一體化集成裝置標(biāo)準(zhǔn)化電氣安裝與調(diào)試方法研究

李保全，莊磊，周紅杰

（長慶油田分公司機(jī)械制造總廠，陜西 西安 710201）

一體化集成裝置是指有機(jī)結(jié)合機(jī)械、電子、自控、信息等技術(shù)，對常規(guī)中小型站場或大型站場中工藝單元的全部或部分功能進(jìn)行高度集成、優(yōu)化設(shè)備配置與布局，各功能單元自成系統(tǒng)的一類裝置。因各類一體化集成裝置的功能多樣、自動化程度高、使用便捷和調(diào)撥靈活，所以在油氣田生產(chǎn)和管理中廣泛使用。電氣安裝、調(diào)試作為一體化集成裝置制造過程中的重要工序，其施工標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量決定了裝置電控系統(tǒng)的運行效果，影響了機(jī)械系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。根據(jù)在一體化集成裝置電氣安裝、調(diào)試、運行和售后服務(wù)中發(fā)現(xiàn)的問題，結(jié)合各類一體化集成裝置的功能特性，從一體化集成裝置電氣安裝工序、工藝標(biāo)準(zhǔn)和檢驗規(guī)則等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，提出一體化集成裝置的電氣安裝、調(diào)試相關(guān)技術(shù)建議。

1 一體化集成裝置電氣安裝與調(diào)試的重要性

在一體化集成裝置投運前，必須做好電氣安裝、電氣調(diào)試和相應(yīng)的檢驗工作，才能實現(xiàn)整個裝置的功能。在外購材料進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)前必須進(jìn)行復(fù)驗，防止不合格產(chǎn)品或轉(zhuǎn)運中損壞的產(chǎn)品流入。在電器安裝和電氣調(diào)試時嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)操作規(guī)程，保障施工人員安全。電氣安裝和電氣調(diào)試應(yīng)該按照合理的工序進(jìn)行，避免因工序的交叉造成施工等待過長，以及因應(yīng)檢驗不及時、不到位造成返工。針對不同電氣儀表和電氣設(shè)備的特性，應(yīng)選擇合適的安裝和調(diào)試方法，滿足數(shù)據(jù)采集和電氣控制要求。加強(qiáng)電氣電氣安裝、調(diào)試和檢驗過程的質(zhì)量控制，通過質(zhì)量管理工具進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量記錄，便于對質(zhì)量問題進(jìn)行溯源分析。

2 電氣安裝方法

2.1 安裝前的準(zhǔn)備

從事電氣作業(yè)人員應(yīng)持電工特種作業(yè)操作證。從事焊接作業(yè)人員應(yīng)持焊接與熱切割特種作業(yè)操作證。安裝前準(zhǔn)備好施工技術(shù)文件，確認(rèn)電氣元件的相互連接關(guān)系、作用以及安裝的技術(shù)要求。選擇適當(dāng)?shù)难b配工作地點，準(zhǔn)備好必要的設(shè)備、儀表、工具和裝配時所需的電氣元件、電纜、接線端子及線號管等。在選擇工作場地時，應(yīng)注意設(shè)備對環(huán)境的特殊要求，如防塵、防磁、防輻射和防靜電等。安裝的電氣元件及配件均應(yīng)具有產(chǎn)品合格證。應(yīng)對易損元件進(jìn)行仔細(xì)檢查測試，確定各功能完好后再進(jìn)行安裝。編制電氣安裝調(diào)試記錄表，表中應(yīng)包含裝置的名稱、型號、編號、工序名稱、工序內(nèi)容、施工要求、檢驗人員、檢驗結(jié)論和檢驗日期等信息。

2.2 安裝儀表設(shè)備

安裝儀表設(shè)備時應(yīng)按設(shè)計文件核對其位號、型號、規(guī)格、材質(zhì)和附件，安裝位置和流程方向符合工藝技術(shù)要求。按照設(shè)計文件安裝跨接線，先將法蘭的電氣接觸面打磨平整，除去金屬氧化膜，清除毛刺和臟物，然后在接觸面上均勻地涂上一層0.1～0.2mm厚的導(dǎo)電膏，最后緊固好螺栓。按照設(shè)計文件安裝接地線，接地線兩端應(yīng)安裝接線端子后與螺栓連接，其中一端連接儀表接地螺栓，另一端連接接地排，先將接地排的電氣接觸面打磨平整，除去金屬氧化膜，清除毛刺和臟物，然后在接觸面上均勻地涂上一層0.1～0.2mm厚的導(dǎo)電膏，最后緊固好螺栓。

2.3 敷設(shè)電伴熱帶

電伴熱帶施工環(huán)境溫度不宜低于-10℃。施工前應(yīng)檢測電伴熱帶的絕緣電阻，電伴熱帶的導(dǎo)體與金屬護(hù)套及屏蔽層之間的絕緣電阻不應(yīng)小于500MΩ。然后按照設(shè)計文件布置電伴熱帶。固定電伴熱帶時，應(yīng)將電伴熱帶安裝在管道、閥門、三通、引壓管、孔板、泵、水位器、法蘭、彎頭和過濾器等，安裝方法應(yīng)符合16S401的有關(guān)規(guī)定；使用玻璃纖維膠帶將電伴熱帶固定在管道和設(shè)備上；安裝電伴熱帶要充分考慮管道附件和設(shè)備拆卸的可能性，確保電伴熱帶不被損壞；電伴熱帶安裝時均有最小彎曲半徑要求，一般彎曲半徑不應(yīng)小于其厚度的5倍。電伴熱帶起始端接入防爆電源接線盒，其導(dǎo)線在接線盒內(nèi)與電源線相連接，金屬保護(hù)層與接地端子連接。電伴熱帶之間的連接應(yīng)通過專用的直通（二通）接線盒、T型（三通）接線盒。電伴熱帶末端使用防爆終端接線盒密封。截口按產(chǎn)品使用說明制作，并用704硅橡膠加固密封。檢查電伴熱帶無破損、過度彎折、纏繞錯誤等現(xiàn)象，檢測電伴熱帶絕緣電阻合格。檢查合格后用鋁箔壓敏膠帶沿著電伴熱帶走向進(jìn)行全面粘貼覆蓋。保溫制作完畢后，再次測試電伴熱帶的絕緣電阻，確保電伴熱帶完好。按照設(shè)計文件安裝接地線。在電伴熱帶敷設(shè)區(qū)域的保溫層外面粘貼安全警示標(biāo)識。

2.4 安裝配電箱、接線箱

根據(jù)配電箱、接線箱的外形尺寸制作支架，根據(jù)其螺栓孔形位尺寸鉆支架孔。對支架外表面除銹達(dá)Sa2.5級，其防腐涂層干膜總厚度不小于200μm。對支架進(jìn)行除銹、噴漆。將支架焊接至一體化集成裝置橇座上的指定位置，用螺栓把防爆接線箱固定在支架上。按照設(shè)計文件安裝接地線，接地線一端連接配電箱、接線箱的接地螺栓，另一端連接接地排，先將接地排的電氣接觸面打磨平整，除去金屬氧化膜，清除毛刺和臟物，然后在接觸面上均勻地涂上一層0.1～0.2mm厚的導(dǎo)電膏，最后緊固好螺栓。

2.5 布置電纜護(hù)管

布置電纜護(hù)管應(yīng)將動力電纜和信號電纜隔離開。根據(jù)所用儀表或電器的安裝位置測量長度，并截取所需鋼管。將鋼管加工螺紋，并除去鋼管截口處內(nèi)壁的毛刺。用防爆穿線盒將加工好螺紋的鋼管（除立管）依次連接好，連接好的鋼管應(yīng)布置在一體化集成裝置橇座上指定的位置。護(hù)管的排布應(yīng)遵循不與容器、管線、機(jī)械活動部件發(fā)生干涉的原則，且不應(yīng)干擾保溫層、機(jī)械部件的拆卸更換。電纜護(hù)管與接線盒、穿線盒應(yīng)采用螺紋連接，螺紋有效嚙合部分不應(yīng)少于5扣，螺紋連接處應(yīng)涂導(dǎo)電膏。將確定好位置的鋼管用U型卡座固定在一體化集成裝置橇座上，卡座擺放整齊，且保證U型螺栓與鋼管徑向垂直，其數(shù)量宜足夠穩(wěn)固鋼管。焊接U型卡座，除去焊渣。用U型螺栓將鋼管固定在U型卡座上。制作立管，根據(jù)防爆穿線盒的位置焊接立桿和U型卡座，立桿和U型卡座的位置要確保立管垂直于一體化集成裝置橇座。焊接完畢后除去焊渣。用U型螺栓將立管固定在U型卡座上。當(dāng)電纜護(hù)管進(jìn)入配電箱、接線箱時，應(yīng)安裝防爆密封管件，并應(yīng)充填密封。

2.6 敷設(shè)電纜

敷設(shè)電纜時的環(huán)境溫度不應(yīng)低于下列溫度值：塑料絕緣電纜0℃，橡皮絕緣電纜-15℃。敷設(shè)時應(yīng)將動力電纜和信號電纜隔離開。根據(jù)電氣儀表、設(shè)備所用的電纜規(guī)格、數(shù)量及長度截取電纜，電纜中間不應(yīng)有接頭，但可根據(jù)需要設(shè)置接線箱或接線柜。先檢測截取電纜的質(zhì)量，絕緣電阻不應(yīng)小于5MΩ，每根獨立的電纜不得斷路。再將電纜穿入電纜護(hù)管，引至對應(yīng)的電氣儀表、設(shè)備端的出口處。最后檢測穿出電纜的質(zhì)量，絕緣電阻不應(yīng)小于5MΩ，每根獨立的電纜不得斷路。將電纜穿入防爆撓性連接管，再將防爆撓性連接管一端緊固至電纜護(hù)管出口處，另一端通過防爆電纜密封夾緊接頭與電氣儀表、設(shè)備連接，并夾緊電纜。按設(shè)計圖紙制作線纜標(biāo)識，標(biāo)識應(yīng)正確、字跡清晰且不易褪色。接線前再次檢測待接線纜的質(zhì)量，合格后方可接線。

對電氣儀表、設(shè)備進(jìn)行接線的方法及要求：線纜與端子排或螺栓連接因均勻牢固、導(dǎo)電良好；接線盒、接線箱或接線柜內(nèi)的線纜排布整齊；多股芯線端頭宜采用接線端子，線纜與接線端子的連接應(yīng)壓接。

3 電氣調(diào)試方法

3.1 調(diào)試前的準(zhǔn)備

調(diào)試人員要掌握急救觸電人員的方法，并能進(jìn)行實際操作。調(diào)試人員應(yīng)使用絕緣良好的電工專用工具。進(jìn)行調(diào)試工作應(yīng)勞保上崗，要求2人及以上共同配合作業(yè)。清除電動機(jī)和泵周圍妨礙運轉(zhuǎn)的物體，泵應(yīng)提前盤活。與調(diào)試工作有關(guān)的設(shè)備上，應(yīng)掛上警告指示牌，如“當(dāng)心觸電”“禁止合閘”等。先連接電機(jī)和啟動柜間的電纜（U、V、W及GND），連接軸流風(fēng)機(jī)和啟動柜間的電纜（U、V、W及GND），再將配電柜的電源（U、V、W及N）接入啟動柜，然后連接控制機(jī)柜和一體化集成裝置防爆接線箱之間的電纜，最后將配電柜的電源（220V）接入控制機(jī)柜斷路器。檢查所有回路和電氣設(shè)備的絕緣完好，絕緣電阻符合設(shè)計文件和產(chǎn)品技術(shù)文件的要求，檢查供電電壓平穩(wěn)。準(zhǔn)備好調(diào)試電腦和程序。送電前由調(diào)試負(fù)責(zé)人對所有接線、儀表、工具、被調(diào)試設(shè)備、安全用具及措施進(jìn)行全面復(fù)查。調(diào)試過程中各個崗位聯(lián)系暢通，操作人員應(yīng)堅守崗位，準(zhǔn)備隨時緊急停車。

3.2 調(diào)試電氣儀表

在送電時，應(yīng)先送主電源，然后送操作電源。在斷電時，應(yīng)先斷開操作電源，然后斷開主電源。數(shù)字式顯示儀表的示值應(yīng)清晰、穩(wěn)定，在測量范圍內(nèi)的誤差應(yīng)符合儀表準(zhǔn)確度的規(guī)定。用控制器或上位機(jī)等調(diào)試裝置讀取電氣儀表的數(shù)值或狀態(tài)的方法及要求：溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器和可燃?xì)怏w探測器等的數(shù)值穩(wěn)定，在測量范圍內(nèi)的誤差應(yīng)符合儀表準(zhǔn)確度的規(guī)定；電熱液位計、磁致伸縮液位變送器、靜壓液位計、雷達(dá)液位計和流量計等的數(shù)值穩(wěn)定，在測量范圍內(nèi)的誤差應(yīng)符合儀表準(zhǔn)確度的規(guī)定；自動液位浮球控制器、音叉限位開關(guān)和火焰探測器等的狀態(tài)正確、穩(wěn)定。

3.3 調(diào)試泵

在送電時，應(yīng)先送主電源，然后送操作電源。在斷電時，應(yīng)先斷開操作電源，然后斷開主電源。調(diào)試人員應(yīng)避開動部件的運動方向。利用啟動柜啟動泵，查看電機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)和泵是否啟動，且保證轉(zhuǎn)向正確，無異常響聲。當(dāng)電機(jī)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速時即可停泵，泵運行時間不得超過15s。

通過變頻器驅(qū)動的泵進(jìn)行調(diào)試的方法：若工頻狀態(tài)下泵正轉(zhuǎn)，變頻狀態(tài)下泵反轉(zhuǎn)，則需要將啟動柜的進(jìn)線（U、V、W）中的任意兩相交換，還需要將電機(jī)出線（U、V、W）中的任意兩相交換，交換后再次測試。若工頻狀態(tài)下泵反轉(zhuǎn)，變頻狀態(tài)下泵正轉(zhuǎn)，則需要將啟動柜的進(jìn)線（U、V、W）中的任意兩相交換，還需要將電機(jī)出線（U、V、W）中的任意兩相交換，交換后再次測試。若工頻狀態(tài)下、變頻狀態(tài)下泵均反轉(zhuǎn)，則需要將電機(jī)出線（U、V、W）中的任意兩相交換，交換后再次測試。

3.4 調(diào)試電動控制閥

在送電時，應(yīng)先送主電源，然后送操作電源。在斷電時，應(yīng)先斷開操作電源，然后斷開主電源。將所有電動控制閥的工作模式設(shè)置為“本地”，分別手動控制開關(guān)型電動控制閥的開和關(guān)，以及手動控制調(diào)節(jié)型電動控制閥的開度，各功能均應(yīng)實現(xiàn)。將所有電動控制閥的工作模式設(shè)置為“遠(yuǎn)程”，用上位機(jī)等調(diào)試裝置給定PLC或RTU指令，分別控制開關(guān)型電動控制閥的開和關(guān)，以及控制調(diào)節(jié)型電動控制閥的開度，各功能均應(yīng)實現(xiàn)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動靈活，應(yīng)無松動和卡澀現(xiàn)象。用上位機(jī)等調(diào)試裝置讀電動控制閥的狀態(tài)，開、關(guān)位置狀態(tài)正確。

3.5 調(diào)試其他電氣設(shè)備

在送電時，應(yīng)先送主電源，然后送操作電源。在斷電時，應(yīng)先斷開操作電源，然后斷開主電源。用控制器或上位機(jī)等調(diào)試裝置控制電磁閥的開閉功能。用自動燃燒器控制加熱爐水溫，水溫應(yīng)保持在設(shè)定范圍內(nèi)。在協(xié)議箱或上位機(jī)設(shè)置控制參數(shù)，遠(yuǎn)程控制流量計并讀取數(shù)值。用配電箱上的開關(guān)或按鈕控制一體化集成裝置上的電氣設(shè)備,開關(guān)或旋鈕應(yīng)靈活、可靠、無卡阻，配電箱上的電壓表、電流表和指示燈等顯示正確。未提到電氣設(shè)備的調(diào)試，應(yīng)保證其運行安全和功能實現(xiàn)。

4 檢驗驗收要求

4.1 電氣安裝檢驗

對一體化集成裝置的電氣儀表、設(shè)備做必要的電氣安裝檢驗。電氣儀表、設(shè)備的型號、規(guī)格符合設(shè)計要求。檢驗電伴熱帶的敷設(shè)方法應(yīng)符合16S401圖集的有關(guān)規(guī)定。檢測電伴熱帶的質(zhì)量時，使用500V的兆歐表，測量電伴熱帶的導(dǎo)體與金屬護(hù)套或屏蔽層之間的絕緣電阻，搖試時間持續(xù)1分鐘以上，絕緣電阻應(yīng)不小于500MΩ。配電箱、接線箱支架的焊接應(yīng)牢固，焊縫應(yīng)平滑無毛刺，支架與箱體的接觸面應(yīng)保證平整。電纜護(hù)管布置整齊，一體化集成裝置橇座上的鋼管與其對應(yīng)的橇座邊平行，立管垂直于橇座。檢測電纜的質(zhì)量時，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查和導(dǎo)通檢查，并應(yīng)用直流500V兆歐表測量絕緣電阻，100V以下的線路采用直流250V兆歐表測量絕緣電阻，其阻值不應(yīng)小于5MΩ，每根獨立的電纜不得斷路等。檢測電纜的絕緣電阻時，必須將已連接的儀表設(shè)備及部件斷開。

4.2 電氣調(diào)試檢驗

對一體化集成裝置的電氣儀表、設(shè)備做必要的電氣調(diào)試檢驗。溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器和可燃?xì)怏w探測器的采集值在控制器或上位機(jī)等調(diào)試裝置顯示準(zhǔn)確、穩(wěn)定。電熱液位計、磁致伸縮液位變送器、靜壓液位計和雷達(dá)液位計的本地顯示值和控制器或上位機(jī)等調(diào)試裝置顯示值準(zhǔn)確、穩(wěn)定。自動液位浮球控制器和音叉限位開關(guān)能夠強(qiáng)制切換應(yīng)急流程。

流量計的本地顯示值與協(xié)議箱和上位機(jī)等調(diào)試裝置顯示值準(zhǔn)確、穩(wěn)定，能夠遠(yuǎn)程控制流量計?？刂破骰蛏衔粰C(jī)等調(diào)試裝置顯示火焰探測器的監(jiān)測狀態(tài)正確，且數(shù)據(jù)穩(wěn)定。泵啟停平穩(wěn)無異常響聲，泵的轉(zhuǎn)向與標(biāo)識一致?？刂破骰蛏衔粰C(jī)等調(diào)試裝置顯示泵的啟停狀態(tài)正確。電動控制閥的本地、遠(yuǎn)程和停止功能正常，故障狀態(tài)正確。開關(guān)型電動控制閥的開關(guān)狀態(tài)在上位機(jī)等調(diào)試裝置顯示正確，調(diào)節(jié)型電動控制閥的開度在控制器或上位機(jī)等調(diào)試裝置顯示準(zhǔn)確、穩(wěn)定。控制器或上位機(jī)等調(diào)試裝置正?？刂齐姶砰y的開閉。燃燒器能夠自動點火和熄火，可獨立控制加熱爐的溫度在一定的范圍，其狀態(tài)顯示正確。

4.3 驗收

一體化集成裝置的電氣安裝、調(diào)試應(yīng)按設(shè)計文件和本文提出的方法完成。提交電氣安裝調(diào)試記錄表，作為售后服務(wù)和質(zhì)量追溯的依據(jù)。確認(rèn)自檢、互檢、專檢及整改完成情況，開具檢驗報告。

5 結(jié)語

本文通過對一體化集成裝置電氣安裝、調(diào)試的全過程進(jìn)行梳理，將人員、設(shè)備、材料、方法和環(huán)境的質(zhì)量控制因素融入施工過程，根據(jù)生產(chǎn)應(yīng)用實際和優(yōu)化調(diào)整結(jié)果，提出較為合理的施工方案及標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，并明確了重要工序的施工要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為一體化集成裝置的電氣安裝、調(diào)試和檢驗等相關(guān)工作提供了參考。