新建连续重整装置自控仪表配置

张志键

[摘    要] 装置工艺过程为连续生产，生产过程高温高压、易燃易爆，部分介质毒性大，腐蚀性强。装置生产规模大，连续性强，自动化程度高，故选用的自控仪表设备应质量可靠、技术先进、经济合理、性能稳定、有成熟的使用经验和良好的技术支持，应满足装置对自动化仪表的需要。

[关键词]连续重整装置;自控仪表配置;总结

[中图分类号]TH86 [文献标志码]A [文章编号]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 裝置简介

连续重整装置为联合装置，包括260万t/a连续重整、140万t/a

芳烃抽提、200 000 m3/h重整氢PSA及与之配套的公用工程。本装置主要以石脑油为原料，生产富含芳烃的重整生成油，进而生产苯、甲苯、C8+重整生成油，同时副产氢气、液化气、解吸气、燃料气等。本装置采用中国石化的“逆流”移动床超低压连续重整成套工艺技术及PS-VI催化剂。

2 仪表选型

现场仪表以产品质量可靠、性能好、精度合适、维护方便为选用原则，充分满足石油化工装置生产需要。选用的仪表必须是国家技术监督部门批准的、取得制造许可证的合格产品。仪表设备必须适用于现场环境条件和爆炸危险环境条件，防爆仪表必须取得国家授权防爆认证机构颁发的《产品防爆合格证》

与SIS系统相连的仪表，原则上独立于DCS/FCS仪表单独设置，其仪表的供电由SIS提供。现场安装的变送器带输出信号指示表。

现场仪表接液部分材料：选择高于/等同于仪表使用部位的工艺管道或设备材料，最低不低于316不锈钢材料。非接液部分材料：在满足气候和环境条件下，可采用制造厂标准。

现场仪表的耐压等级应高于或等于仪表使用部位的设备、工艺部件的压力等级。

一般情况下多芯控制电缆由FAR敷设至现场接线箱后分支电缆敷设至现场仪表，分支电缆统一采用钢丝铠装电缆加防爆电缆密封接头。分散的现场仪表可采用FAR直接敷设电缆至现场仪表，采用钢丝铠装电缆。现场仪表的电气接口优先采用1/2"NPT。

现场仪表一般采用24 VDC供电。当24 VDC供电仪表不满足要求时，采用220 VAC供电。24 VDC、220 VAC均来自UPS。

2.1 温度仪表

2.1.1 就地温度仪表

就地温度指示仪表选用万向型双金属温度计，带外保护套管。双金属温度计与外套管间采用螺纹连接，连接螺纹为M27x2。温度为-80 ～500 ℃，刻度盘直径一般选用100 mm，精度为1.5级，防护等级为IP55。

2.1.2 远传温度仪表

远传温度测量一般采用铠装热电偶或铠装热电阻。当测温范围为-200 ～500 ℃时，优先选用符合IEC60571标准三线制Pt100热电阻，热电阻采用线绕元件;当测温范围为500 ～1 200 ℃时，选用符合IEC60584标准的K型热电偶。

温度元件采用铠装结构，一般场合带锥形整体钻孔的外保护套管，测量端形式为绝缘式;表面温度测量不带外保护套，测量端形式为接壳式。温度元件铠套及外保护套管的最低材料要求为316 SS不锈钢，保护套管材料不低于设备或管道材料。

测温元件的接线盒外壳材料一般为铝合金，选用隔爆型，防护等级至少为IP65。单支温度元件的电气接口为1/2"NPT（F），双支温度元件的电气接口为3/4"NPT（F），多点热电偶的电气接口根据元件的数量确定。

2.1.3 安装要求

一般采用ASME1-1/2"法兰连接，温度仪表的插入深度宜插至管道内径的1/3～2/3处，当工艺管道≥DN500时插入深度按400 mm。工艺管道的管径小于DN100的场合，应采用局部扩大管方式，一般扩径到DN100。保护套管插入管道内壁最短距离不应小于50 mm（热电阻及双金属温度计为75 mm）。在设备上安装时，一般情况下插入深度为400 mm。

2.2 压力仪表

2.2.1 就地压力仪表

对于就地指示，一般场合选用不锈钢弹簧管压力表，径向无边，直径一般选用100 mm，精度选用1.6级。

测量气体（测量范围≥2.5 MPa）和测量液体（测量范围≥6.0 MPa）的压力表，带有泄壓安全装置。

压力等级CL600及以下的压力表过程接口选用M20×1.5 （M）。

2.2.2 压力（差压）变送器

（1）微压、负压测量，可选用差压变送器。

（2）变送器测量元件的材料最低为316 SS不锈钢，更高的材料应根据实际需要选用。

2.3 流量仪表

2.3.1 计量仪表设置原则

物料计量采用供方计量的原则。进出工厂、工艺装置或装置内部物料需计量时，独立设置流量计量仪表，必要时采取温度、压力补偿措施。进出界区的流量计量仪表安装在供方的管线上。

2.3.2 差压式流量计

（1）标准节流装置。一般流体的流量测量，选用标准节流装置，配差压变送器。包括标准孔板、喷嘴、文丘里管，标准节流装置的选用应符合GB/T2624或ISO5167的规定;标准孔板选用同心锐边孔板，孔板法兰标准为ASMEB16.36，压力等级最低为Class300;当孔板法兰的压力等级≤CL600时，取压口连接尺寸应选1/2";标准孔板的管道尺寸最小为DN50;孔板的材料最低316 SS。

（2）差压范围。差压范围按下列模数选择：6 kPa、10 kPa、16 kPa、25 kPa（首选）、40 kPa、50 kPa。

2.3.3 转子流量计

小流量工况下，管径≤DN25且清洁介质流量测量，精确度不高于1.5级，可采用金属转子流量计。

2.3.4 电磁流量计

电导率大于5 μS/cm的酸、碱、盐、氨水、纸浆、泥浆、矿浆、除脱盐水以外的水等液体的流量测量，可选用电磁流量计。

2.3.5 质量流量计

（1）进出装置的油品计量，需精确测量流量，选用科里奥利质量流量计。

（2）科里奥利质量流量计可测双向流体和微小流量。

（3）测量低密度（小分子量）、洁净气体的质量流量时，宜选用热式质量流量计。

2.3.6 超声波流量计

管道直径为DN500及以上、介质为水的流量测量可选用插入式超声波流量计;口径较小时可选用带测量管超声波流量计。一般流体测量选用时差法超声波流量计。

2.4 物位仪表

2.4.1 就地指示液位仪表

就地液位测量选用玻璃板液位计或磁浮子液位计等。

（1）玻璃板液位计

①对于易冻、易凝介质，宜选用带蒸汽夹套式;伴热管不应安装在玻璃板液位计内部。

②介质温度低于0 ℃或易造成结霜时，应选用防霜式。

③玻璃板液位计的法兰间最大长度不应大于2000 mm，如果测量范围大于2000 mm，可采用2个或2个以上的液位计，并使可视部至少有50 mm的重叠。

④玻璃板液位计在连接仪表侧（上下两个）应使用3/4"截止阀，采用可拆卸阀座及手轮，配有钢珠自密封装置。放空、排污阀尺寸3/4"NPT，并加堵头。

⑤玻璃板液位计用于腐蚀介质，玻璃应配云母层。

⑥介质温度超过205 ℃时，单台玻璃板两个连接口之间的长度不能超过1 400 mm，也不能超过3段玻璃。

（2）磁浮子液位计

①测量范围较大时选用磁浮子液位计，高压场合（>10 MPa）选用高压磁浮子液位计。

②测量黏度高于600 mPa·s或温度高于350 ℃的介质不宜使用磁性浮子液位计。

③采用双色翻柱、翻板显示，指示连续直观、无盲区。

2.4.2 差压液位变送器

①双法兰膜片密封差压液位变送器的两根毛细管长度宜相同;②蒸汽汽包的液位测量选用双室平衡器加差压变送器。

另外，水池液位测量采用超声波液位计。地下污油罐介质波动剧烈，其液位的测量选用顶装式导波雷达液位计。

2.5 变送器

优先选用智能型变送器，采用二线制4～20 mA DC+HART通信协议或FF协议，以实现远程在线量程修改等维护功能。变送器的一般要求：①接液部分材料：最低为316 SS;②工艺和连接口均采用1/2"NPT连接;③带现场数字指示表;带安装支架（304 SS不锈钢）除特殊应用的流量差压变送器外，开方功能在现场流量差压变送器中完成。

2.6 调节阀

一般选用Globe阀。根据工艺介质及操作条件特殊要求可选用单座调节阀、角型调节阀、蝶阀、球阀、三通阀等形式。

（1）8"和8"以下的调节阀优先选用单座或套筒式Globe调节阀。10"和10"以上口径或低差压情况，采用蝶阀或偏心旋转阀。对于噪声较大的情况，采用笼式阀或低噪声调节阀。对于高压差、闪蒸、空化、腐蚀、高噪声等情况，可选用特殊的阀芯和阀体设计。

（2）调节阀选用等百分比特性、线性特性或近似等百分比特性。等百分比特性调节阀最小流量开度不应小于30%，正常流量开度60%～80%，最大流量开度不应超过90%;线性特性调节阀最小流量开度不应小于15%，正常流量开度50%～70%，最大流量开度不应超过80%。

（3）阀内组件和阀座材料一般为316 SS。高差压、高温等场所应选用与配管等级一致的材料。在闪蒸、空化或严重冲刷以及高温、高压差或强腐蚀性场合，应在阀内件表面堆焊或喷涂硬质合金等材料。

（4）调节阀定位器选用智能阀门定位器。

（5）调节阀泄漏等级通常为CLASSⅣ，当工艺要求为严密关闭（TSO）时，应选用CLASS V或CLASSⅥ。

（6）执行器通常选用气动薄膜式。在要求大推力的场合可选用单作用或双作用气缸执行器。对于气源故障时要求开或关的场合，推荐优先选用带弹簧返回的薄膜式或气缸执行器。选择执行机构时，应基于仪表空气的最小压力进行输出力（或力矩）计算。

（7）在气源故障时，应保证阀门处于“故障安全”位置。一般情况下，阀门的联锁位置和气源故障位置一致。必要时使用储气罐以确保联锁时位于正常位置。电磁阀失电（非励磁）联锁。仪表空气储罐的制造应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》的有关规定，并应根据调节阀的安全完整性等级确定是否配置压力开关。

（8）一般情况宜选用单层填料函结构：对于低温、高温或高毒性介质，应选用双层填料函结构。介质温度在-18～204 ℃时，宜选用V型PTFE填料;介质温度低于-18 ℃或高于204 ℃场合应选用柔性石墨填料或其他合适材料的填料。

（9）控制阀设置维护旁路。

3 结束语

在大型工程项目实践中，对于装置不同的应用场合，需要根据工艺具体情况遵循各种仪表的特点去配置自控仪表，做到技术可靠，经济合理，管理方便，满足装置“安、稳、长、满、优”的总体要求。

参考文献

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