SEIN0022仪表供气系统设计规定.doc

SEIN 0022-2001
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目 次

1 总则
1.1 目的
1.2 范围
2 供气质量要求
2.1 露点
2.2 含尘
2.3 含油量
2.4 污染物
3 气源压力
3.1 仪表输入端气源压力
3.2 气源总管压力
4 供气容量
4.1 仪表耗气量汇总计算方法
4.2 仪表耗气量估算方法
4.3 特殊仪表耗气量的计算
5 供气系统设计
5.1 供气系统要求
5.2 储气罐
5.3 除尘脱水器设置的原则
5.4 供气管的配置方式
5.5 仪表供气方式
5.6 供气管径的选择
6 供气系统管路设计
6.1 供气管路敷设要求
6.2 气源的连接与阀门的设置
6.3 供气管路材质的选择
附录A 空气露点换算图

1 总则

1.1 目的
为石油化工企业自动化仪表供气系统的可靠性、先进性和设计的统一性，特制定本标准。
1.2 范围
1.2.1 本标准规定了仪表用气源质量、气源压力、供气容量、供气方式及供气系统管路设计等内容。
1.2.2 本标准适用于新建、改建和扩建石油化工工厂生产装置或单元自动控制仪表的气源供气系统。

2 供气质量要求

2.1 露点
仪表供气中要求气源不能含有水分，为保证供气系统可靠工作，气源必须除湿。空气中含水量的多少由露点高低来表示。净化后的干气露点，应比当地极端最低环境温度低10 ℃。露点换算图见附录A。
2.2 含尘
粉尘是以两个方面影响仪表工作的：一是含量多少，二是粒度大小。含量限制范围应小于5 mg/m3，粉尘颗粒径限制范围应小于3 mm。
2.3 含油量
仪表气源中的油分主要来自压缩机的润滑油，气源中含油量不得大于10 mg/m3（8×10-6重量比）。
2.4 污染物
在设计气源装置时，应正确选择吸风口位置，避免吸入易燃易爆有毒及腐蚀性气体或蒸汽。如果存在污染物，则应采取措施，或远离气源装置取气，或通过吸收等方法予以消除。

3 气源压力

3.1 仪表输入端气源压力
3.1.1 仪表输入端的气源压力应满足仪表供气压力的要求。
3.1.2 常用气动仪表类供气压力范围分为：
a) 气动仪表（包括气动变送器、电/气转换器等）：140 kPa；
b) 定位器（配薄膜执行器）：140 kPa～350 kPa；
c) 定位器（配活塞执行器）：350 kPa～700 kPa。
3.2 气源总管压力
全厂压缩空气站净化装置出口处的总管气源压力范围为600 kPa～800 kPa，进各界区的压力宜达到600 kPa。

4 供气容量
仪表供气负荷由两部分组成，凡是构成测量及控制回路的气动仪表和气动控制装置用气为主要负荷类（如气动变送器、调节器、定位器、调节阀、气缸阀、电磁阀等以及吹气法测量料位、液位、压力、充气法防爆、防腐等），仪表维护吹洗、校验及安全防护用气为一般负荷类。

4.1 仪表耗气量汇总计算方法
4.1.1 仪表气源装置设计容量取决于仪表总耗量的大小。仪表总耗量的计算，宜采用汇总方式。
4.1.2 通常仪表的耗气量为操作状态下（140 kPa，20 ℃）的稳态数据，计算耗气量时，应按式（4.1.2）换算为标准状态（101.33 kPa（A），20 ℃）。
QS＝1.54QO （4.1.2）
式中：
QS——标准状态下的稳态耗气量，m3/h；
QO——操作状态下的稳态耗气量（标准状态），m3/h。
4.1.3 仪表气源装置设计容量按式（4.1.3）计算。
Qd＝（K1＋K2）∑QS （4.1.3）
式中：
Qd——源装置设计容量（标准状态），m3/h；
∑QS——各类仪表稳态耗气量总和（标准状态），m3/h；
K1——供气管网系统泄漏参数，通常取0.1～0.3；
K2——考虑瞬时耗气量的修正系数，通常取2。
4.2 仪表耗气量估算方法
在采用汇总方式估算仪表总耗量有困难时，可根据现场经验直接估算仪表气源装置设计容量：
a) 每台气动调节阀（电气转换器、气动定位器）的耗气量（标准状态）按
1 m3/h～2 m3/h计算；
b) 每台现场安装的其它气动仪表的耗气量（标准状态）按约1 m3/h计算；
c) 每台控制室内安装的气动仪表的耗气量（标准状态）按0.5 m3/h～1 m3/h计算；
d) 正压通风防爆仪表柜按每小时换气次数大于6次考虑。
4.3 特殊仪表耗气量的计算
4.3.1 根据每台仪表的最大耗气量指标计算，如单动滑阀、双动滑阀、大口径蝶阀、在线质量分析仪表等。
4.3.2 与检测控制系统仪表的长期延续工作有关的耗气量（标准状态）按点数计算，如催化裂化装置中测量催化剂流态化床层压力、差压等的反吹用气量（标准状态），密相每点按4.5 m3/h，稀相每点按2 m3/h计算。
气动程序控制系统、吹气式检测仪表、微正压防爆吹气等的用气量，也应按其实际耗气量逐点计算。

5 供气系统设计

5.1 供气系统要求
5.1.1 气源装置供给全厂（可分若干界区）若干工艺装置的仪表用气，宜采用环行供气。这部分管线由工艺专业负责设计。
5.1.2 本分配系统是指经由专用的净化压缩空气管网，进入装置或单元后的仪表供气系统。此供气系统要求有一定储备能力，有净化减压措施，并要求尽可能减少压力损失及泄漏量。供给仪表的气源应是压力恒定，质量合格的净化空气。
5.2 储气罐
5.2.1 设置原则
设置储气罐的主要目的是在气源装置发生事故而停止供气时，依靠储罐储备的空气作紧急供气使用，其设置原则如下：
a) 凡供给30个回路以上的气动仪表的供气系统应设置仪表供气专用的储气罐。
b) 装置中有较重要的以气源为动力的自控设备或自动保护联锁系统时，应设置储气罐。
c) 输送空气管网总管线长度超过200 m时，应设置储气罐。
d) 以电动单元为主体仪表的小装置或单元，可不设储气罐，但大、中型装置用气量大或回路数多时，应设置储气罐。
5.2.2 容量
储气罐的容量一般由工艺专业选定，应根据装置自控部分的耗气量，储气罐允许的最低空气压力及备用时间进行计算，一般储气罐允许最低空气压力为0.45 MPa～0.3 MPa，保持时间为约15 min～20 min，特殊要求除外。储气罐进口要有单向止逆阀。
储气罐的容量可按式（5.2.2）计算：
（5.2.2）
式中：
V——储气罐容量，m3；
Q——空气实际消耗量（标准状态），m3/min；
P0——大气压（绝对压力），kPa；
P1——正常操作压力（绝对压力），kPa，通常取值0.7 MPa；
P2——最低送出压力（绝对压力），kPa，通常取值0.55 MPa；
t——保持时间①，min。
注：①　保持时间指生产装置紧急停车时，需要仪表保持正常工作的时间。
5.3 除尘脱水器设置的原则
凡设储气罐的装置或单元，同时设除尘脱水器，对于供气质量有特殊要求的装置或单元，即使没有储气罐也应设除尘脱水器，一般均设置两台可以互相切换的除尘脱水器。
5.4 供气管路配置方式
供气主管布管形式一般选用放射形。供气支管从供气主管上取气，主管上的每个取气端设有切断阀，见图5.4-1。对供气压力的稳定性有较高要求时，供气主管的布管形式可选用环形。供气支管可从环形的供气主管任一处取气，环形主管在总管上两处取气，并分别在取气端各设一个切断阀，形成环形。见图5.4­2。

图5.4-1 放射形供气系统配管示例

图5.4-2 环形供气系统配管示例
5.5 仪表供气方式
5.5.1 控制室外供气
5.5.1.1 控制室外供气方式分为分散供气和集中供气两种：
a) 分散供气方式，在各仪表的气源支管上设有单独的切断阀、过滤器减压阀，当气源压力减至0.14 MPa时进入仪表。一般室外供气采用这种方式。

1——气源主管；　2——气源切断阀；　3——气源球阀
4——空气过滤器减压阀；　5——用气仪表
图5.5.1.1-1 分散供气方式
b) 集中供气方式采用多个供气点，由两组或两组以上大功率空气过滤器减压阀组成的集中过滤器减压装置供气，其中至少一组大功率空气过滤器减压阀备用。当采用两组空气过滤器减压阀时，每组容量均按仪表总耗气量选取；当采用三组空气过滤器减压阀时，每组容量均按仪表总耗气量的1/2选取。如图5.5.1.1-2所示。

1——压力表；　2——气动定值器；　3——大功率安全阀；
4——大功率空气过滤器；　5——大功率减压阀；　6——压力开关
图5.5.1.1-2 集中供气方式
5.5.1.2 室外供气，也可以分散和集中两种方式混合使用。
5.5.2 控制室内供气方式
5.5.2.1 控制室内供气方式一般采用集中供气的方式，当供气点不到20点时，可采用分散供气的方式。
5.5.2.2 当室内供气点等于和大于50点时，选用最大输出流量（标准状态）为
100 m3/h，接管为1″的大功率过滤器、减压阀的供气系统。当室内供气点小于
50点时，选用最大输出流量（标准状态）为40 m3/h，接管为3/4″的供气系统。
5.6 供气管径的选择
5.6.1 供气系统配管管径的选择见表5.6.1。
表5.6.1 供气系统配管尺寸选择表
管径
DN15
DN20
DN25
DN40
DN50
DN65
DN80
1/2″
3/4″
1″
1 1/2″
2″
2 1/2″
3″
供气点数
1～4
5～15
16～25
26～60
61～150
151～250
251～500
注：按供气压力0.4 MPa，每点耗气量2 m3/h为基准，选用合适的流速而得上表的供气点数。
5.6.2 采用集中供气时，供气主管直径一般为40 mm～50 mm。
5.6.3 仪表盘后的供气配管，可采用φ6×1的紫铜管或聚乙烯单管。
5.6.4 空气过滤器减压阀上游侧供气系统配管，在气源球阀前最小管径宜采用DN15。气源球阀以后及空气过滤器减压阀下游侧等短距离配管宜采用φ6×1、
φ8×1或φ10×1紫铜管。

6 供气系统管路设计

6.1 供气管路敷设要求
6.1.1 供气管路宜架空敷设，不宜在地面或地下敷设。供气管路应避开高温、易受机械损伤、腐蚀、强烈振动及工艺管路或设备物料排放口等不安全环境。
6.1.2 供气管路应避免U形配管，在管网干线的最低点应设排污阀。排污阀宜采用球阀或截止阀。
6.1.3 当采用集中供气时，如供气主管水平安装，应有1/1000～1/200的坡度，并在下游侧最低点装设排污阀。
6.1.4 供气系统管路采用镀锌管时，应采用螺纹连接，不得采用焊接连接。
6.2 气源的连接与阀门的设置
6.2.1 从供气管路上取气的部位应设在水平管道的上方。在总管或主管上取气的接管处应安装气源切断阀。气源切断阀宜采用球阀或截止阀。
6.2.2 在供气总管、主管上，应留有10 %～20 %备用供气点，至少1点，并安装切断阀。
6.2.3 当采用集中供气时，集中过滤器减压装置的引入侧及引出侧应安装就地压力指示仪表，集中过滤器减压装置的引出侧应安装安全保护装置，根据需要可设置压力开关。对供气压力为0.14 MPa供气系统，安全阀起跳值为0.16 MPa～0.2 MPa。
6.2.4 当采用分散式供气时，气源球阀应安装在空气过滤器减压阀的上游侧，并尽量靠近空气过滤器减压阀。空气过滤器减压阀应尽量靠近供气点。
6.3 供气管路材质的选择
6.3.1 现场供气总管、主管、支管的配管，宜选用镀锌钢管或不锈钢管。连接管件应与管道材质一致。
6.3.2 气源球阀后及空气过滤器减压阀下游侧配管，宜选用带PVC护套的紫铜管或不锈钢管。
6.3.3 采用集中供气时，空气过滤器减压阀后的供气主管材质应采用黄铜或不锈钢。

附录A 空气露点换算图

仪表气源在操作（在线）压力下的露点，应比装置所在地历史上年（季）极端最低温度至少低10 ℃。露点换算见图A。

操作压力下露点 ℃

大气压下露点 ℃

图A 露点换算图