化工儀表設計規(guī)范
2011-06-07
第一章儀表位號
1.1 儀表位號組成
由儀表功能標志和儀表回路編號組成
PIC-110 儀表位號
PIC 儀表功能標志
110 儀表回路編號
1.2 儀表功能標志
儀表功能標志應該符合《HG-T 20505-2000 過程測量和控制儀表的功能標志及圖形符號》3.1.1規(guī)定，主要內容如下：
儀表功能標志的常用組合字母見《HG-T 20505-2000 過程測量和控制儀表的功能標志及圖形符號》表3.1.2
功能標志的首位字母選擇應與被測變量或引發(fā)變量相應，可以不與被處理的變量相符。如為調節(jié)流量的，用在液位系統(tǒng)中的功能標志是LV，而不是FV。
儀表功能標志的首位字母后面可以附加一個修飾字母，這時原來的被測變量就變成一個新變量。如在首位字母P、T后面加D，變成PD、TD，原來的壓力、溫度就變成壓差、溫差。
儀表功能標志的后繼字母后面也可附加一個或兩個修飾字母，以對讀出功能進行修飾。如功能標志PAH中，后繼字母A后面加H，它限制讀出功能A的報警為高報警。
功能標志的字母編組的字母數，一般不超過4個。為了減少字母編組的字母數，對于一臺儀表同時用于指示和記錄同一被測變量時，可以省略I(指示)。
儀表功能標志的所有字母均應大寫。
1.3儀表回路編號
回路編號可以用工序加儀表順序號組成，也可以用其他規(guī)定的方法進行編號。
FIC-116 1—工序號，16—順序號
也可無工序號，如FSHL-2
儀表位號按不同的被測變量分類，同一裝置(或工序)同類被測變量的儀表位號中的順序號應是連續(xù)的，順序號中間可以空號;不同被測變量的儀表位號不能連續(xù)編號。
如果同一儀表回路中有兩個以上功能相同的儀表，可以用儀表位號附加尾綴字母(尾綴字母應大寫)的方法以示區(qū)別。如TV-110A和TV-110B表示同一回路中有兩臺控制閥。
當不同工序的多個檢測元件共用一臺顯示儀表時，顯示儀表的位號不表示工序號，只編順序號;檢測元件的位號是在共用顯示儀表后面加后綴。如多點溫度指示儀的位號為TI-1，其檢測元件的位號為TI-1-1、TI-1-2。。。。。。等。
當一臺儀表由兩個或多個回路共用時，各回路的儀表位號都應標注。如一臺雙筆要記錄流量FR-121和壓力PR-131時，儀表位號為FR-121/ PR-131。
l在自控專業(yè)表格類的設計文件中，編寫儀表位號的要求是，一般情況下功能標志后繼字母不再附加修飾字母，如帶上、下限報警(聯鎖)的指示、控制系統(tǒng)的位號，只編寫PIA-110、TIS-111，不需將報警聯鎖的修飾字母H、L編寫出來。
1.4儀表的圖形符號
單臺常規(guī)儀表：
DCS系統(tǒng)：
PLC系統(tǒng)：
1.5PID圖中儀表的各種連線規(guī)定
細實線作為儀表連線的場合:
1) 工藝參數測量點與檢測裝置或儀表的連接線
2) 儀表與儀表能源的連接線
就地儀表與控制儀表(包括DCS)的連接線、控制室儀表之間的連接線、DCS內部系統(tǒng)連接線或數據連接線
1.6 流量測量儀表的圖形符號
節(jié)流裝置+差壓儀表
非差壓型流量測量儀表
1.7 執(zhí)行器圖形符號
執(zhí)行機構
控制閥體及風門
注：執(zhí)行機構能源中斷時控制閥位置的圖形符號
l 自力式控制閥
l 儀表輔助設施
1.8 圖形符號應用實例
第二章 自動化儀表選型設計規(guī)定
2.1 溫度儀表
2.1.1總則
1)單位及刻度
溫度儀表的刻度單位應選用攝氏度(℃)
刻度及測量范圍的選用，在一般情況下應與定型產品的標準系列相符
2)檢測元件插入長度
插入長度的選擇應以檢測元件插至被測介質溫度變化靈敏具有代表性的位置為原則
在煙道、爐膛及絕熱材料設備上安裝時，應按實際需要選用;一般情況下，為了便于互換，可選擇深入內部250mm長度。
3)檢測元件保護套管
檢測元件的保護套材質不低于設備或管道材質。如定型產品保護套太薄或不耐腐蝕，另加保護套管。
對于中、低壓介質宜選用鋼管直形保護套管。
對于高壓介質或測溫元件取出時不必停車的場合，應選用整體鉆孔直形或錐形保護套管。
對于流體介質流速較高或要求保護套管高強度的場合，應選用整體鉆孔錐形保護套管。
4)用于可燃氣體、蒸汽及可燃性粉塵等爆炸危險場所的就地帶電接點的溫度儀表、溫度開關、溫度檢測元件和變送器等，應根據所確定的危險場所類別以及被測介質的危險程度，選擇合適的防爆結構形式或采取其他的防爆措施。
5)用于腐蝕性氣體及有害粉塵等場所的溫度儀表，應根據使用環(huán)境條件，選擇合適的外殼防護等級。
2.1.2就地溫度儀表
1)精度
一般工業(yè)用溫度計：1.5級或1級
精密測量用溫度計：0.5級或0.25級
2)測量范圍
最高測量值不大于儀表測量范圍上限值的90%，正常測量值在儀表測量范圍上限值的1/2左右。
壓力式溫度計測量值應在儀表測量范圍上限值的1/2～3/4之間。
3)雙金屬溫度計
《石油化工自動控制設計手冊》P.49
4)壓力式溫度計
適用于-80℃以下低溫、無法近距離觀測、有振動及精度要求不高的就地或就地盤顯示。
5)玻璃溫度計
僅用于測量精確度較高、振動較小、無機械損傷、觀察方便的特殊場合。不得使用水銀溫度計。
6)溫度開關
適用于溫度測量需要接點信號輸出的場合。
2.1.3集中溫度儀表
1)檢測元件：、熱電阻、熱敏熱電阻
2)裝配式熱電偶適用于一般場合;裝配式熱電阻適用于無振動場合;熱敏熱電阻適用于測量反應速度要求快的場合。
3)主要介紹Pt-100鉑電阻、熱電偶
《石油化工自動控制設計手冊》P.53，60
4)特殊場合選用的熱電阻熱電偶
溫度高于870℃、氫含量大于5%的還原性氣體、惰性氣體及真空場合，選用鎢錸熱電偶或吹氣熱電偶。
設備、管道外壁和轉體表面溫度，選用端(表面)式，壓簧固定式或鎧裝熱電偶、熱電阻。
含堅硬固體顆粒介質，選用耐磨熱電偶。
在同一檢測元件保護管中，要求多點測量時，選用多點熱電偶。
為了節(jié)省特殊保護管材料(如鉭)，提高響應速度或要求檢測元件彎曲安裝時，可選用鎧裝熱電阻、熱電偶。
高爐、熱風爐溫度測量，可選用高爐、熱風爐專用熱電偶。
5)變送器
與接受標準信號顯示儀表配套的測量或控制系統(tǒng)，可選用具有模擬信號輸出功能或數字信號輸出功能的變送器。
一般情況下應選用現場型變送器。
2.1.4附屬設備
1)采用熱電偶測量1600℃以下的溫度，當冷端溫度變化使測量系統(tǒng)不能滿足精確度要求，而配套顯示儀表又無冷端溫度自動補償功能時，應選用冷端溫度自動補償器。
2)補償導線
根據熱電偶的支數、分度號和使用環(huán)境條件，應選用符合要求的補償型補償導線、補償型補償電纜或延伸型補償導線或延伸型補償電纜。一般應選用補償型補償導線、補償型補償電纜，當補償型補償導線、補償型補償電纜不能滿足要求時，應選用延伸型補償導線或延伸型補償電纜。
按使用環(huán)境溫度選用不同級別補償導線或補償電纜。
-20℃～+100℃選用普通級
-40℃～+250℃選用耐熱級
應根據使用環(huán)境條件，選用阻燃補償導線或阻燃補償電纜。
應根據測量或控制系統(tǒng)的設計要求，選用本安補償導線或本安補償電纜。
對有間斷電加熱或強電、磁場的場所，應選用屏蔽補償導線或屏蔽補償電纜。
補償導線的截面積，應按其敷設長度的往復電阻值，以及配套顯示儀表、變送器或測量、控制系統(tǒng)接口允許輸入外部電阻來確定。
2.2 壓力儀表
壓力儀表計量單位：帕(Pa)、千帕(KPa)、兆帕(MPa)
2.2.1壓力表概述
《石油化工自動控制設計手冊》P.166
主要介紹彈性壓力表 P.170
2.2.2壓力表的選擇
原則：按照使用環(huán)境和測量介質的性質要求
在大氣腐蝕性較強、粉塵較多和易噴淋液體等環(huán)境惡劣的場合，應根據環(huán)境條件選擇合適的外殼材料及防護等級。
對一般介質的測量
1) 壓力在-40kPa～0～+40kPa時，宜選用膜盒壓力表
2) 壓力在+40kPa以上時，一般選用彈簧管壓力表或波紋管壓力表。
3) 壓力在-100kPa～0～+2400kPa時，應選用真空壓力表。
4) 壓力在-100kPa～0kPa時，宜選用彈簧管真空壓力表。
稀硝酸、醋酸及其它一般腐蝕性介質，應選用耐酸壓力表或不銹鋼膜片壓力表。
稀鹽酸、鹽酸氣、重油類及其類似的具有強腐蝕性、含固體顆粒、粘稠液等介質、應選用膜片壓力表或隔膜壓力表。其膜片及隔膜的材質，必須根據測量介質的特性選擇。
結晶、結疤及高粘度等介質，應選用法蘭式隔膜壓力表。
在機械振動較強的場合，應選用耐震壓力表或船用壓力表。
在易燃、易爆的場合，如需電接點信號時，應選用防爆壓力或防爆電接點壓力表。
對于測量高、中壓力或腐蝕性較強的壓力表，宜選用殼體具有超壓釋放設施的壓力表。
下列測量介質應選用專用壓力表
1) 氣氨、液氨：氨壓力表、真空表、壓力真空表
2) 氧氣：氧氣壓力表
3) 氫氣：氫氣壓力表
4) 氯氣：耐氯壓力表、真空壓力表
5) 乙炔：乙炔壓力表
6) 硫化氫：耐硫壓力表
7) 堿液：耐堿壓力表、真空壓力表
2.2.3精確度等級的選擇
一般測量用壓力表、膜盒壓力表和膜片壓力表，應選用1.5級或2.5級
精密測量用壓力表，應選用0.4級、0.25級或0.16級
2.2.4外型尺寸的要求
在管道和設備上安裝的壓力表，表盤直徑為Φ100mm或Φ150mm
在儀表氣動管路及其輔助設備上安裝的壓力表，表盤直徑為Φ60mm
安裝在照度較低、位置較高或示值不易觀測場合的壓力表，表盤直徑為Φ150mm或Φ200mm
2.2.5測量范圍的選擇
測量穩(wěn)定的壓力時，正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的1/3～2/3
測量脈動壓力(如：泵、壓縮機和風機等出口處壓力)時，正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的1/3～1/2
測量高、中壓力(大于4MPa)時，正常操作壓力值不應超過儀表測量范圍上限值的1/2
2.2.6的選擇
以標準信號傳輸時，應選用變送器
在易燃、易爆的場合，應選用氣動變送器或防爆型電動變送器
結晶、結疤、堵塞、粘稠及腐蝕性介質，應選用法蘭式變送器。與介質直接接觸的材質，必須根據介質的特性選擇。
對于測量精確度高，而一般模擬儀表難以達到時，宜選用智能式儀表，其精確度優(yōu)于0.2級以上。當測量點位置不宜接近或環(huán)境條件惡劣時，也宜選用智能式變送器。
使用環(huán)境較好、測量精確度和可靠性要求不高的場合，可以選用電阻式、電感式遠傳壓力表或霍爾壓力變送器。
測量微笑壓力(小于500Pa時)，可選用微。
測量設備和管道差壓時，應選用差壓變送器。
在使用環(huán)境較好、易接近的場合。可選用直接安裝型變送器。
2.4 安裝附件的選擇
測量水蒸氣和溫度大于60℃的介質時，應選用冷凝管或虹吸器
測量易液化的氣體時，若取壓點高于儀表，應選用分離器
測量含粉塵的氣體時，應選用除塵器
測量脈動壓力時，應選用阻尼器或緩沖器
在使用環(huán)境溫度接近或低于測量介質的冰點或凝固點時，應采用絕熱或伴熱措施
2.3 流量儀表
流量儀表主要類型：節(jié)流裝置及差壓計;速度式;容積式流量計;可變面積式流量計(轉子流量計);質量流量計;楔形流量計等。
石油化工自動控制設計手冊》P.86
2.3.1差壓式流量計
原理、形式分類及特點：P.94
差壓范圍的選擇
差壓范圍的選擇應根據計算，一般情況下根據流體工作壓力高低不同宜選：
低差壓：6kPa，10 kPa
中差壓：16 kPa，25 kPa
高差壓：30 kPa，60 kPa
2.3.2可變面積式流量計(轉子流量計)
原理及分類：P.100
當要求精度不優(yōu)于±1.50%，量程比不大于10：1時，可選用轉子流量計。
轉子流量計要求垂直安裝，傾斜度不大于5°;安裝位置應振動較小，易于觀察和維護;對臟污介質，必須在流量計的進口處加裝。
2.3.3旋渦流量計
原理：P.113
潔凈氣體、蒸汽和液體的大中流量測量，可選用旋渦流量計
低速流體及粘度大的液體，不宜選用旋渦流量計測量，粘度太高會降低流量計對小流量測量的能力。
管子振動或泵出口也不宜選用旋渦流量計。
2.3.4
原理： P.111
所測流體必須導電
用于導電的液體或均勻的液固兩相介質流量測量?？蓽y量各種強酸、強堿、鹽、氨水、泥漿、紙漿等介質
安裝方式可以垂直、水平，也可以傾斜。垂直安裝時，液體必須自下而上。對液固兩相介質最好垂直安裝。
為保證測量精度，流速在0.3～10m/s
當安裝在水平管段，應使液體充滿管段，并應使變送器的電極處于同一水平面上
2.3.5質量流量計
原理：P.121
需直接精確測量液體、高密度氣體及漿體的質量流量時，可選用科氏力質量流量計。
科氏力質量流量計可以不受流體溫度、壓力、密度或粘度變化的影響而提供精確可靠的質量流量數據。
質量流量計可在任何方向安裝，但是液體介質還是要充滿儀表測量管，不需要直管段。
費用較高，管段壓損較大。
2.3.6其它流量計
另外還有(非接觸式)、容積式流量計(包括橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、刮板流量計等)、、楔形流量計、等。
2.3.7固體流量測量
皮帶稱、沖量式流量計：P.140
皮帶輸送的固體流量測量宜選用皮帶電子稱
自由落體的粉粒及塊狀固體流量，當要求封閉傳送物料時，宜選用沖量式流量計
沖量式流量計的安裝要求物料必須保證自由落下，不得有外加力作用于被測物體上
2.4 物位儀表
2.4.1總則
液面及界面測量應選用差壓式儀表、浮筒式儀表和浮子式儀表。當不滿足要求時，可選用電容式、射頻導納式、電阻式(電接觸式)、聲波式、磁致伸縮式等儀表。
料面測量應根據物料的粒度、物料的安息角、物料的導電性能、料倉的結構形式及測量要求進行選擇。
儀表的結構形式及材質應根據被測介質的特性來選擇。主要的考慮因素為壓力、溫度、腐蝕性、導電性;是否存在聚合、粘稠、沉淀、結晶、結膜、氣化、起泡等現象;密度和密度變化;液體中懸浮物的多少;液面擾動的程度以及固體物料的粒度。
儀表量程應根據工藝對象實際需要顯示的范圍或實際變化范圍確定，一般應使正常物位處于儀表量程的50%左右。儀表精度應根據工藝要求選擇。
用于可燃氣體、蒸汽及可燃性粉塵等爆炸危險場所的電子式物位儀表，應根據所確定的危險場所類別以及被測介質的危險程度，選擇合適的防爆結構形式或采取其他的防爆措施。
用于腐蝕性氣體及有害粉塵等場所的物位儀表，應根據使用環(huán)境條件，選擇合適的外殼材質及防護等級。
2.4.2差壓式液位測量
原理：P.146
對于液面連續(xù)測量，宜選用差壓式儀表;對于界面測量，可選用差壓式儀表，但要求總液面應始終高于上部取壓口。
對于在正常工況下液體密度有明顯變化時，不宜選用差壓式儀表。
腐蝕性液體、結晶性液體、粘稠性液體、易氣化液體、含懸浮物液體宜選用平法蘭式差壓儀表;高結晶的液體、高粘度的液體、結膠性的液體，沉淀性的液體宜選用插入式法蘭差壓儀表;以上被測介質的液面如果氣相有大量的冷凝物、沉淀物析出，或需要將高溫液體與變送器隔離，或更換被測介質時需要嚴格凈化測量頭的，可選用雙法蘭式差壓儀表。
腐蝕性液體、粘稠性液體、結晶性液體、融熔性液體、沉淀性液體的液面在測量精度要求不高時，宜采用吹氣或沖液的方法配合差壓變送儀表進行測量。
對于在環(huán)境溫度下，氣相可能冷凝、液相可能氣化，或氣相有液體分離的對象，在使用普通差壓儀表進行測量時，應視具體情況分別設置冷凝容器、分離容器、平衡容器等部件，或對測量管線保溫、伴熱。
差壓式儀表的正、負遷移量應在選擇儀表量程時加以考慮。
2.4.3浮筒式測量儀表
原理：P.149
對于測量范圍在2000mm以內，比重為0.5～1.5的液體液面連續(xù)測量，以及測量范圍1200mm以內比重為0.5～1.5的液體界面連續(xù)測量，宜選用浮筒式儀表。
真空對象、易氣化的液體宜選用浮筒式儀表
就地液位指示或調節(jié)宜選用氣動浮筒式儀表
浮筒式儀表必須用于清潔液體
對于開口儲槽、敞口儲液池的液面測量，宜選用內浮筒;對于在操作溫度下不結晶、不粘稠、但在環(huán)境溫度下可能結晶或粘稠的液體對象，也宜選用內浮筒。對于不允許停車的工藝設備，應選用外浮筒。
內浮筒儀表在容器內液體擾動較大時，應加裝防擾動影響的平衡套筒。
電動浮筒儀表用于被測液位波動頻繁的場合，其輸出信號應加裝阻尼器。
2.4.4超聲波液位測量儀表
原理：P.155
對于普通物位儀表難以測量的腐蝕性液體、高粘性液體、有毒液體等液面的連續(xù)測量和位式測量，宜選用超聲波式測量儀表。
超聲波式儀表必須用于可反射和傳播聲波的容器液面測量，不得用于真空容器。不宜用于含氣泡的液體和含固體顆粒物的液體。
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