化工仪表设计要求规范样本.docx
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化工仪表设计要求规范样本
化工仪表设计规范
发布时间:
11-05-31
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第一章仪表位号
1.1仪表位号构成
由仪表功能标志和仪表回路编号构成
PIC-110仪表位号
PIC仪表功能标志
110仪表回路编号
1.2仪表功能标志
仪表功能标志应当符合《HG-T20505-过程测量和控制仪表功能标志及图形符号》3.1.1规定,重要内容如下:
仪表功能标志惯用组合字母见《HG-T20505-过程测量和控制仪表功能标志及图形符号》表3.1.2
功能标志首位字母选取应与被测变量或引起变量相应,可以不与被解决变量相符。
如为调节流量调节阀,用在液位系统中功能标志是LV,而不是FV。
仪表功能标志首位字母背面可以附加一种修饰字母,这时本来被测变量就变成一种新变量。
如在首位字母P、T背面加D,变成PD、TD,本来压力、温度就变成压差、温差。
仪表功能标志后继字母背面也可附加一种或两个修饰字母,以对读出功能进行修饰。
如功能标志PAH中,后继字母A背面加H,它限制读出功能A报警为高报警。
功能标志字母编组字母数,普通不超过4个。
为了减少字母编组字母数,对于一台仪表同步用于批示和记录同一被测变量时,可以省略I(批示)。
仪表功能标志所有字母均应大写。
1.3仪表回路编号
回路编号可以用工序加仪表顺序号构成,也可以用其她规定办法进行编号。
FIC-1161—工序号,16—顺序号
也可无工序号,如FSHL-2
仪表位号按不同被测变量分类,同一装置(或工序)同类被测变量仪表位号中顺序号应是持续,顺序号中间可以空号;不同被测变量仪表位号不能持续编号。
如果同一仪表回路中有两个以上功能相似仪表,可以用仪表位号附加尾缀字母(尾缀字母应大写)办法以示区别。
如TV-110A和TV-110B表达同一回路中有两台控制阀。
当不同工序各种检测元件共用一台显示仪表时,显示仪表位号不表达工序号,只编顺序号;检测元件位号是在共用显示仪表背面加后缀。
如多点温度批示仪位号为TI-1,其检测元件位号为TI-1-1、TI-1-2。
。
。
。
。
。
等。
当一台仪表由两个或各种回路共用时,各回路仪表位号都应标注。
如一台双笔记录仪要记录流量FR-121和压力PR-131时,仪表位号为FR-121/PR-131。
l在自控专业表格类设计文献中,编写仪表位号规定是,普通状况下功能标志后继字母不再附加修饰字母,如带上、下限报警(联锁)批示、控制系统位号,只编写PIA-110、TIS-111,不需将报警联锁修饰字母H、L编写出来。
1.4仪表图形符号
单台常规仪表:
DCS系统:
PLC系统:
1.5PID图中仪表各种连线规定
细实线作为仪表连线场合:
1)工艺参数测量点与检测装置或仪表连接线
2)仪表与仪表能源连接线
就地仪表与控制仪表(涉及DCS)连接线、控制室仪表之间连接线、DCS内部系统连接线或数据连接线
1.6流量测量仪表图形符号
节流装置+差压仪表
非差压型流量测量仪表
1.7执行器图形符号
执行机构
控制阀体及风门
注:
执行机构能源中断时控制阀位置图形符号
l自力式控制阀
l仪表辅助设施
1.8图形符号应用实例
第二章自动化仪表选型设计规定
2.1温度仪表
2.1.1总则
1)单位及刻度
温度仪表刻度单位应选用摄氏度(℃)
刻度及测量范畴选用,在普通状况下应与定型产品原则系列相符
2)检测元件插入长度
插入长度选取应以检测元件插至被测介质温度变化敏捷具备代表性位置为原则
在烟道、炉膛及绝热材料设备上安装时,应按实际需要选用;普通状况下,为了便于互换,可选取进一步内部250mm长度。
3)检测元件保护套管
检测元件保护套材质不低于设备或管道材质。
如定型产品保护套太薄或不耐腐蚀,另加保护套管。
对于中、低压介质宜选用钢管直形保护套管。
对于高压介质或测温元件取出时不必停车场合,应选用整体钻孔直形或锥形保护套管。
对于流体介质流速较高或规定保护套管高强度场合,应选用整体钻孔锥形保护套管。
4)用于可燃气体、蒸汽及可燃性粉尘等爆炸危险场合就地带电接点温度仪表、温度开关、温度检测元件和变送器等,应依照所拟定危险场合类别以及被测介质危险限度,选取适当防爆构造形式或采用其她防爆办法。
5)用于腐蚀性气体及有害粉尘等场合温度仪表,应依照使用环境条件,选取适当外壳防护级别。
2.1.2就地温度仪表
1)精度
普通工业用温度计:
1.5级或1级
精密测量用温度计:
0.5级或0.25级
2)测量范畴
最高测量值不不不大于仪表测量范畴上限值90%,正常测量值在仪表测量范畴上限值1/2左右。
压力式温度计测量值应在仪表测量范畴上限值1/2~3/4之间。
3)双金属温度计
《石油化工自动控制设计手册》P.49
4)压力式温度计
合用于-80℃如下低温、无法近距离观测、有振动及精度规定不高就地或就地盘显示。
5)玻璃温度计
仅用于测量精准度较高、振动较小、无机械损伤、观测以便特殊场合。
不得使用水银温度计。
6)温度开关
合用于温度测量需要接点信号输出场合。
2.1.3集中温度仪表
1)检测元件:
热电偶、热电阻、热敏热电阻
2)装配式热电偶合用于普通场合;装配式热电阻合用于无振动场合;热敏热电阻合用于测量反映速度规定快场合。
3)重要简介Pt-100铂电阻、热电偶
《石油化工自动控制设计手册》P.53,60
4)特殊场合选用热电阻热电偶
温度高于870℃、氢含量不不大于5%还原性气体、惰性气体及真空场合,选用钨錸热电偶或吹气热电偶。
设备、管道外壁和转体表面温度,选用端(表面)式,压簧固定式或铠装热电偶、热电阻。
含坚硬固体颗粒介质,选用耐磨热电偶。
在同一检测元件保护管中,规定多点测量时,选用多点热电偶。
为了节约特殊保护管材料(如钽),提高响应速度或规定检测元件弯曲安装时,可选用铠装热电阻、热电偶。
高炉、热风炉温度测量,可选用高炉、热风炉专用热电偶。
5)变送器
与接受原则信号显示仪表配套测量或控制系统,可选用品有模仿信号输出功能或数字信号输出功能变送器。
普通状况下应选用现场型变送器。
2.1.4附属设备
1)采用热电偶测量1600℃如下温度,当冷端温度变化使测量系统不能满足精准度规定,而配套显示仪表又无冷端温度自动补偿功能时,应选用冷端温度自动补偿器。
2)补偿导线
依照热电偶支数、分度号和使用环境条件,应选用符合规定补偿型补偿导线、补偿型补偿电缆或延伸型补偿导线或延伸型补偿电缆。
普通应选用补偿型补偿导线、补偿型补偿电缆,当补偿型补偿导线、补偿型补偿电缆不能满足规定期,应选用延伸型补偿导线或延伸型补偿电缆。
按使用环境温度选用不同级别补偿导线或补偿电缆。
-20℃~+100℃选用普通级
-40℃~+250℃选用耐热级
应依照使用环境条件,选用阻燃补偿导线或阻燃补偿电缆。
应依照测量或控制系统设计规定,选用本安补偿导线或本安补偿电缆。
对有间断电加热或强电、磁场场合,应选用屏蔽补偿导线或屏蔽补偿电缆。
补偿导线截面积,应按其敷设长度往复电阻值,以及配套显示仪表、变送器或测量、控制系统接口容许输入外部电阻来拟定。
2.2压力仪表
压力仪表计量单位:
帕(Pa)、千帕(KPa)、兆帕(MPa)
2.2.1压力表概述
《石油化工自动控制设计手册》P.166
重要简介弹性压力表P.170
2.2.2压力表选取
原则:
按照使用环境和测量介质性质规定
在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等环境恶劣场合,应依照环境条件选取适当外壳材料及防护级别。
对普通介质测量
1)压力在-40kPa~0~+40kPa时,宜选用膜盒压力表
2)压力在+40kPa以上时,普通选用弹簧管压力表或波纹管压力表。
3)压力在-100kPa~0~+2400kPa时,应选用真空压力表。
4)压力在-100kPa~0kPa时,宜选用弹簧管真空压力表。
稀硝酸、醋酸及其他普通腐蚀性介质,应选用耐酸压力表或不锈钢膜片压力表。
稀盐酸、盐酸气、重油类及其类似具备强腐蚀性、含固体颗粒、粘稠液等介质、应选用膜片压力表或隔膜压力表。
其膜片及隔膜材质,必要依照测量介质特性选取。
结晶、结疤及高粘度等介质,应选用法兰式隔膜压力表。
在机械振动较强场合,应选用耐震压力表或船用压力表。
在易燃、易爆场合,如需电接点信号时,应选用防爆压力控制器或防爆电接点压力表。
对于测量高、中压力或腐蚀性较强压力表,宜选用壳体具备超压释放设施压力表。
下列测量介质应选用专用压力表
1)气氨、液氨:
氨压力表、真空表、压力真空表
2)氧气:
氧气压力表
3)氢气:
氢气压力表
4)氯气:
耐氯压力表、真空压力表
5)乙炔:
乙炔压力表
6)硫化氢:
耐硫压力表
7)碱液:
耐碱压力表、真空压力表
2.2.3精准度级别选取
普通测量用压力表、膜盒压力表和膜片压力表,应选用1.5级或2.5级
精密测量用压力表,应选用0.4级、0.25级或0.16级
2.2.4外型尺寸规定
在管道和设备上安装压力表,表盘直径为Φ100mm或Φ150mm
在仪表气动管路及其辅助设备上安装压力表,表盘直径为Φ60mm
安装在照度较低、位置较高或示值不易观测场合压力表,表盘直径为Φ150mm或Φ200mm
2.2.5测量范畴选取
测量稳定压力时,正常操作压力值应在仪表测量范畴上限值1/3~2/3
测量脉动压力(如:
泵、压缩机和风机等出口处压力)时,正常操作压力值应在仪表测量范畴上限值1/3~1/2
测量高、中压力(不不大于4MPa)时,正常操作压力值不应超过仪表测量范畴上限值1/2
2.2.6压力变送器选取
以原则信号传播时,应选用变送器
在易燃、易爆场合,应选用气动变送器或防爆型电动变送器
结晶、结疤、堵塞、粘稠及腐蚀性介质,应选用法兰式变送器。
与介质直接接触材质,必要依照介质特性选取。
对于测量精准度高,而普通模仿仪表难以达届时,宜选用智能式仪表,其精准度优于0.2级以上。
当测量点位置不适当接近或环境条件恶劣时,也宜选用智能式变送器。
使用环境较好、测量精准度和可靠性规定不高场合,可以选用电阻式、电感式远传压力表或霍尔压力变送器。
测量微笑压力(不大于500Pa时),可选用微差压变送器。
测量设备和管道差压时,应选用差压变送器。
在使用环境较好、易接近场合。
可选用直接安装型变送器。
2.4安装附件选取
测量水蒸气和温度不不大于60℃介质时,应选用冷凝管或虹吸器
测量易液化气体时,若取压点高于仪表,应选用分离器
测量含粉尘气体时,应选用除尘器
测量脉动压力时,应选用阻尼器或缓冲器
在使用环境温度接近或低于测量介质冰点或凝固点时,应采用绝热或伴热办法
2.3流量仪表
流量仪表重要类型:
节流装置及差压计;速度式流量计;容积式流量计;可变面积式流量计(转子流量计);质量流量计;楔形流量计等。
石油化工自动控制设计手册》P.86
2.3.1差压式流量计
原理、形式分类及特点:
P.94
差压范畴选取
差压范畴选取应依照计算,普通状况下依照流体工作压力高低不同宜选:
低差压:
6kPa,10kPa
中差压:
16kPa,25kPa
高差压:
30kPa,60kPa
2.3.2可变面积式流量计(转子流量计)
原理及分类:
P.100
当规定精度不优于±1.50%,量程比不不不大于10:
1时,可选用转子流量计。
转子流量计规定垂直安装,倾斜度不不不大于5°;安装位置应振动较小,易于观测和维护;对脏污介质,必要在流量计进口处加装过滤器。
2.3.3旋涡流量计
原理:
P.113
干净气体、蒸汽和液体大中流量测量,可选用旋涡流量计
低速流体及粘度大液体,不适当选用旋涡流量计测量,粘度太高会减少流量计对小流量测量能力。
管子振动或泵出口也不适当选用旋涡流量计。
2.3.4电磁流量计
原理:
P.111
所测流体必要导电
用于导电液体或均匀液固两相介质流量测量。
可测量各种强酸、强碱、盐、氨水、泥浆、纸浆等介质
安装方式可以垂直、水平,也可以倾斜。
垂直安装时,液体必要自下而上。
对液固两相介质最佳垂直安装。
为保证测量精度,流速在0.3~10m/s
当安装在水平管段,应使液体布满管段,并应使变送器电极处在同一水平面上
2.3.5质量流量计
原理:
P.121
需直接精准测量液体、高密度气体及浆体质量流量时,可选用科氏力质量流量计。
科氏力质量流量计可以不受流体温度、压力、密度或粘度变化影响而提供精准可靠质量流量数据。
质量流量计可在任何方向安装,但是液体介质还是要布满仪表测量管,不需要直管段。
费用较高,管段压损较大。
2.3.6其他流量计
此外尚有超声波流量计(非接触式)、容积式流量计(涉及椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计等)、靶式流量计、楔形流量计、水表等。
2.3.7固体流量测量
皮带称、冲量式流量计:
P.140
皮带输送固体流量测量宜选用皮带电子称
自由落体粉粒及块状固体流量,当规定封闭传送物料时,宜选用冲量式流量计
冲量式流量计安装规定物料必要保证自由落下,不得有外加力作用于被测物体上
2.4物位仪表
2.4.1总则
液面及界面测量应选用差压式仪表、浮筒式仪表和浮子式仪表。
当不满足规定期,可选用电容式、射频导纳式、电阻式(电接触式)、声波式、磁致伸缩式等仪表。
料面测量应依照物料粒度、物料安息角、物料导电性能、料仓构造形式及测量规定进行选取。
仪表构造形式及材质应依照被测介质特性来选取。
重要考虑因素为压力、温度、腐蚀性、导电性;与否存在聚合、粘稠、沉淀、结晶、结膜、气化、起泡等现象;密度和密度变化;液体中悬浮物多少;液面扰动限度以及固体物料粒度。
仪表量程应依照工艺对象实际需要显示范畴或实际变化范畴拟定,普通应使正常物位处在仪表量程50%左右。
仪表精度应依照工艺规定选取。
用于可燃气体、蒸汽及可燃性粉尘等爆炸危险场合电子式物位仪表,应依照所拟定危险场合类别以及被测介质危险限度,选取适当防爆构造形式或采用其她防爆办法。
用于腐蚀性气体及有害粉尘等场合物位仪表,应依照使用环境条件,选取适当外壳材质及防护级别。
2.4.2差压式液位测量
原理:
P.146
对于液面持续测量,宜选用差压式仪表;对于界面测量,可选用差压式仪表,但规定总液面应始终高于上部取压口。
对于在正常工况下液体密度有明显变化时,不适当选用差压式仪表。
腐蚀性液体、结晶性液体、粘稠性液体、易气化液体、含悬浮物液体宜选用平法兰式差压仪表;高结晶液体、高粘度液体、结胶性液体,沉淀性液体宜选用插入式法兰差压仪表;以上被测介质液面如果气相有大量冷凝物、沉淀物析出,或需要将高温液体与变送器隔离,或更换被测介质时需要严格净化测量头,可选用双法兰式差压仪表。
腐蚀性液体、粘稠性液体、结晶性液体、融熔性液体、沉淀性液体液面在测量精度规定不高时,宜采用吹气或冲液办法配合差压变送仪表进行测量。
对于在环境温度下,气相也许冷凝、液相也许气化,或气相有液体分离对象,在使用普通差压仪表进行测量时,应视详细状况分别设立冷凝容器、分离容器、平衡容器等部件,或对测量管线保温、伴热。
差压式仪表正、负迁移量应在选取仪表量程时加以考虑。
2.4.3浮筒式测量仪表
原理:
P.149
对于测量范畴在mm以内,比重为0.5~1.5液体液面持续测量,以及测量范畴1200mm以内比重为0.5~1.5液体界面持续测量,宜选用浮筒式仪表。
真空对象、易气化液体宜选用浮筒式仪表
就地液位批示或调节宜选用气动浮筒式仪表
浮筒式仪表必要用于清洁液体
对于开口储槽、敞口储液池液面测量,宜选用内浮筒;对于在操作温度下不结晶、不粘稠、但在环境温度下也许结晶或粘稠液体对象,也宜选用内浮筒。
对于不容许停车工艺设备,应选用外浮筒。
内浮筒仪表在容器内液体扰动较大时,应加装防扰动影响平衡套筒。
电动浮筒仪表用于被测液位波动频繁场合,其输出信号应加装阻尼器。
2.4.4超声波液位测量仪表
原理:
P.155
对于普通物位仪表难以测量腐蚀性液体、高粘性液体、有毒液体等液面持续测量和位式测量,宜选用超声波式测量仪表。
超声波式仪表必要用于可反射和传播声波容器液面测量,不得用于真空容器。
不适当用于含气泡液体和含固体颗粒物液体。
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