normalizados. Os símbolos devem ter um formato mnemônico quando não definidos por simbologia já consagrada. Conservar a relação de tamanho dos equipamentos para a simbologia. Equipamentos de mesma simbologia, porém de tamanhos muito diferentes, devem ser representados com tamanhos diferentes no fluxograma. Dispor os equipamentos na folha de desenho conservando a topologia do arranjo de equipamentos.

3.3 LINHAS DE PROCESSO E DE UTILIDADES

As linhas devem ser diferenciadas pela espessura; grossa e média. As linhas de processo com espessura grossa e as linhas de utilidades com espessura média. Todas as linhas devem preferencialmente ser desenhadas na horizontal ou na vertical. O sentido de fluxo deve ser preferencialmente da esquerda para a direita. Linhas por gravidade devem ter fluxo vertical de cima para baixo ou horizontal. Linhas sob pressão podem ter fluxo vertical de baixo para cima. Linhas paralelas devem ser afastadas entre si e dos equipamentos de pelo menos 8 m (ideal 10 m). No cruzamento de linhas deve ser interrompida a linha vertical. Indicar o sentido de fluxo no final dos trechos horizontais e verticais e nos pontos de interligação. Evitar que linhas longas do fluxograma representem linhas curtas no arranjo e vice-versa. As canaletas devem ter fluxo horizontal ou vertical de cima para baixo.

3.4 VÁLVULAS E ACESSÓRIOS DE LINHA

Devem ser indicadas, sempre que possível, de tal forma a se deduzir os locais a serem instaladas. Indicar a simbologia adotada no próprio desenho de isométrico ou emitir desenho de simbologia. Todas as válvulas das linhas de processo e de utilidades são representadas com o mesmo tamanho.

3.5 INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO

As linhas deverão ser de espessura fina. Não há necessidade de interromper as linhas de instrumentação quando do cruzamento com linhas de processo ou de utilidades e vice-versa. As válvulas dos instrumentos podem ser representadas com um tamanho ligeiramente menor que as válvulas do processo.

3.6 SIMBOLOGIA

Adotar simbologia consagrada e/ou conforme norma ANSI/ISA 5.1 ou ABNT NBR 8190. Indicar a simbologia adotada no próprio desenho de isométrico ou emitir desenho de simbologia. Conservar a relação de tamanho entre os símbolos de equipamentos.

3.7 TEXTOS, ABREVIATURAS E NUMERAÇÃO DE LINHAS E EQUIPAMENTOS.

Os textos devem ser escritos preferencialmente em letras maiúsculas na horizontal. Apresentar a legenda com as abreviaturas utilizadas no fluxograma. Apresentar a legenda com a numeração das linhas e equipamentos. Numerar uma linha somente em um único ponto, preferencialmente na horizontal e acima da linha.

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Linhas paralelas devem ser numeradas segundo uma coluna. Linhas verticais devem ser numeradas com uma linha de chamada na horizontal. Equipamentos de pequenas dimensões devem ter a numeração o mais próximo possível do símbolo. Equipamentos de dimensões maiores podem ter sua numeração no interior do símbolo. Na numeração das linhas e equipamentos, seguir uma seqüência lógica entre o fluxograma e o arranjo de equipamentos (layout).

3.8 DIMENSÕES E ELEVAÇÕES.

Todo fluxograma é adimensional, porém deverão ser indicadas as dimensões que fazem parte ou são imprescindíveis para o processo. Indicar no fluxograma as elevações que deverão ser adotadas pelo detalhamento.

3.9 DOCUMENTOS RELACIONADOS COM OS FLUXOGRAMAS.

Lista de linhas Lista de válvulas Lista de equipamentos Lista de tie-ins

3.10 EXEMPLOS DE FLUXOGRAMAS.

Exemplo 1

Observações: a. Na linha de polpa de minério o fluxograma sugere que a válvula de mangote seja instalada junto à linha tronco. b. Na linha de água de resfriamento o fluxograma sugere que a válvula de gaveta seja instalada junto canaleta.

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Exemplo 2

Observações: a. O fluxograma sugere que a seja executado na linha 8-AN-3301-0109-La um sifão com 500 m acima do teto falso do vaso.

b. O fluxograma sugere que a ventilação da linha 8-AN-3301-0109-La se extenda por 1000 m acima da linha.

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3.1 ARRANJO DAS ÁREAS DO DESENHO DE UM FLUXOGRAMA.

3.12 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO.

Elaborar o Fluxograma de Processo (PFD) e o Fluxograma de Engenharia (P&ID) para uma estação elevatória de água bruta, desde um lago até a estação de tratamento.

Dados do projeto:Vazão: 0,25 m3/s

Dados do lago: Nível mínimo: EL. 277,50 Nível máximo: EL. 279,30

Dados da ETA Elevação de descarga: EL. 385,0

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4. FLUXOGRAMAS CARACTERÍSTICOS

Alguns Fluxogramas de Engenharia (P&ID) são bem característicos, quase sempre são representados da mesma maneira, resultando, na maioria das vezes, desenhos bem semelhantes.

Como exemplo pode-se citar os fluxogramas de:

Estações Elevatórias Estações de Serviço Combate ao Incêndio Serviços Auxiliares em PCHs

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FLUXOGRAMA DE ENGENHARIA – ESTAÇÃO DE SERVIÇO DETALHE 1 DETALHE 2

DETALHE 1

DETALHE 3 DETALHE 2

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DETALHE 3

DETALHE 1 DETALHE 2

DETALHE 3

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DETALHE 1 DETALHE 2

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FLUXOGRAMA DE ENGENHARIA – SERVIÇOS AUXILIARES (EM PCH’s) DETALHE 1

DETALHE 1 DETALHE 2

FATEC-SP - FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO - PROF. CÉLIO CARLOS ZATTONI | FLUXOGRAMAS CARACTERÍSTICOS 19 DETALHE 2

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5. EXEMPLO PRÁTICO Elaboração de um fluxograma de uma Unidade Produtora de Cimentocola.

F A T E C - S P 0

VOLUME (m3)

M I S T U R A D O R M I - 0 1

E N S A C A D E I R A E S - 0 1

FILTRO DE MANGAS F M - 0 1

1. EXISTE UMA LINHA DE AR COMPRIMIDO DE SERVIÇO AO LADO DA INSTALAÇÃO DA UNIDADE.

2. A LINHA DE AR DE INSTRUMENTO DEVERÁ SER INSTALADA À PARTIR DA LINHA DE AR DE SERVIÇO.

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5.1 FOTOS DA UNIDADE PRODUTORA DE CIMENTO-COLA VISTA GERAL VISTA FRONTAL

SI-01 E CAPELA ENSACADEIRA E ESTEIRA

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DESCARGA DO ELEVADOR DE CANECAS PARA OS SILOS SI-02A E SI-02B CÉLULAS DE CARGA DO SILO SI-01

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DETALHE DO SILO SI-03 DETALHE DA DESCARGA DO SILO SI-01 PARA EC-01 DETALHE DA TOMADA DE AR DE SERVIÇO PARA AR DE INSTRUMENTOS

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6. SIMBOLOGIA PARA FLUXOGRAMAS

6.1 ABREVIATURAS MAIS UTILIZADAS EM TUBULAÇÃO

AF ou WF ÁGUA FRIA AG ÁGUA GELADA AI ÁGUA INDUSTRIAL AP ÁGUA POTÁVEL AIN AR COMPRIMIDO DE INSTRUMENTO AS AR COMPRIMIDO DE SERVIÇO DR DRENAGEM FE FALHA ESTACIONÁRIA FI FILTRO FY FILTRO TIPO Y FA NA FALHA ABRE F NA FALHA FECHA NA NORMALMENTE ABERTO NF NORMALMENTE FECHADO PU PURGADOR SP SET POINT

AM ou TA TOMADA DE AMOSTRAS VAG VÁLVULA AGULHA

VBO ou BO VÁLVULA BORBOLETA VRE ou RET VÁLVULA DE RETENÇÃO VDA VÁLVULA DIAFRAGMA

VES ou VE VÁLVULA ESFERA VGA ou GAV VÁLVULA GAVETA VGL ou GLO VÁLVULA GLOBO VGU VÁLVULA GUILHOTINA VMA VÁLVULA MACHO

VMN ou MAN VÁLVULA MANGOTE VA VAPOR VE VENTOSA

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6.2 ABREVIATURAS MAIS UTILIZADAS EM EQUIPAMENTOS

S ou SI SILO SO SOPRADOR T TURBINA TC TROCADOR DE CALOR TD TORRE DESCARBONATADORA TQ TANQUE TR TORRE DE RESFRIAMENTO V VASO VE VENTILADOR

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6.3 ABREVIATURAS MAIS UTILIZADAS EM INSTRUMENTAÇÃO E AUTOMAÇÃO

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6.4 LINHAS DE CONDUÇÃO DE FLUIDOS

LINHA PRINCIPAL LINHA GROSSA (0,5 a 0,8 m)

LINHA DE UTILIDADES LINHA MÉDIA (0,3 a 0,4 m)

LINHA DE INSTRUMENTOS LINHA FINA (0,15 a 0,2 m)

CANALETA (com sentido de fluxo) ou

TAMPÃO ou CAP

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6.5 LINHAS E SÍMBOLOS DE INSTRUMENTAÇÃO

ALIMENTAÇÃO DE INSTRUMENTOS LINHA FINA (0,15 a 0,2 m)

SINAL ELÉTRICO LINHA FINA (0,15 a 0,2 m)

LINHA FINA (0,15 a 0,2 m) SINAL PNEUMÁTICO

LINHA FINA (0,15 a 0,2 m) SINAL ELÉTRICO BINÁRIO

LINHA FINA (0,15 a 0,2 m) TUBO CAPILAR

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6.6 SÍMBOLOS DE VÁLVULAS E ACESSÓRIOS PARA TUBULAÇÃO FIGURA OITO (NORMALMENTE FECHADA) ou VÁLVULA DE RETENÇÃO

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6.7 SÍMBOLOS PARA MÁQUINAS, EQUIPAMENTOS E MOTORES BALANÇA

BOMBA D0SADORA BOMBA DE ENGRENAGEM

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6.8 LEGENDA PARA NUMERAÇÃO DE LINHAS

BSERVIÇO
CÁREA DA TUBULAÇÃO
DSEQUENCIAL
EESPECIFICAÇÃO DE TUBULAÇÃO
FISOLAMENTO TÉRMICO

EXEMPLO 1: 2”-AG-360-1200-A1 2” – DIÂMETRO DA LINHA AG – SERVIÇO: ÁGUA GELADA 360 – ÁREA DA TUBULAÇÃO 1200 – SEQUENCIAL DA LINHA A1 – ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA

BSERVIÇO
CÁREA
DSEQUENCIAL
EESPECIFICAÇÃO DE TUBULAÇÃO
FISOLAMENTO TÉRMICO

EXEMPLO 2: 80-VB-210-1630-A3-40 80 – DIÂMETRO DA LINHA VB – SERVIÇO: VAPOR DE BAIXA 210 – ÁREA 1630 – SEQUENCIAL DA LINHA A3 – ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 40 – ESPESSURA DO ISOLAMENTO TÉRMICO

BDIÂMETRO DA LINHA EM MILÍMETROS
CÁREA
DSEQUENCIAL
EESPECIFICAÇÃO DE TUBULAÇÃO

EXEMPLO 3: CO-100-21030-A6-P CO – SERVIÇO: CONDENSADO DE VAPOR 100 – DIÂMETRO DA LINHA 21 – ÁREA 030 – SEQUENCIAL DA LINHA A6 – ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA P – ISOLAMENTO: PARA PROTEÇÃO PESSOAL

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6.9 LEGENDA PARA NUMERAÇÃO DE EQUIPAMENTOS (TAG)

BÁREA
CSEQUENCIAL

EXEMPLO 1: TQ-100-008 TQ – SIGLA DO EQUIPAMENTO: TANQUE 100 – ÁREA 008 – SEQUENCIAL

EXEMPLO 2: V-135-021 V – SIGLA DO EQUIPAMENTO: VASO 135 – ÁREA 021 – SEQUENCIAL

EXEMPLO 3: TC-033-001 TC – SIGLA DO EQUIPAMENTO: TROCADOR DE CALOR 033 – ÁREA 001 – SEQUENCIAL

BÁREA
CSEQUENCIAL

EXEMPLO 4: FI-2105 FI – SIGLA DO EQUIPAMENTO: FILTRO 21 – ÁREA 05 – SEQUENCIAL

EXEMPLO 5: TR-0103 TR – SIGLA DO EQUIPAMENTO: TORRE 01 – ÁREA 03 – SEQUENCIAL

BSEQUENCIAL

EXEMPLO 6: BO-01 BO – SIGLA DO EQUIPAMENTO: BOMBA 01 - SEQUENCIAL

EXEMPLO 7: V-31 V – SIGLA DO EQUIPAMENTO: VASO 31 - SEQUENCIAL

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6.10 SÍMBOLOS GERAIS INÍCIO DO PROCESSO

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7. EXERCÍCIOS

Exercício 1

Elaborar o Fluxograma de Engenharia (P&ID) para uma estação elevatória de água desmineralizada, desde um tanque TQ-001 até os tanques TQ-002 e TQ-003. Deverão ser instaladas 3 bombas (2+1) junto ao tanque TQ-001, cada uma com vazão de 0,20 m3/s e altura manométrica total de 45 mca. O tanque TQ-001 esta instalado na elevação EL. 10,0 m e os tanques TQ-02 e TQ-03 estão instalados nas elevações 140,0 e 180,0 m, respectivamente.

(Parte 1 de 2)

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