一文弄懂现场一次仪表布置方法和布置设计原则

2019/11/15 2:55:18 人评论 次浏览 分类:调试维修  文章地址:/tech/2799.html

现场常见一次仪表有温度计、一体化温度变送器、压力表、压力变送器、流量计、液位计和调节阀等,按照SH/T3104-2013石油化工仪表安装设计规范和GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范要求,欧宝娱乐登入仪表总结管道和设备上一次仪表布置设计原则和方法供仪表工借鉴。

进行化工工艺管道设计时,要充分重视工艺管道和设备上一次仪表的布置设计,以期得到设计合理和操作、维修方便的最终设计成品。目前,
设计人员大量使用三维设计,将一次仪表的安装位置、方位及一次阀等明确地表示在单线图中,但要遵循相关的原则。为此,欧宝娱乐登入仪表对一次仪表布置设计原则和方法作以归纳。

一次仪表布置原则

化工工艺管道和设备上进行一次仪表布置设计的四个要求:
1、满足工艺流程的要求
工艺管道和设备上一次仪表布置设计之前,需要了解并掌握工艺流程,熟悉每个控制点的作用及其控制方法,并且清楚所对应的调节阀及其控制流体的流体特性。
2、满足控制仪表对管道设计的要求
一般工艺流程图虽把控制仪表对旁路、扩大管及过滤器等的要求标注清楚,但还需满足前、后直管段的长度和拆卸要求。
3、满足调节阀组布置的要求
调节阀组常带有旁路、导淋及前、后切断阀等,占用较大的空间。因此在管道设计时,为了避免管道走向混乱及无法操作维修等问题的发生,应首先根据前、后关联设备的相对位置规划好调节阀组的位置。
4、满足操作、观察、维护和维修的要求
一次仪表布置时应该避开电磁干扰、静电干扰、强烈振动和高温场所,无法避开时应采取适当的抗电磁干扰和抗静电干扰措施。一次仪表一般布置在操作通道旁边或操作人员易接近的地方,必要时设置专用的操作平台和梯子。

一次仪表布置要点

化工工艺管道和设备上常见的一次仪表有温度计、压力表、一体化温度变送器、压力变送器、流量计、液位计及调节阀等。下面分别说明其布置要求。

1、温度计和温度变送器布置要点

温度测量点不应位于介质不流动的死角处,而应设在能灵敏、准确反映介质温度的位置。温度计最好安装在表盘高度为1200-1500mm的位置,即在操作工的视线高度范围。当温度计的高度低于1200mm时,要求接管高度不得低于300mm;当温度计的高度高于1500mm时,要求表盘高度不能高于2200mm;如果温度计必须在2200mm以上安装,则要设置爬梯或平台,而且温度计必须靠近爬梯边布置。温度计安装时表盘必须朝向操作面。温度计也可以安装在平台外边,但接管管嘴与平台边缘的距离不得超过500mm。
热电阻
温度计可安装在水平管、垂直管或弯管上。管道直径较小时(小于DN80mm) ,温度计可安装在弯头处或扩大管径后,扩大部分的管径部分长度为 250-300mm。在弯头处或倾斜45°安装时,应与介质逆向,在管道拐弯处安装时,管径不应小于DN40mm。为了配管方便,在立式设备上不同标高处的温度计应尽可能布置在同一方位,但不应与设备内构件碰撞或插入流体死角处,分馏塔顶温度的测温点宜选在气相流出线上;其他部位的热电偶或热电阻应位于液相,或根据工艺要求确定其安装位置。


不带现场指示一体化温度变送器的安装高度应根据管道前、后情况设计,需要注意的是接管的最低高度为300mm,接管管嘴与平台边缘的最大距离为500mm。如果温度变送器的安装高度较高,一般利用临时直爬梯检修。带现场指示温度变送器的布置类似于温度计的布置。


为了避免温度计无法安装及拆卸困难等情况的发生,布置一体化温度变送器和温度计时需要预留温度计的抽出空间。楼面开孔要特别注意,若设计不当,温度计的安装和拆卸很容易碰到楼面圈梁。


2、压力表和压力变送器布置要点

压力表应设在流束稳定的直管段上,不宜设在管道弯曲或流束呈漩涡状处。塔和容器上的压力测量点一般设在气相段。测量高压时,压力表应该安装在操作岗位附近,而且压力表高度需在1800mm以上,或者在压力表正面添加保护罩。当压力取源部件与温度取源部件在同一管段上时,压力取源部件应设在温度取源部件的上游侧。

压力表一般安装在保证表盘高度为1200-1500mm的位置,当布置有困难时,压力表的表盘高度也可低于1200mm或高于1500mm,但表盘高度最高不能高于2200mm;若表盘高度需要大于2200mm,则设爬梯或平台,而且压力表必须布置在爬梯旁边。压力表也可安装在平台外边,但接管管嘴与平台边缘的最大距离为500mm。压力表安装时表盘朝向操作面。


压力变送器的布置类似于压力表的布置。布置设计压力表和压力变送器时,表盘上方要预留出至少100mm距离,方便安装和拆卸压力表和压力变送器。压力表和压力变送器最好安装在直管段处,当然也可安装在水平管和立管上,但此时的压力表表盘必须向上倾斜或垂直向上。

单晶硅压力变送器

3、流量计布置要点

为保证测量精度,流量计都要求有一定的直管段。不同的流量计对于介质的流向、安装于水平管还是垂直管及其前、后直管段的要求有所不同。在设计初期要充分注意流量计的选型,保证其前、后直管段和流向的要求,尤其是大直径的管道,更要留足空间。

管道和设备上的流量计布置原则

①满足仪表对配管的要求
孔板流量计、涡街流量计、涡轮流量计和气体热质量流量计的前、后直管段要求较长,前直管段至少10D,后直管段至少5D。其他流量计的直管段要求一般为直管段至少5D、后直管段至少3D,较易满足。
②流量计管线和旁路应尽可能布置在一个立面上,以便节省空间。要特别注意大口径管系主管和旁路的支承。当空间许可时,为方便操作和检修,流量计管线和旁路可以布置在一个平面上。
③要特别注意流量计的流向,而且流量计安装时表盘必须朝着操作区和通道。
④要合理安排流量计和调节阀的位置。若流量计和调节阀属于同一系统,应该将其布置在同一平面,不可以分平面布置。

◆孔板流量计布置要点

孔板流量计前后必须有仪表要求的直管段,以保证测量精度。由于易于满足前、后直管段的要求,孔板流量计一般应优先安装在水平管段上,但也可以安装在垂直管段上。当孔板流量计安装在垂直管段上时,为防止孔板处积液影响计量精度和孔板处有气泡影响计量精度,气体流向应为自上而下,液体流向为自下而上。如果能够保证管道中充满液体时,液体流向也可以设计为自上而下。

在管廊上设计孔板流量计时,为了在管架梁旁边的操作台上进行孔板流量计的安装、操作、检修和维护,孔板流量计不应布置在两个管架梁中
间,而应布置在有柱子的管架梁附近。

◆转子流量计布置要点

转子流量计必须安装在垂直、无振动管段上,流向自下而上。为保证测量精度,转子流量计前后必须保证仪表要求的直管段。为了便于安装、操作、维护和检修,转子流量计周围要预留一定的空间,设计中容易出现指示盘一侧无安装空间。安装转子流量计时需设置旁路,当转子流量计拆下清洗和维修时,以转子流量计正常运行时前切断阀的开度为依据,控制旁路阀的开度可以粗略控制流量,以保证系统仍能继续正常运行。当流量较小时,为便于控制流量,前切断阀和旁路阀应采用针形阀。操作调节阀旁路阀时为了能够看到转子流量计的表盘,调节阀和转子流量计应协调布置。

◆其他流量计布置要点

除孔板流量计和转子流量计外,还有弯管流量计、靶式流量计、质量流量计、涡轮流量计、电磁流量计及齿轮流量计等。涡街流量计、电磁流量计、质量流量计应安装在被介质完全充满的管道上,各项要求与孔板流量计相同; 靶式流量计和齿轮流量计可安装在水平或垂直管道上;气体热式质量流量计和涡轮流量计宜安装在水平管道上。

4、液位计布置要点

由于玻璃管液位计易破损,因此液位计一般不会布置在工作区、通道和检修区一侧,而是布置在设备上较安全的一侧。为避免影响操作通行,除玻璃板液位计外,液位计一般布置在平台端头。液位计的上端高度一般在1600-1800mm,当高于2000mm时需设置平台或爬梯。插入式液位计的上方需预留出足够的安装和拆卸空间。当介质有毒性、腐蚀性及易燃易爆等特性时,液位计所排出的液体应排入相关系统中进行处理。超声波或微波液位计的波束途径应避开容器进料流束的喷射范围,避开搅拌器和其他障碍物。

结霜液位计及玻璃罐液位计等的上、下接口为刚性连接的液位计,其测量范围广,常会穿楼面或平台,布置时应该全面考虑。当液位计穿楼面
时,需要在楼面上留孔。若液位计的下接口在空中,为方便观察和检查,需设置平台或爬梯。当液位计穿平台时,应该将液位计布置在梯子旁边或平台外边,要避免液位计穿越平台。

为方便带现场指示的液位变送器和就地液位计进行对照和校验,液位变送器的指示表盘应和液位计布置在一起。为方便操作,液位调节阀组与一次液位计尽可能布置在一起,但在实际应用中很难实现。因此,为方便操作调节阀旁路阀时可观察到液位指示,可将液位变送器指示表盘布
置在调节阀组旁边。

5、调节阀布置要点

为方便用附线进行手动操作时可以观察到仪表的指示值,避免因操作不当引起的事故,调节阀应与相关的一次仪表和测量元件靠近布置。调节阀一般在操作通道旁边或水平管段上布置,而且膜头必须垂直向上。膜头也可以设置支撑水平或向上倾斜安装,但必须征求仪表专家的同意。膜头上方有管道时,为避免介质泄漏时滴落在调节阀上,管道上的阀门必须错开布置。

调节阀必须安装旁路和切断阀,旁路一般采用截止阀,切断阀采用闸阀或球阀。当工艺过程不能采用旁路调节或调节阀可以停车检修时,可以不设置旁路和切断阀。另外,当有备用马达驱动机械式蒸汽调节阀、输送流体洁净及可以切断的管线等情况时,可以不设置旁路和切断阀。


调节阀应设DN20mm或DN25mm的排气阀和排泄阀。排气阀和排泄阀的作用是:放空和排液;接入置换气和清洗液;取样接口及拆卸调节阀时确保完全泄压等。


化工工艺管道设计中,除管道走向合理、满足工艺要求外,管道和设备上一次仪表的布置会直接影响到装置的外观、操作、检修、维护和安全,也要保证合理且符合规范。本文归纳工艺管道和设备上一次仪表布置方法和布置设计原则,为设计人员提供参考,提高管道设计的专业水平。
作者:徐茹

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