现场仪表设计审查与购置导则.docx

仪表专业现场仪表设计审查、购置导则

1　目的

　　为公司人员参与各种项目设计审查、设备购置技术谈判的人员进行仪表专业现场仪表设计审查、设备购置技术谈判工作提供指导。

2　适用范围

　　本导则适用于仪表专业初步设计审查、施工图设计审查和设备购置技术谈判的过程。

3　总则

3.1　引用标准
3.1.1　仪表设计应遵循国家标准和石油化工行业标准以及相关行业标准。设计的内容、依据和原则应符合工艺专业委托以及有关会议纪要的要求。
3.1.2　引用标准如下：
　　a）GB/T2625－81　过程检测和控制流程图用图形符号及文字代号；
　　b）GB3100－93　国际单位制及其应用；
　　c）GB50160－92　石油化工企业设计防火规范（99年修订版）；
　　d）GB50116－98　火灾自动报警系统设计规范；
　　e）GB50058－92　爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范；
　　f）GB8703－88　辐射防护规定；
　　g）GB11806－89　放射性物质安全运输规定；
　　h）GB4076－83　密封放射源一般规定；
　　i）ISO50167－1991　流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量；
　　j）SH3063－1999　石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范；
　　k）SH3006－1999　石油化工控制室和自动分析器室设计规范；
　　l）SH3018－1990　石油化工企业信号报警、联锁系统设计规范；
　　m）SH3019－1997　石油化工仪表配管配线设计规范；
　　n）SH3020－2001　石油化工企业仪表供气设计规范；
　　o）SH3021－2002 　石油化工企业仪表及管道隔离和吹洗设计规范。
3.2　设计选型原则
3.2.1　选用的仪表应是经过国家技术监督部门认可的合格产品。优先选用经GB/T19000或ISO9000标准认证的产品或符合国际标准的产品。
3.2.2　仪表设计应有利于全厂或区域性的集中控制和集中管理，有利于提高企业生产管理水平。
3.2.3　仪表设计选型应本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则。选用的品种规格尽量与全厂统一，减少运行成本。
3.2.4　仪表设计应考虑装置流程物料和环境的特性而选用适宜的设备和材料。
3.2.5　仪表设计应满足职业安全和环境管理体系规范标准。
3.2.6　参加设计审查人员应预先熟悉装置的关键工艺流程和物料特性。

4　审查内容

4.1　流量仪表
4.1.1　流量测量仪表品种繁多，原理各不相同，价格也相差很大。流量测量方式应遵行简单、可靠、实用的原则。
4.1.2　对于单组分气体、蒸汽、水和轻柴油以上且较为洁净的液态物料，一般情况宜选用差压变送器+孔板方式，对于大口径（DN＞300）管道或压损要求较高的可采用其它节流元件。对于较难取压引出测量的物料可采用管道式测量方式，如漩涡、电磁、转子、质量流量法等。注意：管道式流量测量在条件允许情况下应安装维修旁路跨线。各种测量方法应按照国标和石化行业标准设计，特殊情况按照用户实际情况设计。
4.1.3　对于孔板流量取压方式一般采用１"法兰取压，节流元件的法兰、一次阀宜采用闸阀，阀前短管与工艺管道材质一致。阀前短管为加厚短接并采用承插焊接方式。孔板材质一般采用不锈钢，腐蚀介质特殊考虑。变送器接触介质部分的材质一般采用不锈钢，腐蚀介质特殊考虑。
4.1.4　引压管材质采用1CR18NI9TI不锈钢。引压管线上放空阀、排污阀、二次三阀组、冲洗油阀、隔离罐采用1CR18NI9TI不锈钢材质。排污阀下需配有1/2英寸外管螺纹口便于需要时加密封堵头，排污口离地40厘米，上放空也应正负压汇合后接至离地40厘米处。对于装置有密闭排放要求的场合，上放空和下排污应遵照装置要求统一密闭排放。
冲洗油
膜盒
膜盒
4.1.5　对于重油等易凝介质宜若采用孔板测量，宜采用双法兰变送器。引压安装方式如图1所示。

图1　重质油流量测量的引压方式

４.2　温度仪表
4.2.1　温度仪表通常采用热电偶或热电阻作为测量元件，特殊高温场合也采用红外线温度仪等。
4.2.2　测温元件首选热电偶，物料温度高于1000℃的场合采用B型热电偶，高于300℃的场合采用K型铠装热电偶，低于300℃的场合采用E型或T型铠装热电偶，铠装直径应为6或8mm。
4.2.3　加热炉管表面温度测量采用K型刀刃式热电偶。热偶刀刃材质必须与炉管材质一致。铠装直径应为10mm。
4.2.4　机组内温度及机组油路等温度较低的场合一般采用PT100热电阻作为测量元件。
4.2.5　根据ZRCC炼制高硫高酸劣质原油和长周期运行要求的特点，测温元件保护管的材质一般采用1CR18NI9TI不锈钢棒料一体化钻孔制作，并加装防内漏附件。对于冲刷大、温度高的场合应采用特殊材质的保护套管，并进行抗冲刷金属耐磨热处理。
4.3　物位仪表
4.3.1　液位测量一般采用差压液位计和外浮筒液位计,也可采用导波雷达等其它液位仪表。当测量范围小于800mm液位和界位时应采用外浮筒液位计,侧侧安装。大于800mm的液位测量采用双法兰变送器。
4.3.2　在检测高温介质液位时，双法兰远传膜盒要选择高温型，且要加长取压短管，短管应向下倾斜或加焊接弯通，确保双法兰低于一次阀引出口，以防止双法兰膜盒烫坏。有冲洗油的装置，应将冲洗油接至引压短管。引压管线上放空阀、排污阀、二次三阀组、冲洗油阀、隔离罐采用1CR18NI9TI不锈钢材质，排污阀下需配有1/2英寸外管螺纹口便于需要时加密封堵头，排污口离地40厘米，上放空也应正负压汇合后接至离地40厘米处。对于装置有密闭排放要求的场合, 上放空和下排污应遵照装置要求统一密闭排放。安装方式如图2所示，

冲洗油
膜盒
膜盒

图2　双法兰测量液位或界位
4.3.3　雷达液位计分为接触式和非接触式两种。根据雷达液位计技术要求，合理设置安装位置。重质油罐和易结晶罐雷达，雷达波接收天线需加氮气或空气反吹。
4.3.4　浮球液位计适用于塔或容器内高粘度介质的液位检测。浮球直径应小于安装法兰的内径，以使浮球能安装进设备内；设备内应无阻挡物妨碍浮球上下自由浮动。
4.3.5　射线物位计主要用于固体粉末物位的测量。按照射线源的不同，可分为γ物位计和中子物位计。放射源首选CS-137，选用的射线物位计的防护等级应为一级且符合地方政府的规定，射线物位计运输、安装、使用、存储要遵循国家、地方和行业的有关标准和法规法律。安装有射线物位计的周围应有明确的警示牌。
4.4　压力测量
4.4.1　压力测量一般采用智能压力变送器测量,重油等粘度高的介质一般采用单法兰压力变送器。
4.4.2　一次阀宜采用闸阀，阀前短管与工艺管道材质一致。阀前短管为加厚短接并采用承插焊接方式。
4.4.3　引压管材质采用1CR18NI9TI不锈钢。引压管线上放空阀、排污阀、二次阀、冲洗油阀、隔离罐采用1CR18NI9TI不锈钢材质。排污阀下需配有1/2英寸外管螺纹口便于需要时加密封堵头，排污口离地40厘米，上放空也应正负压汇合后接至离地40厘米处。对于装置有密闭排放要求的场合,上放空和下排污应遵照装置要求统一密闭排放。
4.4.4　重油介质压力测量安装方式如图3所示：

冲洗油
膜盒

图3　单法兰压力变送器测重油压力

4.5　仪表伴热
4.5.1　现场仪表伴热应形成独立的系统，蒸汽与回水应从工艺的总管引出，并必须有阀门隔离，仪表引出的蒸汽与回水二级总管的尺寸大小应安照仪表伴热蒸汽的用量来确定，一般DN40～DN80左右，仪表伴热系统如图4所示：
仪表三级总管
塔 区
换热区
炉子区
总图区
压缩机区
工艺蒸汽总管
工艺回水总管
仪表二级总管

图4　仪表伴热系统示意图

4.5.2　每台仪表的伴热应安装切断阀与排液阀，回水线上安装疏水器。如图5所示：
仪表蒸汽总管
仪表回水总管
一次阀
一次阀
仪表箱
变送器
疏水器
疏水器

图5　单台仪表伴热示意图
4.5.3　伴热系统的伴热与回水总管一般选用壁厚≥4mm的无缝碳钢管，单回路伴热管一般选用φ14*2不锈钢管，特殊情况可采用φ10*1不锈钢管。伴热系统选用耐温度≥450℃，压力≥10Mpa的阀门。
4.5.4　仪表伴热首选1.0MPa蒸汽。凝固点高于-7℃的介质的引压管线、变送器、沉筒、质量流量计及调节阀等应伴热。
4.5.5　需要伴热的仪表测量系统，如无表箱的就地安装的变送器应从工艺设备的引出线至变送器的进口接头处进行伴热，表体本身要采取保温措施；如采用仪表箱安装的变送器应从工艺设备的引出线至仪表箱进口，经表箱内散热器或盘管，然后出表箱进入回水系统。各单回路的伴热回路应并联安装，避免多台仪表伴热串联安装。
4.5.6　采用空间伴热技术，即仪表的引压管与伴热管保持合适的间距，利用蒸汽、热水等对伴热线非接触空间加热，有效控制热源消耗，减少伴热和脉动管线的氧化腐蚀。
4.5.7　特殊场所可采用电伴热。
4.6　冲洗油系统
4.6.1　冲洗油系统应有独立的冲洗油泵及自循环压控自动系统，仪表的各支路冲洗油管从工艺的冲洗油循环总管引出，并必须有阀门隔离，仪表冲洗油支管的尺寸大小应安照仪表的冲洗油用量来确定。仪表冲洗油系统如图6所示。
塔 区
换热区
炉子区
总图区
压缩机区
冲洗油补充
冲洗油罐
PRC
其它区域

图6　仪表冲洗油系统示意图
4.6.2　每台仪表从各区的冲洗油支管引出应安装根部阀门，对于差压变送器在表箱或隔离器附近应安装冲洗油三阀组，对于压力变送器在表箱或隔离器附近应安装冲洗油二阀组。冲洗油接口尽量靠近变送器（或隔离器），如图7所示。
4.6.3　冲洗油压力应高于测量介质最高压力的0.5MPa，冲洗油凝固点要求低于-15℃。

一次阀
仪表冲洗油支总管
一次阀
仪表箱
变送器
三组阀
单向阀
根部阀
三组阀
单向阀
根部阀

图7　单台仪表冲洗油回路
4.7　仪表调节阀
4.7.1　审核调节阀之前要熟悉阀门使用工况，熟练掌握调节阀计算方法，对每台调节阀都要进行核算。
4.7.2　调节阀的开度，在最大流量和正常流量相差较小时，阀的正常开度应在50～70%之间，如果阀的最大流量和正常流量相差较大时，最大开度可适当放宽到85%。
4.7.3　对于小于DN200的调节阀一般选用精小型套筒阀，对于介质中杂质较多和易结焦的场合易选用偏心旋转阀，如常减压加热炉和焦化辐射炉进料阀。对于大于DN200的调节阀宜选用偏心旋转阀、V型球阀、蝶阀。
4.7.4　对于两位式联锁切断阀，宜选用球阀。
4.7.5　用于一般性介质的调节阀，阀体采用碳钢材质，阀杆及内件采用不锈钢材质。腐蚀性较强的介质阀体采用不锈钢，阀杆及内件采用抗腐蚀性介质的材料，阀杆的轴套采用防锈蚀材料等。对用于闪蒸、气蚀、高压差或易磨损的场合，调节阀内件可采用硬质合金堆焊等。
4.7.6　介质温度在200℃以上的高温调节阀采用柔性石墨填料，介质温度在0℃以下宜采用四氟乙烯填料。
4.7.7　调节阀副线高度要给调节阀的维修留有足够的空间。调节阀的流向标志须标在阀体的明显部位。
4.7.8　对调节阀的气开或气关，以执行机构的颜色来区别，气开式调节阀的执行机构为中绿色，气关式调节阀的执行机构为红色。
4.7.9　定位器一般选用本安型电气阀门定位器，电磁阀和回讯器选用隔爆型，阀位变送器选用本安型。
4.7.10　调节阀的行程牌、铭牌、小风表、填料压块、螺栓、螺母、螺丝、反馈杆及安装板等应使用不锈钢材质。
4.7.11　气缸式执行机构的调节阀，允许工作的气源最低压力为0.4MPa。
4.7.12　气动薄膜执行机构的弹簧范围在0.08～0.24MPa时，定位器输出小风表的量程为0～0.4MPa，过滤减压阀小风表量程为0～0.6MPa；弹簧范围在0.02～0.1MPa时，定位器输出小风表量程0～0.16MPa，过滤减压阀小风表量程为0～0.25MPa。
4.7.13　DN50以下的气动薄膜调节阀，可采用Φ6的不锈钢管，DN50以上的气动薄膜调节阀，采用Φ8以上的不锈钢管，执行机构采用气缸式则采用Φ8以上的不锈钢管作为气源管。
4.7.14　加热炉、减温减压器和其它成套设备的调节阀应经仪表专业确认，尽量与主体装置一致。
4.8　仪表电缆和光缆
4.8.1　仪表电缆采用阻燃型屏蔽电缆，对于联锁仪表采用双芯电缆，从现场仪表直接进控制室，减少中间接线端子可能引起的故障。对于其它仪表可采用多芯电缆(总屏蔽+分屏蔽)。
4.8.2　仪表中间接线箱及附件应采用1CR18NI9TI材质，并有很好的密封性符合IP65以上标准，符合装置的防爆要求。仪表接线箱内端子应采用防松动端子,并留有一定的余量，备用导线也接入端子并做好标识。仪表接线箱安装在槽盒附近，接线口从底部进，也可从侧面进，应使用密封接头。
4.8.3　仪表光缆通讯距离小于800M时可采用多膜多芯铠装光缆；通讯距离大于800M时宜选用单膜多芯铠装光缆，控制网络光缆应冗余配置，原则上要求一路走槽盒或管架,另一路走地沟；光缆敷设拐弯处必须有一定弧度，弧度半径不小于20厘米。对走地沟的光缆必须敷设保护管，敷设有光缆的槽盒、保护管、地沟、地井要有明显标识，地井要求高出周围地平至少20厘米。光缆熔接盒要求选用19英寸标准机架安装。
4.9　槽盒与电缆管
4.9.1　槽盒材质采用符合GB/T3190-1996标准的铝合金。
4.9.2　铝合金槽盒、盖板、隔板材料的厚度符合如下要求：
　　a）200mm宽度的槽盒板材厚度为δ=2.5mm±5％；
　　b）300mm宽度的槽盒板材厚度为δ=3.0mm±5％；
　　c）400mm宽度的槽盒板材厚度为δ=3.0mm±5％；
　　d）600mm宽度的槽盒板材厚度为δ=4.0mm±5％；
　　e）800mm宽度的槽盒板材厚度为δ=4.0mm±5％；
　　f）1000mm宽度的槽盒板材厚度为δ=4.5mm±5％。
4.9.3　槽盒内、外表面处理为喷塑，塑粉为纯树脂，颜色为深灰。
4.9.4　盖板采用压板式螺丝固定，所有的槽盒配件、构件连接均采用不锈钢螺丝固定。
4.9.5　每段槽盒之间必须用导线连通，导线规格为16mm²多股铜塑软线，并与电气地连接。
4.9.6　槽盒的安装位置应避开强磁场、高温、腐蚀性介质以及易受机械损伤的场所，并考虑防火。
4.9.7　装置区仪表穿线管走向一般从槽盒侧面引出，距地面2米以上可以横向布局，2米以下为竖向安装直至仪表处，不应在地面附近横向安装获埋地安装导线管。最终配管至仪表0.3米左右，导线管出口处和仪表进口处配密封接头。
4.9.8　穿线管安装应远离热源，避开阀门、法兰、转动机泵等正常操作设备。穿线管的接线安装应牢固，开盖方向便于检修。