新建連續(xù)重整裝置自控儀表配置

張志鍵

[摘? ? 要] 裝置工藝過程為連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)過程高溫高壓、易燃易爆，部分介質(zhì)毒性大，腐蝕性強(qiáng)。裝置生產(chǎn)規(guī)模大，連續(xù)性強(qiáng)，自動化程度高，故選用的自控儀表設(shè)備應(yīng)質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、性能穩(wěn)定、有成熟的使用經(jīng)驗和良好的技術(shù)支持，應(yīng)滿足裝置對自動化儀表的需要。

[關(guān)鍵詞]連續(xù)重整裝置;自控儀表配置;總結(jié)

[中圖分類號]TH86 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）04–00–03

Automatic Control Instrument Configuration

of Newly-built Continuous Reforming Unit

Zhang Zhi-jian

[Abstract]The technological process of this device is continuous production. The production process is high temperature and high pressure， flammable and explosive， and some of the medium is highly toxic and corrosive. The device has a large scale of production， strong continuity， and a high degree of automation. Therefore， the automatic control instrument equipment selected should be of reliable quality， advanced technology， economical and reasonable， stable performance， mature use experience and good technical support， and should meet the requirements of the device for automatic instrumentation. need.

[Keywords]continuous reforming device;automatic control instrument configuration;summary

1 裝置簡介

連續(xù)重整裝置為聯(lián)合裝置，包括260萬t/a連續(xù)重整、140萬t/a

芳烴抽提、200 000 m3/h重整氫PSA及與之配套的公用工程。本裝置主要以石腦油為原料，生產(chǎn)富含芳烴的重整生成油，進(jìn)而生產(chǎn)苯、甲苯、C8+重整生成油，同時副產(chǎn)氫氣、液化氣、解吸氣、燃料氣等。本裝置采用中國石化的“逆流”移動床超低壓連續(xù)重整成套工藝技術(shù)及PS-VI催化劑。

2 儀表選型

現(xiàn)場儀表以產(chǎn)品質(zhì)量可靠、性能好、精度合適、維護(hù)方便為選用原則，充分滿足石油化工裝置生產(chǎn)需要。選用的儀表必須是國家技術(shù)監(jiān)督部門批準(zhǔn)的、取得制造許可證的合格產(chǎn)品。儀表設(shè)備必須適用于現(xiàn)場環(huán)境條件和爆炸危險環(huán)境條件，防爆儀表必須取得國家授權(quán)防爆認(rèn)證機(jī)構(gòu)頒發(fā)的《產(chǎn)品防爆合格證》

與SIS系統(tǒng)相連的儀表，原則上獨立于DCS/FCS儀表單獨設(shè)置，其儀表的供電由SIS提供?，F(xiàn)場安裝的變送器帶輸出信號指示表。

現(xiàn)場儀表接液部分材料：選擇高于/等同于儀表使用部位的工藝管道或設(shè)備材料，最低不低于316不銹鋼材料。非接液部分材料：在滿足氣候和環(huán)境條件下，可采用制造廠標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)場儀表的耐壓等級應(yīng)高于或等于儀表使用部位的設(shè)備、工藝部件的壓力等級。

一般情況下多芯控制電纜由FAR敷設(shè)至現(xiàn)場接線箱后分支電纜敷設(shè)至現(xiàn)場儀表，分支電纜統(tǒng)一采用鋼絲鎧裝電纜加防爆電纜密封接頭。分散的現(xiàn)場儀表可采用FAR直接敷設(shè)電纜至現(xiàn)場儀表，采用鋼絲鎧裝電纜?，F(xiàn)場儀表的電氣接口優(yōu)先采用1/2"NPT。

現(xiàn)場儀表一般采用24 VDC供電。當(dāng)24 VDC供電儀表不滿足要求時，采用220 VAC供電。24 VDC、220 VAC均來自UPS。

2.1 溫度儀表

2.1.1 就地溫度儀表

就地溫度指示儀表選用萬向型雙金屬溫度計，帶外保護(hù)套管。雙金屬溫度計與外套管間采用螺紋連接，連接螺紋為M27x2。溫度為-80 ～500 ℃，刻度盤直徑一般選用100 mm，精度為1.5級，防護(hù)等級為IP55。

2.1.2 遠(yuǎn)傳溫度儀表

遠(yuǎn)傳溫度測量一般采用鎧裝熱電偶或鎧裝熱電阻。當(dāng)測溫范圍為-200 ～500 ℃時，優(yōu)先選用符合IEC60571標(biāo)準(zhǔn)三線制Pt100熱電阻，熱電阻采用線繞元件;當(dāng)測溫范圍為500 ～1 200 ℃時，選用符合IEC60584標(biāo)準(zhǔn)的K型熱電偶。

溫度元件采用鎧裝結(jié)構(gòu)，一般場合帶錐形整體鉆孔的外保護(hù)套管，測量端形式為絕緣式;表面溫度測量不帶外保護(hù)套，測量端形式為接殼式。溫度元件鎧套及外保護(hù)套管的最低材料要求為316 SS不銹鋼，保護(hù)套管材料不低于設(shè)備或管道材料。

測溫元件的接線盒外殼材料一般為鋁合金，選用隔爆型，防護(hù)等級至少為IP65。單支溫度元件的電氣接口為1/2"NPT（F），雙支溫度元件的電氣接口為3/4"NPT（F），多點熱電偶的電氣接口根據(jù)元件的數(shù)量確定。

2.1.3 安裝要求

一般采用ASME1-1/2"法蘭連接，溫度儀表的插入深度宜插至管道內(nèi)徑的1/3～2/3處，當(dāng)工藝管道≥DN500時插入深度按400 mm。工藝管道的管徑小于DN100的場合，應(yīng)采用局部擴(kuò)大管方式，一般擴(kuò)徑到DN100。保護(hù)套管插入管道內(nèi)壁最短距離不應(yīng)小于50 mm（熱電阻及雙金屬溫度計為75 mm）。在設(shè)備上安裝時，一般情況下插入深度為400 mm。

2.2 壓力儀表

2.2.1 就地壓力儀表

對于就地指示，一般場合選用不銹鋼彈簧管壓力表，徑向無邊，直徑一般選用100 mm，精度選用1.6級。

測量氣體（測量范圍≥2.5 MPa）和測量液體（測量范圍≥6.0 MPa）的壓力表，帶有泄壓安全裝置。

壓力等級CL600及以下的壓力表過程接口選用M20×1.5 （M）。

2.2.2 壓力（差壓）變送器

（1）微壓、負(fù)壓測量，可選用差壓變送器。

（2）變送器測量元件的材料最低為316 SS不銹鋼，更高的材料應(yīng)根據(jù)實際需要選用。

2.3 流量儀表

2.3.1 計量儀表設(shè)置原則

物料計量采用供方計量的原則。進(jìn)出工廠、工藝裝置或裝置內(nèi)部物料需計量時，獨立設(shè)置流量計量儀表，必要時采取溫度、壓力補(bǔ)償措施。進(jìn)出界區(qū)的流量計量儀表安裝在供方的管線上。

2.3.2 差壓式流量計

（1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。一般流體的流量測量，選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，配差壓變送器。包括標(biāo)準(zhǔn)孔板、噴嘴、文丘里管，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的選用應(yīng)符合GB/T2624或ISO5167的規(guī)定;標(biāo)準(zhǔn)孔板選用同心銳邊孔板，孔板法蘭標(biāo)準(zhǔn)為ASMEB16.36，壓力等級最低為Class300;當(dāng)孔板法蘭的壓力等級≤CL600時，取壓口連接尺寸應(yīng)選1/2";標(biāo)準(zhǔn)孔板的管道尺寸最小為DN50;孔板的材料最低316 SS。

（2）差壓范圍。差壓范圍按下列模數(shù)選擇：6 kPa、10 kPa、16 kPa、25 kPa（首選）、40 kPa、50 kPa。

2.3.3 轉(zhuǎn)子流量計

小流量工況下，管徑≤DN25且清潔介質(zhì)流量測量，精確度不高于1.5級，可采用金屬轉(zhuǎn)子流量計。

2.3.4 電磁流量計

電導(dǎo)率大于5 μS/cm的酸、堿、鹽、氨水、紙漿、泥漿、礦漿、除脫鹽水以外的水等液體的流量測量，可選用電磁流量計。

2.3.5 質(zhì)量流量計

（1）進(jìn)出裝置的油品計量，需精確測量流量，選用科里奧利質(zhì)量流量計。

（2）科里奧利質(zhì)量流量計可測雙向流體和微小流量。

（3）測量低密度（小分子量）、潔凈氣體的質(zhì)量流量時，宜選用熱式質(zhì)量流量計。

2.3.6 超聲波流量計

管道直徑為DN500及以上、介質(zhì)為水的流量測量可選用插入式超聲波流量計;口徑較小時可選用帶測量管超聲波流量計。一般流體測量選用時差法超聲波流量計。

2.4 物位儀表

2.4.1 就地指示液位儀表

就地液位測量選用玻璃板液位計或磁浮子液位計等。

（1）玻璃板液位計

①對于易凍、易凝介質(zhì)，宜選用帶蒸汽夾套式;伴熱管不應(yīng)安裝在玻璃板液位計內(nèi)部。

②介質(zhì)溫度低于0 ℃或易造成結(jié)霜時，應(yīng)選用防霜式。

③玻璃板液位計的法蘭間最大長度不應(yīng)大于2000 mm，如果測量范圍大于2000 mm，可采用2個或2個以上的液位計，并使可視部至少有50 mm的重疊。

④玻璃板液位計在連接儀表側(cè)（上下兩個）應(yīng)使用3/4"截止閥，采用可拆卸閥座及手輪，配有鋼珠自密封裝置。放空、排污閥尺寸3/4"NPT，并加堵頭。

⑤玻璃板液位計用于腐蝕介質(zhì)，玻璃應(yīng)配云母層。

⑥介質(zhì)溫度超過205 ℃時，單臺玻璃板兩個連接口之間的長度不能超過1 400 mm，也不能超過3段玻璃。

（2）磁浮子液位計

①測量范圍較大時選用磁浮子液位計，高壓場合（>10 MPa）選用高壓磁浮子液位計。

②測量黏度高于600 mPa·s或溫度高于350 ℃的介質(zhì)不宜使用磁性浮子液位計。

③采用雙色翻柱、翻板顯示，指示連續(xù)直觀、無盲區(qū)。

2.4.2 差壓液位變送器

①雙法蘭膜片密封差壓液位變送器的兩根毛細(xì)管長度宜相同;②蒸汽汽包的液位測量選用雙室平衡器加差壓變送器。

另外，水池液位測量采用超聲波液位計。地下污油罐介質(zhì)波動劇烈，其液位的測量選用頂裝式導(dǎo)波雷達(dá)液位計。

2.5 變送器

優(yōu)先選用智能型變送器，采用二線制4～20 mA DC+HART通信協(xié)議或FF協(xié)議，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程在線量程修改等維護(hù)功能。變送器的一般要求：①接液部分材料：最低為316 SS;②工藝和連接口均采用1/2"NPT連接;③帶現(xiàn)場數(shù)字指示表;帶安裝支架（304 SS不銹鋼）除特殊應(yīng)用的流量差壓變送器外，開方功能在現(xiàn)場流量差壓變送器中完成。

2.6 調(diào)節(jié)閥

一般選用Globe閥。根據(jù)工藝介質(zhì)及操作條件特殊要求可選用單座調(diào)節(jié)閥、角型調(diào)節(jié)閥、蝶閥、球閥、三通閥等形式。

（1）8"和8"以下的調(diào)節(jié)閥優(yōu)先選用單座或套筒式Globe調(diào)節(jié)閥。10"和10"以上口徑或低差壓情況，采用蝶閥或偏心旋轉(zhuǎn)閥。對于噪聲較大的情況，采用籠式閥或低噪聲調(diào)節(jié)閥。對于高壓差、閃蒸、空化、腐蝕、高噪聲等情況，可選用特殊的閥芯和閥體設(shè)計。

（2）調(diào)節(jié)閥選用等百分比特性、線性特性或近似等百分比特性。等百分比特性調(diào)節(jié)閥最小流量開度不應(yīng)小于30%，正常流量開度60%～80%，最大流量開度不應(yīng)超過90%;線性特性調(diào)節(jié)閥最小流量開度不應(yīng)小于15%，正常流量開度50%～70%，最大流量開度不應(yīng)超過80%。

（3）閥內(nèi)組件和閥座材料一般為316 SS。高差壓、高溫等場所應(yīng)選用與配管等級一致的材料。在閃蒸、空化或嚴(yán)重沖刷以及高溫、高壓差或強(qiáng)腐蝕性場合，應(yīng)在閥內(nèi)件表面堆焊或噴涂硬質(zhì)合金等材料。

（4）調(diào)節(jié)閥定位器選用智能閥門定位器。

（5）調(diào)節(jié)閥泄漏等級通常為CLASSⅣ，當(dāng)工藝要求為嚴(yán)密關(guān)閉（TSO）時，應(yīng)選用CLASS V或CLASSⅥ。

（6）執(zhí)行器通常選用氣動薄膜式。在要求大推力的場合可選用單作用或雙作用氣缸執(zhí)行器。對于氣源故障時要求開或關(guān)的場合，推薦優(yōu)先選用帶彈簧返回的薄膜式或氣缸執(zhí)行器。選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，應(yīng)基于儀表空氣的最小壓力進(jìn)行輸出力（或力矩）計算。

（7）在氣源故障時，應(yīng)保證閥門處于“故障安全”位置。一般情況下，閥門的聯(lián)鎖位置和氣源故障位置一致。必要時使用儲氣罐以確保聯(lián)鎖時位于正常位置。電磁閥失電（非勵磁）聯(lián)鎖。儀表空氣儲罐的制造應(yīng)符合《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，并應(yīng)根據(jù)調(diào)節(jié)閥的安全完整性等級確定是否配置壓力開關(guān)。

（8）一般情況宜選用單層填料函結(jié)構(gòu)：對于低溫、高溫或高毒性介質(zhì)，應(yīng)選用雙層填料函結(jié)構(gòu)。介質(zhì)溫度在-18～204 ℃時，宜選用V型PTFE填料;介質(zhì)溫度低于-18 ℃或高于204 ℃場合應(yīng)選用柔性石墨填料或其他合適材料的填料。

（9）控制閥設(shè)置維護(hù)旁路。

3 結(jié)束語

在大型工程項目實踐中，對于裝置不同的應(yīng)用場合，需要根據(jù)工藝具體情況遵循各種儀表的特點去配置自控儀表，做到技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)合理，管理方便，滿足裝置“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”的總體要求。

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