崔育松
(辽阳石化分公司仪表厂,辽宁 辽阳 111003)
摘 要:本文叙述了仪表在设计、采购、施工及试运行(调试)等阶段的设计要求以及与有关专业、业主等方面的沟通,着重阐述了仪表自动化设计、选型原则及施工阶段的总结。
关键词:仪表自动化;施工服务;专业配合
中图分类号:TP29 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2012)04-0092-04
1 引言
仪表自动化是将自动化仪表应用于工业生产过程的自动化,它在当今工业自动化领域中占有很重要的地位,一个自动化系统。除具备切实有效的控制功能外,还应具有较高的可靠性,只有确保系统可靠地运行,才能发挥出应有的控制功能。有些仪表具有较多的复杂调节系统,故障较多, 系统内个别容易出现故障的部件影响系统全局的可靠工作;有些调节系统虽有完整配置, 却无法实现应有的调节功能。这类问题,都属仪表自动化的可靠性问题。一个工程项目主要包括设计、采购、施工及试运行(调试)3个阶段,在这些过程中仪表专业的设计附属性很强,必须随时掌握进度,与各专业密切配合。无论怎样理想的设计,如果没有充分地和有关专业配合,也就达不到设计的预期目的。笔者结合多年的工程实践,主要以仪表自动化专业在施工图设计及施工服务过程中应注意的问题进行论述。
2 仪表自动化专业施工图设计
2．1 仪表自动化设计的特点
随着工艺流程的日益成熟和科学技术的进步,仪表自动化程度得以很大的提高,有关工艺要求的检测点多,控制要求较为复杂,仪表自动化大量工作主要集中在整个工程的后期,时间紧,施工图设计的工作量越来越大。
2.2 仪表自动化设计的依据
仪表自动化施工图设计的依据是工艺专业针对生产工艺过程,对仪表自动化专业提出要求,(如采矿、选矿、冶炼、热工、通风、水道、制酸、金属加工)分别提出设计深度,在“自控专业施工图设计内容深度规定”(HG20506—92)有详细的规定,要求设计人员出图深度达到规定要求[1]。一套完整的高水平的施工图对现场施工将提供极大的方便,还可以为业主节约大量的人力和财力。
2．3 仪表选型原则
首先设计者在仪表选型时要本着对用户负责的精神,从应用的角度对选型进行合理的选择是完全必要的,主要有下面3点:
(1) 必须满足工艺要求
仪表自控是为工艺服务的,如精确度等。对于现场安装的一次仪表,要根据工艺参数及介质的性质(温度、压力、腐蚀性、电导率等)、管路的管径及其材质、环境状况(有无腐蚀性、振动的大小、防爆与否)等因素来确定仪表的选型。
(2) 仪表选型还应考虑先进性、经济性以及运行费用
坚持先进性与经济性统一是仪表选型的一个基本原则,根据检测点和控制系统在生产过程中的重要程度决定选用仪表的先进性。
(3) 选型的统一
对于一个较大的工程项目,不同的子项可能会是几个设计人员合作完成的,属于共同合作设计。这就可能出现同一类型的仪表(如压力变送器)选用不同厂家的产品,给工程本身和投产后的管理造成不必要的麻烦。因此,应该在设计初期就定下原则,统一要求。当然针对检测点的重要程度不同,可以将同一类型的仪表分成两个档次(如智能型、普通型),但应该保证同一档次的仪表选用同一厂家的产品。选型统一对技术服务和培训、工人掌握使用、备品备件都有好处。
2．4 做好与有关专业的配合工作
(1) 工艺专业
与工艺专业设计人员配合主要有以下2点:
①工艺设备(如罐、槽、釜)与连接管道,其内部工艺参数需要检测、控制,工艺专业应向仪表专业提交技术要求和测点位置等,预留仪表的过程接口。要确认螺纹、法兰的规格、公称压力。为了便于维护和操作仪表,应在必要的地方设置维护平台和梯子;②尽量保证仪表电缆桥架、仪表压缩空气管路等走向、标高不与工艺设备、管路发生冲突,设计中要及时协调
(2) 土建专业
与土建专业的配合,多是一些预埋件、预留孔、控制柜基础以及电缆沟等问题。如对冶炼厂电解车间而言,由于生产过程腐蚀性大,提交预留、预埋显得更为重要。地面大多要做防腐层,穿越楼层的电缆桥架、电缆保护管、气源管等等,若不跟土建专业协调好,那将在施工阶段很被动,因为防腐层一般是不允许破坏的。另外对控制室的要求要特别关注,设计后期对图时要及时协调设计遗漏的要求,已发现的问题不要遗留到现场施工时去解决。
(3) 电气专业
仪表专业与电气专业的关系极为密切,尤其是在提倡仪电一体化控制的今天,采用分散型控制系统以后,在设计前应该确定控制方案和控制水平,2个专业的设计人员应对工作有一个详细了解。
3 施工服务阶段
仪表施工开始时,要与施工单位做好施工图设计交底的工作。在施工阶段,各专业之间有深度的交叉作业。仪表专业施工队既要配合好工艺专业施工队,安装附属于设备、管道之上的一次仪表和取源部件,又要做好本专业附属性不强的其他工作,保证按时完成安装任务。
3．1 设计交底
(1) 施工图设计完成,取得施工图审查通过和主管部门批准后在开工之前,设计者需要向业主方、施工安装方进行设计交底,明确设计意图;
(2) 设计交底一般应有业主、施工单位、监理单位和设计者参加;
(3) 设计交底时,设计者应介绍工艺流程主要控制方案、检测点的要求以及复杂调节系统的说明;
(4) 业主单位、施工单位和监理单位应事先取得施工图纸并作好充分准备,在设计交底时提出疑问,设计者应对疑问作出明确解答,说明处理办法,设计交底应形成会议纪要,并由业主单位、施工单位、监理单位、设计单位(设计者)签字盖章,作为施工文件的补充;
(5) 设计者应对设计交底会议纪要提出需要补充和修改的设计图纸进行修改并发送至业主和施工方。
3．2 密切关注有关专业的变更情况
若其他专业因故变更 也会要求仪表专业相应变更,如管径变更,会引起流量仪表的口径变化,测温热电阻插入深度也要相应变化, 工艺管道的走向变化将会引起检测点位置、电缆桥架、电缆、仪表用压缩空气管路走向等变化。所有这些变化,将会引起仪表安装材料用量、仪表规格等的变化,仪表专业要及时出相应的变更。
3．3 及时与施工单位及仪表生产厂家沟通
在施工开始时,大部分工程项目设计工程师都要与施工单位和设备供货厂商做好施工图设计交底的工作,但实际在施工时还是会出现各种预料不到的情况,使得施工工作受到影响,因此设计者要及时与生产厂家沟通,以确保组件之间的接线、接管正确无误。
4 系统试验
系统试验是以下述各项为前提的:集散型过程控制部分应在安装后,单独校验合格;各单台仪表在就位之前均已校验合格;气源及电源的供给己确认符合设计要求,能向各仪表正常供气及供电;对各测量、控制,调节回路中各组件之问的接线、接管正确无误。系统试验的目的是使各测量、控制、调节及联锁报警系统处于可投入运转的状态[2] 。
系统试验主要有以下几个方面的内容:
(1) 分子筛吸附器的自动切换系统;
(2) 供上电源及气源,系统投入操作,各切换阀应按规定程序正常动作,切换阀上的行程开关,应能控制中央控制事的对应信号显示;
(3) 多点温度切换测量系统,逐点试验各点均应显示当时的环境温度;
(4) 带变送器运算器的温度、温差、流量、阻力、液位、压力等参数的测量、调节回路。有条件时在变送器输入端加上信号,这样可试验整个系统;若实施有困难,可在变送器输出端向回路送入标准信号(如4～20mADC,1-5VDC等)。但必须注意不论何种试法,试验完成后必须把接线、接管恢复到试验前的状态。这项试验可以检查显示、报警、调节输出,调节阀的动作是否符合规定的精度和设计要求(如调节器的正、反作用,调节阀的动作方向等);
(5) 各遥控操作点的试验,从手动操作器(或给定器)给出标准控制信号(如4-20mA),对应的调节阀应正常动作;
(6) 联锁系统的试验。各主机停车联锁,对各联锁停车项目逐项做假动作试验,联锁信号可从仪表上人为给出或从继电器或接线端子上人为给出,试验以电控系统的主机跳闸回路的继电器动作,直到主开关分闸(注意:做该项试验时主开关的高压电源绝对不准接入)。润滑油压降低时起动备用油泵的联锁．可根据现场条件作实际动作试验或假动作试验 ,假动作试验试到电控系统油泵控制回路的控制继电器动作。仪控系统内部的温度、流量、压力、液位、纯度等参数的联锁项目,应试验到电磁阀失电,对应的调节阀打开(或关闭、锁位)为止。
(7) 声光报警系统的试验。人为地闭合各带报警接点的仪表的接点,将直接或通过继电回路使闪光报警器发出声光报警信号,按下闪光报警器的“确认”按钮则停止闪光及声响,撤消试验信号,则该闪光报警器对应的光字牌不亮。当按下闪光报警器的“试验”按钮时,则该闪光报警器的全部光字牌均应闪光并发出声响[3]。以上各项试验在实施中可以综合在一起做,在试验时要及时记录,避免重复或遗漏项目。此外在试验过中临时的短接线必须拆除,拆开过的接线必须重新接好。
5 结束语
综上所述,在仪表自动化设计、施工时必须做到以下几点:
(1) 设计人员应站在用户的角度为用户着想,在设计与选用仪表时应做到稳定可靠、操作简单、安装方便、反应灵敏、互换性强、便于维护;
(2) 设计人员应注意平时资料的收集、整理以便消化吸收,避免犯重复性的错误。
(3) 仪表工程在完工正确投入使用后,设计人员应多下现场,对仪表的使用情况做跟踪调查,了解仪表的工作情况,及时总结经验,以利于今后的设计工作日趋完善。
(4) 施工人员在安装、使用、维护、检修仪表之前必须详细阅读仪表的安装使用维护说明书,以便了解仪表性能及安装维护要求和注意事项,保证配套的测量、控制仪表能长期可靠地运行。
参考文献:
[1] 陆德民.石油化工自动控制设计于册[M]．第3版．北京:化学工业出版社,2000,1.
[2] B.S.迪隆著,厨广涛译.系统设计和应用的可靠性工程[M].北京:宇航出版社,1987.
[3] 陈伯时.自动控制系统[M].北京:机械工业出版社,1981:170-200.