化工新建項目中儀控專業(yè)的管理

李文勝，李國鑄，李思遠(.山東華魯恒升化工股份有限公司，山東 德州 5304； .青島科技大學，山東 青島 6604)

0 引言

隨著自動化技術水平的不斷提高，化工儀控專業(yè)在化工流程行業(yè)的重要性日漸突出。在化工新項目的建設中，如何管理好儀控專業(yè)的施工質量和施工進度是保障整個項目能否正常開車、順利達產的重要環(huán)節(jié)。

化工新建項目中儀控專業(yè)的管理開始于設計階段，結束于開車達產階段。只有貫徹好這一思想并在每一個環(huán)節(jié)做好管控才能確保整個項目有條不紊進行。

本文站在生產管理部門的視角，場景設置為有專業(yè)的設計單位和建設施工隊伍，施工完畢后交由生產管理部門接收進行維護管理展開。

1 過程管理

整個過程按照項目的進展分為三個大的階段。

1.1 設計階段

根據整體項目的規(guī)模與性質的區(qū)別，項目設計一般有三種形式，一是由獨立于集團公司之外的專業(yè)設計院進行，二是由本公司的設計院進行，三是由本公司的生產部門自行設計。無論是哪一種情形，應主動聯(lián)系設計、施工單位，將類似項目之前在運行中總結的經驗教訓包括儀表的選型、施工材料的選擇、儀表設備品牌的選擇、儀表的安裝方式等施工細節(jié)等各方面的意見反饋給設計單位，設計單位進行方案設計時應重視上述意見。

1.2 施工階段

施工開始前應對進入施工現(xiàn)場的人員進行培訓，培訓包括安全培訓和施工相關的專業(yè)知識培訓。安全培訓內容包括工藝介質特性，對現(xiàn)場危險的辨識及防范，作業(yè)注意事項等。施工知識培訓主要包括施工及驗收規(guī)范，生產工藝流程及詳細的項目儀控專業(yè)資料等。

施工開始后監(jiān)督施工情況是否合乎規(guī)范，應針對不同儀表類型編制出檢查表格，明確技術標準及責任人，一方面使檢查工作有章可循，再者利用追責的形式增強項目的嚴肅性，使項目整體施工質量可控，間接確保后續(xù)工作的順利進行。檢查過程中發(fā)現(xiàn)不符合要求的情況及時反饋給施工單位，責令整改。有不同意見進行友好協(xié)商，原則問題嚴格按照規(guī)范執(zhí)行。

以渦街流量計為例，檢查項應包括安裝方式是否正確 (比如測量液體流量，流量計安裝在豎直管道上時，介質流向只能自下而上)、前后直管段是否滿足要求、流向、安裝位置 (避開高溫、腐蝕等環(huán)境)、墊片情況 (材質、壓力等級)、緊固情況、接線等是否滿足使用要求。

如果項目有隱蔽工程，如壓縮機內部的溫度、轉速測量等，除正確進行儀表安裝外，應對內部儀表線纜進行良好固定，并考慮到設備轉動及充油后的情況，留好照片[1]。

施工過程中對與工藝介質直接接觸的部分必須仔細核準，包括部件的選型、材質、公稱壓力與溫度等，因為由于施工問題一旦發(fā)生泄漏將會直接影響開車順利進行及裝置長周期運行，甚至引發(fā)安全問題。

在施工階段，控制系統(tǒng) (包括DCS、SIS、GDS、PLC等)機柜固定、配線及組態(tài)工作同步展開。施工中應注意對接地電阻的測量并確保合格，并按照控制系統(tǒng)廠家技術要求進行接地施工。為確保控制系統(tǒng)側的設備不被意外損壞，接線前應確認現(xiàn)場電纜線不會串進強電、不被短路，并且確認安全后再逐一送電。控制系統(tǒng)組態(tài)一般由廠家的工程師來完成，為了以后維護的順利也可以由用戶完成?？刂葡到y(tǒng)組態(tài)中的流程圖部分要充分征求工藝專業(yè)的意見，甚至讓工藝人員來繪制。各控制系統(tǒng)中的聯(lián)鎖邏輯及聯(lián)鎖報警參數、復雜的控制方案要讓工藝專業(yè)負責人進行確認。如果生產管理部門的工藝人員對初始設計中的內容不滿意要求修改應該讓他們與設計部門溝通并提供有效變更單?？刂葡到y(tǒng)施工時應確認系統(tǒng)內主要設備的狀態(tài)如直流電源模塊、動力電源、機柜溫度等都實現(xiàn)報警功能，這樣對以后的設備維護會提供極大的便利。

1.3 調試階段

施工到一定程度，就應該推動調試工作的進行。

調試包括分項調試與聯(lián)校。分項調試指的是對局部的控制系統(tǒng)或儀表進行調試。分項調試包括控制系統(tǒng) (包括DCS、SIS、GDS、PLC等) 校驗、智能儀表參數的設置以及閥門的調試等等。聯(lián)校指的是對控制系統(tǒng)及現(xiàn)場儀表、閥門整體模擬實際運行情況進行的調試。

控制系統(tǒng)校驗是指在系統(tǒng)的信號輸入端 (安全柵或卡件)輸入信號，觀察計算機屏幕上的顯示，或者在控制系統(tǒng)畫面上改變控制信號，測量系統(tǒng)輸出電流、狀態(tài)信號的變化等。一般來說控制系統(tǒng)出廠前都進行過出廠測試，單獨進行控制系統(tǒng)的校驗效率太低，可以合并到聯(lián)校過程中。校驗開始前，應對安全柵參數進行修改、核實，使一個通道中，變送器、安全柵、DCS卡件、PID回路的參數一致。另外，如果進行分項的控制系統(tǒng)校驗，聯(lián)校時可以只在現(xiàn)場通過導線的通斷試驗來確認測點位置是否正確。但是，鑒于相比分項校驗，聯(lián)校時引入了較長的線纜，對測量回路尤其是熱電阻的測量回路帶來了較大改變，建議這種情況務必自現(xiàn)場輸入不同類型的信號對系統(tǒng)功能進行抽查，因為在實際施工中發(fā)現(xiàn)，有些廠家的DCS模塊在獨立調試和實際聯(lián)校中顯示是不同的，并且遠超允許誤差。所以，建議還是自現(xiàn)場輸入信號聯(lián)校來得保險些[2]。

閥門的調試指在閥門的信號輸入端輸入對應的信號(4～20 mA DC)，調整閥門定位器使閥位對應電流信號輸入，如果有閥位反饋開關或閥位反饋變送器應同步進行校驗。

按照項目提供的工藝條件對渦街流量計、壓力變送器、雙法蘭液位變送器等智能儀表進行參數設置。

以上調試除了閥門調試有共性不需要單獨列出表格外，其余均應該有特定的表格明確技術參數。

另外，對一些復雜的控制系統(tǒng)，比如流量補償、防喘振控制等也可以在此階段進行仿真調試。

聯(lián)校是指控制系統(tǒng)與現(xiàn)場儀表閥門聯(lián)合校驗。

聯(lián)校最大的目的在于核對現(xiàn)場與控制系統(tǒng)畫面中的相同測控點是否完全對應，防止發(fā)生錯亂。其二，核對現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)的參數設置是否匹配。

校驗開始前要根據測控點情況編制好校驗表格，一般將測控范圍分為5個點進行校驗。根據不同點明確測量范圍、測量單位、是否開方等，按照表格有條不紊地進行。通常情況下，一組聯(lián)校小組至少包括5人，中控室需要儀控專業(yè)DCS人員一名，工藝人員一名，現(xiàn)場需要儀表人員一名，工藝人員一名，施工方人員一名，如果項目較大，或者工期很緊，可以分多組共同進行。聯(lián)校時如果變送器為智能式，可以用HART手操器進行電流信號仿真，同時核對變送器的參數與設計是否吻合。

聯(lián)校完成后進行聯(lián)鎖報警試驗。聯(lián)鎖試驗要最大程度地模仿實際情況，盡量自靠近信號的發(fā)生端進行。如做油壓低停機試驗，應采取真正的開油泵，逐漸降低油壓的方法，記下停主機時油壓的真實數值，這樣更容易發(fā)現(xiàn)問題。為了節(jié)省時間，報警試驗可以穿插在聯(lián)?；蚵?lián)鎖試驗中進行 (聯(lián)校完成的點才可以做報警試驗)，報警試驗可以采用最小報警系統(tǒng)內部仿真的方法。如果只是DCS內部的報警可以采用DCS仿真的方式進行，如果報警信號是由其他系統(tǒng)進行判斷，而將報警信號送到DCS系統(tǒng)，則應該在其他報警系統(tǒng)進行信號試驗對兩個系統(tǒng)同時進行確認。

在調節(jié)閥的校驗中，首先要根據閥門的銘牌對氣源壓力進行調整，檢驗過程中除了對閥位進行確認外，對調節(jié)閥的附件比如閥位開關、電磁閥等也要進行聯(lián)校，并且如實記錄閥門的氣開氣關特性，與工藝人員一同核對PID正反作用是否正確。

對控制系統(tǒng)本身進行冗余切換試驗，包括主控器、模塊、網絡、電源，對UPS進行斷電、切換試驗，并應測試電池續(xù)電是否滿足要求。

控制系統(tǒng)之間如果有通過串口通訊相連的情況，也應該進行聯(lián)校，以免由于組態(tài)時數據類型選擇不合適引起數據變化時顯示錯誤。

調試階段應同步檢查儀表根部閥門是否處于合適位置，比如，塔頂的壓力儀表如檢查正常工藝不再進行酸洗、吹掃等處理時可以正常投運，而分析儀表則應該關閉根部閥門，以免工藝設備進介質后造成儀表的損壞。

在調試階段，工藝專業(yè)會對工藝管道進行吹掃等工藝處理，這時應將已安裝到位的流量計、調節(jié)閥等臨時拆下，拆下的流量計、調節(jié)閥做良好保護，如果不拆線要保護好撓性管，拆線則要對導線進行絕緣防護或在DCS側斷開接線。也要防止放置狀態(tài)異常造成對人員的傷害。工藝處理結束回裝時應注意墊片全部更新，對墊片的形式、材質、尺寸大小、壓力等級進行確認，對螺栓螺母的材質、形式、尺寸進行確認，回裝緊固時應采取對角緊固的方式。如果項目中用到焊接式流量計，要在管道吹掃結束后才能安裝[3]。

保溫工作一般在調試階段進行，要做好監(jiān)督，防止將儀表電子部分包進導致儀表損壞。

1.4 開車階段

系統(tǒng)進介質后的階段統(tǒng)稱為開車階段。

正式開車前工藝一般來講都要試運行，此時主要是用水、空氣、氮氣等無害介質代替正常的工藝介質打通工藝流程，蒸汽也會同步進入系統(tǒng)，要提前查看分析儀表的根部取樣閥是否關閉，靠近蒸汽管道的儀表及附件是否有過熱損壞的風險，如果是冬季，要將伴熱及時投入。水運過程中應關注各測控點的顯示控制情況，安排正常巡檢，查看是否有泄漏等等。根據升溫情況安排對流量計、閥門進行熱緊。

正常投產后再次確認儀表顯示控制狀況，關注聯(lián)鎖投運情況，系統(tǒng)納入正常生產管理。

2 結語

在實際的化工項目中不乏因為儀控專業(yè)施工質量問題造成開車延遲甚至引發(fā)事故的情況，開車時故障頻發(fā)更是司空見慣。然而，如果真正把好施工質量與驗收關，完全可以做到無儀控人員值守開車，并長周期穩(wěn)定運行。