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        電磁流量計

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        EPC制漿造紙生產線的儀表安裝和調試

        來源:中國輕工業長沙工程有限公司作者:黃光明發表時間:2020-05-07 11:18:55

               摘 要:制漿造紙生產線中的儀表種類多、數量大、技術含量高,儀表安裝調試工作量大,因此要管理好制漿造紙EPC項目上的儀表工程,需要提前做好施工規劃、調試規劃。本文通過在制漿造紙項目安裝調試期間所遇到的問題,結合多年的制漿造紙項目的施工經驗,講述制漿造紙工程如何進行儀表施工管理。
         
               制漿造紙工程項目的儀表控制點較多,安裝調試工作量大,要熟悉掌握儀表安裝內容,首先需要熟悉工藝流程圖、平面布置圖和電纜清單、I/O清單及各種儀表安裝資料,以及需要熟練掌握制漿造紙現場儀表、自控閥門和特殊分析儀器(如濃度變送器、卡帕分析儀、殘堿分析儀、pH分析儀和電導率分析儀)安裝和調試,以及QC S、W IS、MC S、PLC和DC S控制系統程序、邏輯聯鎖、畫面的組態和調試。
         
        1 制漿造紙項目儀表安裝前期工作 
        根據制漿造紙項目的工程總量和進度要求進行總體規劃,主要包含設計管理、材料采購、安裝和調試規劃。
               (1)根據制漿造紙項目進度情況,排定總體進度計劃,包含設計出圖進度計劃、設備采購進度計劃、安裝調試進度計劃。
               (2)在總體進度計劃排定之后,需要將現場儀表、自控閥門、分析儀器、電纜、橋架和D C S控制系統制定詳細的采購計劃和采購要求,告知采購人員,要求采購人員按此計劃進行采購。
               (3)在總體進度計劃排定之后,需要對設計人員采購提資、圖紙出圖、曬圖制定詳細的進度計劃,包含儀表平面布置圖、電纜清單、儀表數據表、工藝流程圖、I/O清單等出圖時間制定詳細的計劃,要求設計人員按此要求提資和出圖。
               (4)根據制漿造紙項目工程量多少,編排安裝人力需求計劃,需要安裝公司提前排定人力需求計劃和機具使用計劃。
               (5)儀器儀表和自控閥門的安裝要求,編制儀表、分析儀器和自控閥門安裝程序文件,以及整個項目的儀表施工組織設計、質量控制點等程序文件。
               (6)根據制漿造紙項目儀表回路數量,編制調試計劃,包含現場儀表回路調試、自控閥門動作調試、特殊分析儀器調試和D C S邏輯聯鎖、畫面調試計劃,并制定相應的調試表格。
         
        2 制漿造紙項目儀表安裝時期
               鑒于制漿造紙項目儀表種類多、數量大、施工情況復雜,在安裝之前需要進行圖紙會審和各類儀器儀表安裝前檢查,另外在安裝期間需要長駐現場,熟悉掌握各種儀表的安裝質量和進度情況,發現安裝質量和進度問題時,及時解決。還需熟悉掌握常規儀表和分析儀器的安裝要求和要點。 
         
        2.1 設計交底和圖紙會審
               (1)在制漿造紙項目儀表安裝前由設計人員進行設計交底,闡明重要施工部位和要求,特別是卡帕、濃度、pH等分析儀器和QCS、WIS、DCS控制系統的安裝要求,再由建設、監理、施工單位各方提出相關問題進行協商解決,把相關問題記錄入紀要形成文件,便于各方執行。
               (2)在制漿造紙項目儀表安裝前需要進行圖紙會審,一是,為了使建設和安裝單位熟悉設計圖紙和設計意圖,找出急需解決的技術難題,并制定相應的解決方案;二是,因圖紙多、工作量大,需要安裝前找出圖紙中的問題,減少差錯,將圖紙中的問題在安裝前消滅掉。在圖紙會審時需要做好記錄并各方簽字存檔。
         
        2.2 檢查安裝單位準備情況
               (1)要檢查安裝單位的施工資質,審核安裝單位施工計劃是否滿足現場要求;其次檢查施工場地、材料庫房等是否準備好。
               (2)檢查安裝單位材料準備情況,橋架是否到現場,材料是否預制好。
         
        2.3 儀表安裝管理
               (1)平時需深入現場,了解現場安裝質量進度, 熟悉安裝的各個環節,并及時將剩余工作量和遇到的問題總結,反饋給安裝人員,以便安裝班組及時調整安裝方式和人員,保證安裝質量和進度。
               (2)在儀表安裝之前需熟悉圖紙,提前校審儀表清單、工藝流程圖、平面布置圖、I/O清單、標準安裝圖等儀表圖紙和熟悉設備說明書。
               (3)安裝期間各個專業需要溝通,比如與管道專業溝通,確認儀表、自控閥門安裝位置、安裝方向,流量計前后直管段距離,濃度變送器測量筒安裝方式,取樣閥安裝位置等。與設備和非標專業溝通,確認儀表接口方位、角度,比如液位計法蘭安裝的位置,溫度計套管安裝的方位,放射源安裝的角度和方位等,在安裝之前需要溝通清楚,防止裝錯而返工。
         
               (4)在制漿造紙項目儀表施工前需要進行安裝交底,將儀表、自控閥門、分析儀器的安裝要求和要點向安裝單位人員講解清楚,比如儀表安裝圖集、儀表和橋架平面布置圖安裝位置、工藝流程圖、分析儀器的安裝注意要點等。
        ——————————————————
         
               (5)因儀表貴重、易碎、容易碰撞損壞等特性,因此在安裝期間需要對儀表進行成品保護,確保儀表在安裝期間不至于碰撞損壞,比如在毛細管變送器旁焊接作業時,需要注意保護好儀表,特別注意焊渣不能掉到毛細管上,焊把不能碰到毛細管,焊接接地線不能搭接在儀表上,以免因過流燒壞儀表等。
         
               (6)幾種常規儀表、自控閥門和分析儀器安裝要求
        ① 執行機構安裝要求
               執行機構安裝方向無限制,一般安裝在閥門正上方,安裝要求便于維護、檢修和操作。
        ② 控制閥門安裝要求 
               其一、控制閥一般安裝在便于操作、維護和檢修的位置,周圍空間要求較大;其二、控制閥周圍無腐蝕性液體和氣體,管道無劇烈振動。為了控制穩定,有極少數控制閥直管段一般要求前10D后5D。對于部分有方向性的閥門按閥體箭頭指向安裝。
         
        ③ 孔板流量計安裝要求
               孔板流量計直管段要求,孔板計算書有明確要求,一般情況是直管段要求前20D后10D。
         
        ④ 電磁流量計安裝要求 
               電磁流量計一般安裝在水平或垂直管道上,要求安裝管道能充滿介質,不宜安裝在**高點容易產生氣泡的位置,直管段要求一般前10D后5D。電磁流量計接地環安裝要求:其一帶金屬接地環的電磁流量計(一般指塑料或者玻璃鋼工藝管道安裝的電磁流量計)直接從流量計機殼通過4m m2黃綠接地線就近與電氣接地網連接;其二不帶金屬接地環的電磁流量計(一般指金屬工藝管道安裝的電磁流量計)需要從電磁流量計兩端及流量計機殼通過4m m2黃綠接地線就近與電氣接地網連接。如圖1所示。
        電磁流量計DN300管道的直管段尺寸
        ⑤ 刀式濃度變送器安裝要求
               為了防止傳感器損壞,在刀式濃度計前后需安裝導流片,直管段嚴格按說明書要求進行,安裝注意事項:其一管道內徑必須大于100m m;其二傳感器必須安裝與泵的中軸線成90°;其三**短直管段要求為L 1=K D、 L 2=0.3L1+250。參照圖2。 
        紙漿濃度與流速的函數關系中系數K及安裝尺寸的確定
               例如D =250mm,c s=3%,v=2m/s,則L 1=8.5×250=2125mm,L 2=0.3×2125+250=887mm。
         
        ⑥ 旋轉式濃度計安裝要求
               安裝位置要求:傳感器盡量安裝在靠近稀釋水的地方,可以防止測量結果滯后;傳感器盡量避免安裝在管道彎曲部位;傳感器避免安裝在振震動大、易產生氣穴現象的地方;因傳感器需要打開后蓋,注意預留足夠的空間。
         
               在低壓管道上安裝要求(表1、圖 3):壓力小于1M P a、管道直徑小于300m m,需要將測量筒直管段直接安裝在主管道上,測量筒直管段安裝方向指向漿料的實際流向;壓力小于1M P a、管道直徑大于300m m,根據漿的濃度選擇測量筒直管段,測量筒直管段(H)為70m m或150m m。首先在管道上開一個308m m直徑的孔,并將孔的邊緣磨成斜角方便焊接,測量筒直管段(H)為70m m時在測量筒上游安裝3個導流板,使金屬板的鋒利一端面對上游,將測量筒插入管道內,并做好記號,確定測量套筒,注意測量筒必須滲透焊接。
        管道及測量筒的安裝方式
        ⑦ 殘堿分析儀安裝要求 
               分析取樣部件應安裝在壓力穩定、能靈活反映真實成分變化和取得具有代表性的分析樣品的位置。取樣點不應設在有層流、渦流、空氣滲入、死角、物料堵塞等位置。
         
        2.4 儀表安全管理
        儀表施工期間,和各個專業的交叉面多,高空作業的地方多,工作量大,因此在儀表施工過程中必須重視儀表安全管理,既包含施工人員、施工器具的安全管理,又要包括儀表設備的安全防護管理。
               (1)因部分儀表測點位置較高,安全期間施工人員務必做好安全防護,系好安全帶。
               ( 2)因儀表容易被砸壞、被強電流、被焊渣等損壞,因此在安全期間需要做好儀表防護。
         
        2.5 儀表設備和材料管理
        因制漿造紙項目中儀表種類繁多、數量巨大,在施工期間需做好材料管理,主要包含到貨前儀表追蹤管理,到貨后儀表設備檢驗、分類及進出貨管理以及安裝期間設備防護管理。
               (1)設備到貨前要根據采購到貨計劃表,定期追蹤供貨商,要求按時將儀表設備和材料供到現場。
               (2)設備到貨時,要對設備進行清點驗貨,按合同量進行清點,確定所有儀表設備、備件以及儀表材料都按合同數量提供,另外檢查儀表設備型號、材質,接口方式是否滿足設備選型要求。
               (3)設備到貨驗收后入庫時,因設備種類多、數量大,因此入庫時需按類別進行存放,比如各類接頭、手動閥、氣源分配器等應放在一個貨架,差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器、液位變送器等放在一個貨架,各類分析儀器放在一起,自控閥門放在一個區域,各類法蘭放在一個區域。
               (4)安裝期間因儀表容易碰撞損壞,因此需要做好防護措施。
         
        3 制漿造紙項目儀表調試
               制漿造紙項目在工程正式投運前的儀表調試至關重要,更是對儀表安裝質量和數量及功能完整性的檢驗,在水運轉前儀表必須完成儀表回路調試、儀表參數設定和控制閥門動作調試以及D C S畫面、邏輯和聯鎖調試。在儀表邏輯調試完成后需要配合各專業完成聯動調試,各種設備動作正常,邏輯報警滿足生產要求后,開始進行水運轉和試運行調試。儀表調試主要分為儀表單機調試、儀表回路的調試、DCS系統聯合調試三個部分。
         
        3.1 儀表單機調試前工作
               (1)檢查DCS接地網阻值,必須等于或小于1歐姆,在阻值合格后才能進行送電,然后檢查DCS網絡通訊狀況,待通訊正常后,將程序上傳。
               (2)UPS送電,在UPS送電前檢查各個回路接線是否正常,蓄電池正負極是否接反,蓄電池電壓是否正常,待所有接線、參數正常后送電。
               (3)氣源管吹管,在控制閥門調試前必須將氣源管吹掃干凈,保證儀表用氣清潔干凈,吹管原則是先主管后分支,主管吹掃半小時以上、打靶無明顯臟物后再進行分支吹掃,確保儀表用氣合格。
         
        3.2 儀表單機調試
               (1)調節閥門回路測試,D C S給25%、50%、75%、100%信號,檢查現場閥門開度是否與D C S開度保持一致,如果差別較大,需要將定位器自行整定。
               (2)開關閥門動作調試,D C S給出開關信號,檢查現場閥門是否開或關到位,DCS回饋信號是否正常。
               (3)壓力變送器、液位變送器、溫度變送器等,用HART模擬4m A、8m A、12m A、16m A、20m A信號,檢查D C S顯示值是否為0、25%、50%、75%、100%,并對變送器設置單位、阻尼、量程等參數及輸入相應的位號。
               (4)現場為P T100信號的溫度儀表,用電阻箱模擬電阻值,用PT100溫度對照表檢查DCS顯示溫度是否與電阻箱模擬阻值溫度一致。
               (5)液位開關、流量開關回路測試,現場接通和斷開接線,檢查D C S顯示是否接通或斷開,判斷現場與DCS信號是否一致。
               (6)壓力開關回路調試,用F LU K E壓力信號源緩慢增加壓力至報警點,觀察D C S信號狀態,然后減少壓力至報警點,觀察DCS信號狀態。
         
        3.3 DCS控制系統調試
               (1)DCS程序組態及邏輯聯鎖調試,按照控制邏輯圖或控制描述編寫相應的控制程序和邏輯聯鎖程序,D C S模擬相應的參數,檢查相關的閥門或電機是否動 [收稿日期:2019-11-08(修改稿)]作或者聯鎖動作。
               (2)DCS畫面以PID圖為依據參照相關標準和操作人員習慣而定,畫面遵循從左至右流向原則,畫面顯示主要設備,信號進D C S系統的儀表測點,一般手動閥、截止閥、旁路管線不必進入DCS畫面。
         
        3.4 制程系統聯動調試
               待儀表回路調試、D C S系統調試完成后進入生產制程聯動調試階段,需要根據聯鎖條件檢查設備動作情況,設備聯動情況是否與要求一致,然后進行水運轉調試,根據調試情況,對調節回路進行P I D參數設定,確保調節回路動作平穩正常。
         
        4 結語
               儀表工程處于施工過程的中后期,儀表工程管理涉及到的專業面較多,而且施工工期緊,因此儀表規劃很重要。在儀表規劃階段將做好儀表設計出圖計劃、儀表材料和設備采購進度計劃、儀表安裝和調試進度計劃,另外做好儀表安裝調試時期需要的各種儀表安裝程序和調試文件及表格。在安裝準備階段需做好儀表設計交底和圖紙會審,檢查儀表安裝單位的準備情況,組織安裝單位技術人員對儀表施工面涉及到的各種專業的儀表接口進行檢查,特別是與管道設備上的接口進行檢查確認。儀表工程技術人員在項目全過程中要有預見性,發現問題,需及時與安裝、設計、業主等進行溝通解決。現場儀表和控制系統調試階段相當重要,是關系到工程成敗的關鍵階段,因此在儀表調試期間要求每條控制電纜進行校線,在校線完成后開始測試儀表的回路、溫度、壓力,流量儀表和分析儀表參數進行設定校正。調節閥和開關閥、各類開關進行動作測試,在儀表單回路試驗完成后,開始著手聯動調試,確保D C S系統程序正確,報警信號正常,控制系統邏輯、聯鎖正常,控制閥門和電機動作正常。在施工過程中儀表安裝質量和調試是保證設備穩定運行的關鍵要素。
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