石油化工装置现场仪表的安装

石油化工装置现场仪表的安装

摘要:在石油化工厂中,仪表是必不可少.它的精确与否直接影响的装置的是否能够正常的运行.本文阐述了仪表的正确安装方法以及它对管道设计的影响.

主题词:仪表,安装,管道设计

1 概述

安装在工艺管道上的仪表或仪表元件应便于观察、测量和维修。为了保证仪表测量的准确性，在设计有孔板、文丘里管、温度计、转子流量计、涡轮流量计等的工艺管道时，应按有关仪表对工艺管道安装的要求如直管段长度、管径的扩大、切断阀、旁路阀和过滤器等的要求进行配管设计。

2 流量测量仪表的安装

2.1 流量测量仪表的分类

流量测量可分为流体的流量测量与固体流量测量两大类。

通常所称的流量测量仪表指的是流体的流量测量，按其作用原理又可分为面积式、差压式、流速式和容积式。固体流量测量仪表用于块状、粒状、粉末状固体计量，有称重式、冲量式和电子皮带式。

2.2 流量设施的特点

节流设施与差压变送器配套测量流体的流量，是目前石油化工厂中应用最广泛的一种流量测量仪表。除大量采用标准孔板和标准喷嘴外，也常用一些特殊节流设施。常用的节流设施有孔板、喷嘴、文丘里管、道尔管和均速管等。

2..3 孔板的安装

2.3.1 孔板的分类

在石油化工装置中孔板是最简单、最便宜和最通用的测量流体流量的元件。有同心孔板、偏心孔板、双重孔板、圆缺孔板、文丘里管、圆喷嘴和90°弯管流量计等。

2.3.2 孔板的取压方式

大致有角接取压法、法兰取压法、理论取压法和径距取压法四种。当工艺管道为DN50mm～DN500mm时，一般用法兰取压。当孔板安装在水平管道上时，取压引线对气体管道则由侧面或上方引出，而对液体管道宜有侧面或下方引出。当孔板安装在垂直官道上时，液体流向一般由下往上流（当管道充满液体时也可由上往下流）；气体流向一般由上往下流。

2.3.3 孔板需要的直管段长度

为了保证孔板流量计正常工作，在孔板前后必须留有足够的直管段长度。一般孔板前直管段长度宜为15～20D，最小不能小于10D。孔板后直管段长度为5D。

2.3.4 孔板的安装要求

孔板一般安装在水平管道上，因为这样易于满足前后直管段长度的要求。为了便于检修和安装，也可安装在垂直官道上。

当孔板安装在并排管道上时，需为孔板及其引线的安装留下足够的位置。

孔板的安装位置应尽量便于操作和检修。取压引线的阀门应尽量靠近一次仪表。

小于DN50mm的工艺管道安装孔板时，应扩径到DN50mm。

当调节阀组与孔板组装时，为了便于操作一次阀和仪表引线，孔板与地面（或平台面）距离一般去1.8～2m。

2.4 转子流量计的安装

2.4.1 分类

转子流量计分LZB玻璃转子流量计和金属管转子流量计。LZB玻璃转子流量计分法兰连接（F型）、软管连接（Y型）和螺纹连接（R型）三种型式。金属管转子流量计分气远传（LZQ）和电远传（LZD）两种。

2.4.2 转子流量计的安装要求

转子流量计必须安装在垂直、无振动的管道上。

为了在转子流量计拆下清洗或修理时，系统管道仍可继续运行，转子流量计要设旁路。转子流量计附近要宽敞些，以方便拆卸和检修。

转子流量计安装前，应检查流量的刻度值是否与实际相符，其误差不应超过规定值。

流量计的锥形管和转子要经常清洗，不允许有任何玷污，否则影响流量测量精度。对输送脏介质的管道，在流量计之前应加过滤器。

为了保证测量精度，安装时要保证流量计前有5D，并不小于300mm长的直管段。

2.5 靶式流量计的安装

2.5.1 分类

分LBQ型气动远传靶式流量变送器和DBL型电动靶式流量变送器两种。

2.5.2 靶式流量计的安装要求

靶式流量计可以水平或垂直安装于管道中，当流量介质中含有固体悬浮物时，应水平安装。当安装在垂直管道上时，一般流体方向应由下而上，对于充满液体的管道也可由上而下。

为了提高测量精度，入口端前直管段不应小于5D，出口端前直管段不应小于3D。

靶式流量计应设旁路，以便仪表调整、校对及维修。

应注意流量计的安装方向和靶的中心与管道的轴线同心。

如果管道上有调节阀，为了节省管子和阀门，流量计和调节阀可共用同一旁路，但安装时必须保证进出口直管段的要求。当靶式流量计与调节阀共用一个旁路时，在靶式流量计出口应安装一压力表，以备在调节阀切换时监视流量用。当调节阀的压差较大时，靶式流量计与调节阀最好不合用一个旁路，以避免当调节阀切换时由于不能指示而出事故。

2.6 腰轮流量计的安装

2.6.1 腰轮流量计的组成

腰轮流量计是容积式流量计的一种，它寿命长，又可测量高粘度油品。腰轮流量计由过滤器、分气器和流量计组成，串联安装，共用一个旁路阀。

2.6.2 腰轮流量计的安装要求

腰轮流量计应尽量安装在调节阀前，以防止因压力降造成汽化而影响测量精度。

为满足流量计校验，每个流量计需加两个检验阀。

腰轮流量计安装时应注意管道介质的流向与流量计壳体上的流向标记一致。

应根据工艺管道的管径、压力、流量和被测量介质的性质，选择腰轮流量计的规格和材质。

3 过程分析仪表的选用

3.1 过程分析仪表的种类

过程分析仪表按工作原理可分为：磁导式分析器、热导式分析器、红外线分析器、电导式分析器、红外线分析器、工业色谱仪、电化学式分析器、电导式分析器、热化学式分析器、光电比色式分析器、超声波粘度计、工业折光仪、气体热值分析仪、水质浊度计和密度式硫酸浓度计等。

3.2 过程分析仪表在工艺管道的取样要求

3.2.1 如果分析仪器用于过程控制，所选的取样点应该响应最快的。要特别注意取样点不要悬在工艺管道死角处和低流速区。

3.2.2 尽量缩短取样点到分析器之间的距离，使滞后时间最短。

3.2.3 尽量把取样点选在工艺管道中清洁和干燥的地方。

3.2.4 从工艺管道上取样，取样口应开在工艺管道的一侧，以减少气体样品中可能夹带的液滴和固体杂质，或液体样品中可能夹带的气泡和固体杂质。如果工艺管道的管壁易附着赃物，应从工艺管道中心采样。

3.2.5 样品如果容易凝结，应采取保温伴热措施，但要注意不可因此而引起样品组成的变化。

3.2.6 取样点不应紧靠减压阀的下游，避免出现气—液混相。

3.2.7 根据取样点的工艺状况，取样管道上应设置相应的减压稳流、超压放空、负压抽吸和故障报警等设施。

3.2.8 常用的样品输送系统有：

单线系统；

快速回路系统；

样品回收系统；

在线调和使用的试样再循环系统；

多流路取样系统。

4 压力测量仪表

4.1 压力测量仪表的分类

压力测量仪表按其作用原理可分为液柱式、弹性式、压力传感式及活塞式四大类。

4.2 压力测量仪表的选用

压力测量仪表的选用应考虑量程、介质性质和对显示仪表的要求。还应考虑精度等级、使用环境及介质性能和工艺要求。

4.3 压力测量仪表的安装要求

4.3.1 为了准确测得静压，压力表取压点应设在直管段上，并设切断阀。管道内为腐蚀性介质和重油时，可在压力表和切断阀间装隔离器。

4.3.2 压力表应尽可能在常温下使用（65℃以下），高温管道的压力表要设置圈管。

4.3.3 流体脉动的地方，应设置脉动缓冲器，以免脉动传递给压力表。

4.3.4 对于腐蚀性流体应设置隔离膜片式压力表，不能让该流体进入压力表内。

4.3.5 振动设备的压力表可装在墙上、柱上或仪表盘上，用软管与设备上的取压口连接。

4.3.6 现场指示的压力表的设置位置，如能自由选择时，最适宜的高度为1.3～1.8m，过高时应有平台或直梯，以便维护一次阀。

4.3.7 泵出口的压力表应装在阀前并朝向操作侧，以便在开出口阀门时能看见压力表的指示。

4.3.8 测量设备的微压或真空或介质有沉淀物时，应使开口的标高低于仪表，仪表应尽量靠近开口，以减少附加误差或避免沉淀物进入压力表内。

4.3.9 工艺设备上测压点开口应在气象段。对立式高设备如分馏塔的顶部压力，可沿塔顶出口管在其靠*台处取压，以便维护检修。

4.3.10 取压点的位置要注意到工艺管道分叉、阀前、阀后及工艺流程的要求等情况。

4.3.11 同一处侧压点，压力表和压力变送器可合用一个取压口。

4.3.12 压力表管嘴安装位置一般离焊缝不小于100mm，距法兰不小于300mm,在卧式容器上开口离切线不小于100mm。

5 温度测量

5.1 温度测量仪表的分类

温度测量仪表按其测量方式可分为接触式和非接触式两大类。接触式有温度计、热电阻和热电偶。非接触式有光学高温计、辐射温度计、比色温度计和红外线测温仪光电高温计。

5.2 温度测量仪表的选用

5.2.1 量程选择宜去最高操作温度为仪表最大刻度的90%；正常操作温度为仪表刻度的30%～70%。

5.2.2 就地温度测量仪表一般选用双金属温度计；在精度要求较高、振动较小、读书方便的场合，也可选用玻璃温度计；低温管道和无法近距离读数有振动的场所，精度要求不高的就地温度显示可采用低温压力式温度计。

5.2.3 集中控制的温度仪表一般选用温度变送器与单元组合显示仪表配套；单参数就地温度调节可选用基地式小型长图自动平衡记录调节仪与热电偶或电阻配套；介质温度＜300℃非关键无剧烈振动场所可选用温包式温度变送器；防爆场所应选用气动式或隔爆型或本安型变送器；在与计算机配套或中央集中控制场所可选用电动DDZ-Ⅲ型或其他相应系统。

对于特殊场所应根据其特殊要求选用适宜的温度测量仪表

5.3 温度测量仪表的安装要求

5.3.1 为使温度计和热电偶安装在直管段上，其安装要求最小管径如下：

工业水银温度计DN50mm

热电偶、热电阻和双金属温度计DN80mm

压力式温度计DN150mm

当工艺管道的管径小于要求时，应按要求扩径。

5.3.2 温度计可垂直安装和倾斜45°安装。倾斜45°安装时应指向管内流体流动反方向。

5.3.3 热电偶的长度因工艺管道的公称直径和测量地点不同而异，且应安装在易于抽出热电偶的地方。推荐的热电偶最小长度应为保护套管外径的10倍。

5.3.4 如能自由选择，现场指示的温度计高度为1200～1500mm。

5.3.5 塔上的各热电偶为了便也配管引线，应尽量布置在同一方位上。

5.3.6 PN≥6.4MPa管道或设备上安装热电偶或热电阻时，应预先焊一高压保护套管。

5.3.7 热电偶、热电阻的接线盒和引出导线的环境温度不得超过100℃。

5.3.8 对于有分叉的工艺管道，安装温度计或热电偶时要特别注意安装位置与工艺流程相符。

5.3.9 温度计管嘴开口距焊缝不应小于100mm，距法兰不应小于300mm。

6 物料测量仪表

6.1 物料测量仪表分类

物料测量仪表包括液位测量仪表和料位测量仪表。液位测量仪表按其工作原理分为直读式、浮力式、差压式、电学式、声波式和核辐射式等。而料位测量仪表则根据现有产品分为电气式和机械式两类。

6.2 常用料位测量仪表的安装要求

6.2.1 玻璃板液面计和玻璃管液面计

玻璃管液面计常用于温度低于100℃、压力低于0.35MPa，并且介质是无毒无危险的设备上。

玻璃板液面计有反射型和透光型两种，适用于介质温度≤250℃，压力可大于0.35 MPa。也可用于测量液体之间的界面。

透光型玻璃板液面计安装方向必须使光线正对可视方向。

玻璃管液面计应设在容器上比较安全的一侧，以免被外力碰坏。

玻璃板、玻璃管液面计应直接安装在设备上。

几个液面计安装在一个设备上时，两个液位计垂直方向重叠尺寸应≥200mm，水平方向间距≥200mm。

液面计与设备之间设有切断阀、法兰或活接头等，其材质、压力和温度等级不应低于设备等级。

6.2.2 差压液位计

电动、气动单法兰液位差压计适用于有粘性有沉淀易结晶介质的液位测量。适用温度-200～200℃，测量压力6.4 MPa。

电动、气动双法兰液位差压计，当测量气相不结晶的一般粘性流体时用平法兰较合适。测结晶性、沉淀性流体时宜用插入式法兰。

吹气式测液位用于敞开容器强腐蚀、悬浮状介质的液位测定。

要求测量范围大，密度变化不大的一般介质均可采用差压测液位。

6.2.3 外浮筒液位计

测量范围在2m以下，要求连续控制或远距离变送的场所，特别是就地调节系统宜选用外浮筒液位计。液位计的表头上端距地面或平台一般为1600～1800mm。

当塔底有重沸器时，塔底外浮筒液位计管嘴方位不能直接对着重沸器蒸汽入口，应错开90°方位。

塔内设有蒸汽气提时，为防止冲击，需设置防冲板。

液位计的安装位置不应妨碍人员通行，一般平台的一端回转90°安装。

6.2.4 内浮球液位计

内浮球液位计用于高温高粘度的不宜引出介质的场合。介质温度可达450℃。

液位计距平台或地面较适宜的高度为1000～1500mm。

在设备内部，凡在浮球活动的范围内不应有障碍物，在介质冲击力较大的地方需设防冲击板。

液位计的安装位置不应妨碍人员通行，一般放在塔平台一端为好。

6 结束语

装置中仪表就是装置的眼睛和耳朵，只有眼睛明亮，耳朵灵敏装置才能安全、长期、稳定的运行，而这些的基础就是装置中现场仪表的正确合理的安装。