第十三章-仪表安装与调试

PAGE4第十三章仪表设备安装与调试绪论在生产和科学的发展过程中，自动控制起着重要的作用。目前,自动控制广泛应用于现代的工业、农业、国防和科学技术领域中。可以这样说，一个国家在自动控制方面的水平，是衡量它的生产技术和科学技术水平先进与否的一项重要标志。自动控制涉及的范围很广，除了在宇宙飞船、导弹制导、飞机驾驶系统等领域中，自动控制系统具有特别重要的作用之外,它在电力、机械、冶金、化工等以及对人体有害的部门。生产的自动化、管理的科学化、大大的改善了劳动条件,增加了产量，提高了产品质量。近些年来，由于计算机的广泛应用，使自动控制理论更加迅速向前发展，使得自动控制技术所能完成的任务更加复杂，水平大大地提高。电子技术的飞速发展，计算机技术的迅猛发展，犹如为自动控制技术安上两支翅膀，自动控制技术将在愈来愈多的领域发挥重要作用。因此，各个领域的工程技术人员和科学工作者，都必须具备一定的控制知识。第一节仪表设备安装一、盘、箱、柜的安装1.概述（1）仪表安装前应对照详细工程设计图核对其型号、规格及材质。仪表所带附件应齐全，外观应完好无损，并且有出厂合格证及安装使用说明书等有关资料。（2）仪表安装前应进行单体调校和试验。设计要求脱脂的仪表应脱脂合格后进行安装。（3）现场仪表安装时，表中心距地面宜为1.2m(另有规定除外)。显示仪表应安装在便于观察、维修的位置。（4）仪表应安装在不受机械振动的场所，并远离电磁场和高温设备及管线，同时应避免腐蚀介质的侵蚀。（5）安装在室内的就地仪表应选择光线充足、通风良好、操作维修方便的地方。（6）仪表安装时不应敲击及振动，安装应牢固端正，并不承受配管或其它任何外力。（7）安装在工艺管道上的仪表或测量元件，在管道吹洗时应将其拆下，待吹洗完成后再重新安装，仪表外壳上的箭头指向应与管道介质流向一致。（8）仪表盘箱严禁用气焊开孔或切割。（9）仪表配管不应影响仪表拆卸、维护，阀门手动机构位置应便于启闭。（10）对有特殊安装要求的仪表设备，安装时应严格按说明书进行。（11）保温（护）箱内仪表配管布局应合理、三阀组及阀门应便于操作维修。（12）现场仪表安装就位后应采取必要的防护措施。2.控制室盘、箱、柜和操作台的安装（1）控制室内盘、箱、柜和操作台的安装位置应符合设计规定。（2）盘、箱、柜和操作台的外形尺寸及仪表开孔尺寸应符合设计要求。（3）仪表盘型钢基础应在地面二次抹面前安装完毕，型钢基础制作、安装应平直、牢固、外形尺寸与仪表盘尺寸应一致，其偏差值应符合下列规定：①平直度允许偏差为1mm/m，当型钢基础的总长超过5m时，允许偏差为5mm；②水平方向的倾斜度允许偏差为1mm/m，当型钢基础的总长超过5m时，允许偏差为5mm；③型钢基础制成后应进行除锈防腐处理。（4）盘、箱、柜与型钢基础之间应采用防锈螺栓连接。（5）单个安装的盘、箱、柜和操作台，应符合下列要求：①垂直、平整、牢固；②垂直度允许偏差为1.5／1000；③水平方向的倾斜度允许偏差为1/1000。（6）成排的盘、箱、柜、操作台的安装，除应符合第5条的规定外，还应符合下列规定：①相邻两盘、箱、柜、操作台顶部高度允许偏差为2mm。当连接超过两处时，其顶部高度最大偏差不应大于5mm；②相邻两盘、箱、柜正面接缝处的平面度允许偏差为1mm；当连接超过五处时，正面的累计平面度最大偏差不应大于5mm；③相邻两盘、箱、柜间接缝的间隙不应大于2mm。3.就地盘（箱）安装（1）就地仪表盘（箱）、保温（护）箱的安装应符合下列规定∶①应安装在光线充足、环境干燥的地方；②应垂直、平整、牢固，垂直度允许偏差为3mm，盘（箱）的高度大于1.2m时，垂直度允许偏差为4mm；③水平方向的倾斜度允许偏差为3mm；④保温(护)箱底距地面或平台一般为600mm，表箱支架应牢固可靠，并应作防腐处理。（2）在多尘、潮湿、有腐蚀性气体或爆炸性危险的区域内安装的就地仪表盘（箱），应检查确认其密封性和防爆性能满足使用要求。（3）在振动场所安装仪表盘(箱)应采取防振措施。二、设备安装1.温度仪表安装（1）测温元件（如：热电偶、热电阻、双金属温度计、压力式温度计等）应安装在能准确反映介质温度的位置。（2）安装在工艺管道上的测温元件应与管道中心线垂直或倾斜45°，插入深度应大于250mm或处在管道中心。插入方向宜与被测介质逆向或垂直。管道公称直径小于80mm时可安装在弯头处或加扩大管。（3）双金属温度计安装时，刻度盘面应便于观察，直型水银温度计不应水平安装。（4）表面温度计的感温面应与被测表面紧密接触，牢靠固定。（5）压力式温度计应使温包全部浸入被测介质中，毛细管应敷设在角钢或管槽内，并防止机械拉伤。毛细管固定时不应敲打，弯曲半径不应小于50mm。周围环境应无机械振动，且温度变化不应过大，如不可避免时应采取隔热措施。（6）安装在含固体颗粒介质中的测温元件，应采取防磨损的保护措施。（7）测温元件用连接头的螺纹应与测温元件螺纹相匹配。（8）当测温元件水平安装且插入深度较长或安装在高温设备中时，应有防弯曲措施。2.压力仪表安装（1）安装在高压设备和管道上的压力仪表，如在操作岗位附近，安装高度宜距地面1.8m以上，否则应在仪表正面加保护罩。（2）压力仪表不宜安装在振动较大的设备和管线上。（3）被测介质压力波动大时，压力仪表应采取缓冲措施。（4）测量粘度大、腐蚀性强或易于汽化的介质时，压力仪表安装应加隔离罐或采用隔膜压力表、密封毛细管膜片压力表。测量固体颗粒或粉尘介质时应加吹洗装置或烧结金属过滤器。3.流量仪表安装（1）转子流量计必须安装在无振动的垂直管道上，垂直度允许偏差为2/1000，被测介质的流向应由下而上，上游直管段的长度应大于5倍工艺管道内径。（2）涡轮流量计应安装在无振动的水平管道上，上、下游直管段的长度应符合设计要求。（3）电磁流量计（变送器）可安装在无强磁场的水平管道或垂直管道上，并应符合下列规定:①当变送器安装在垂直管道上时，介质流向应自下而上；②流量计上游直管段的长度应大于5倍工艺管道内径；③电磁流量计(变送器)、被测介质及工艺管道三者应连成等电位，并应有良好接地；④电磁流量计转换器应安装在不受振动、常温、干燥的环境中，凡就地安装者应装盘或加保护箱（罩）；⑤当管道公称直径大于300mm时，应加专用支撑。（4）容积式流量计安装应符合下列规定：①流量计宜安装在水平管道上，刻度盘应处于垂直平面内，保持表内转轴水平，流量计外壳箭头方向应与流体方向一致；②流量计上游应设置过滤器，若被测介质含气体，则应安装除气器。（5）质量流量计安装应符合下列规定：①安装在振动场所的流量计，出入口宜用减振高压金属挠性软管与工艺管道连接，流量计应安装在水平管道上，矩型箱体管、Ｕ型箱体管应处于垂直平面内，且工艺介质为气体时，箱体管应处于工艺管道的上方，工艺介质为液体时，箱体管应处于工艺管道的下方。表体应固定在金属支架上；②流量计的转换器应安装在不受振动、常温、干燥的环境中，就地安装的转换器应装保护箱。（6）靶式流量计的靶板中心应安装在管道中心轴线上，并与轴线垂直，靶面应迎着介质流向。（7)旋涡流量计应安装在无振动的管道上。上、下游直管段的长度应符合设计要求，管道内壁应光滑。放大器与流量计分开安装时，两者距离不宜大于20m，其信号连线应是金属屏蔽导线。（8)孔板、喷嘴和文丘里管等节流装置，安装前应进行外观及尺寸检查，加工尺寸应符合设计要求，孔板、喷嘴入口边缘及内壁应光滑无毛刺，无划痕及可见损伤。（9）孔板、喷嘴、文丘里管的安装应符合下列规定:①孔板的锐边或喷嘴的曲面侧应迎向被测介质的流向；②孔板、喷嘴及文丘里管的两侧直管段长度应符合设计要求；③孔板和孔板法兰的端面应和轴线垂直，其偏差不应大于1°；④孔板法兰安装应与管道同心，其同心度允许偏差按下式计算∶同心度允许偏差≤0.015D(1/β－1) 式中D—管道内径；d—节流装置镗孔内径。⑤差压变送器的正压室、负压室应与孔板、喷嘴上的正、负符号相对应，变送器安装应便于操作与维修。（10）阿纽巴流量计安装应符合下列规定:①阿纽巴流量计有四个孔的一侧应迎向流体方向；②阿纽巴一次元件应通过并垂直于管道中心线；③阿纽巴流量计两侧直管段长度应符合设计要求。（11）需加前后直管段的流量仪表，直管段口径应与流量仪表口径一致。4.物位仪表安装（1）浮筒液面计的安装高度应使正常液位或分界液位处于浮筒中心，并便于操作和维修。浮筒应垂直安装，其垂直度允许偏差为2/1000。（2）钢带液面计安装浮子的导向钢丝应安装牢固、垂直拉紧，不得扭曲或打结。钢带应处于导管中心且沿滑轮滑动自如，钢带导管垂直度允许偏差为0.5/1000。（3）雷达液面计安装时，其法兰面应平行于被测液面，探测器及保护管应按设计和制造厂要求进行安装，一般插入罐体3～5cm。（4）物位开关应安装在方便电气接线的地方。安装应牢固，浮子应活动自如。（5)玻璃板液面计应安装在便于观察和检修拆卸的位置，如果和浮筒液面计并用，安装时应使两者的液位指示同时处于便于观察的方向。液面计安装应垂直，其垂直度允许偏差为5/1000。（6）安装玻璃管液面计时，填料应用扳手轻轻拧紧，防止玻璃管碎裂。（7)料位计的探测器应安装在便于维修和易于移动的位置，同时应远离下落物料或加保护罩。探测器与转换器间的接线应采用屏蔽导线。（8）射线物位计安装前必须制定具体的安装方案，并应符合下列要求：①安装方案应符合使用说明书的要求；②安装中的安全防护措施必须符合现行的国家标准《放射卫生防护基本标准》GB4792的规定；③安装工作应由经过放射源安全防护知识培训的人员专职负责；④安装位置应有明显的警戒标记。（9)差压液面变送器安装高度应不高于液面下部取压口，但用法兰式差压变送器、吹气法及利用低沸点液体汽化传递压力的方法测量液位时可不受此限。（10)法兰式差压变送器毛细管敷设时应加保护措施，弯曲半径应大于50mm，安装地点的环境温度变化不得过大，否则，应采取隔热措施。5.在线分析及气体检测仪表安装（1）分析仪表取样点的位置应根据设计要求设在无层流、涡流、无空气渗入、无化学反应过程的位置。（2）分析仪表取样系统安装时，应核查样品的除尘、除湿、减压以及对有害和干扰成份的处理系统是否完善。（3）分析仪和取样系统的安装位置应尽量靠近取样点，并应符合使用说明书的要求。（4）分析仪及电气附件结构的防爆等级应符合设计规定。（5）分析尾气放空和样品回收应符合设计规定。（6）气体检测仪表的报警设备应安装在便于观察和维修的表盘或操作台上，其周围环境不应有强电磁场。（7）检测器探头的安装位置应根据所测气体密度确定，用于检测密度大于空气的气体检测器应安装在距地面0.3～0.6m的位置，用于检测密度小于空气的气体检测器应安装在可能泄漏区域的上方位置或根据设计要求确定。检测器的接线盒外壳要有可靠的接地。转机械状态监视仪表安装（8）旋转机械状态监视仪的探头安装应在机轴置于工作位置时进行，探头与轴的间隙应处于探头特性曲线的中点，可通过监测仪调整，在监测仪指示为零时固定探头。（9）探头安装时不得碰断探头上专用同轴电缆，并应固定牢固。（10）探头与前置放大器间的连接应用专用同轴电缆，该同轴电缆的阻抗应与前置放大器、探头相匹配。6.调节阀及其辅助设备安装（1）调节阀安装应垂直，底座离地面距离应大于200mm，阀体周围要有足够空间以便于安装、操作、维修。调节阀膜头离旁通管外壁距离应大于300mm。（2）带定位器的调节阀，应将定位器固定在调节阀支架上，并便于观察和维修。定位器的反馈连杆与调节阀阀杆接触要紧密牢固。（3）执行器输出轴与阀体（调节机构）连接的连杆或接头，安装时应保持适当的间隙，保证执行器动作灵活平稳。止档限位应在出轴的有效角范围内紧固，不可松动。（4）气动及液动执行机构的信号管应有足够的伸缩余量，使其不妨碍执行机构的动作。（5）调节阀所示安装方向应与工艺管道及仪表流程图（P&ID）一致。

第二节仪表调试仪表调试是指使用标准精度高的仪器加入一个输入信号和/或读取一个输出信号。仪表调试特别应该验证输入输出的精度、量程线性及滞后度是否符合规范并在出厂的精度范围之内。注：不要试图对仪表进行高于出厂精度的调试。如果被要求，则可依照规范进行操作，达到被要求的精度。仪表调试有以下几种方式：a.离线调试：即仪表在安装之前在调试间内进行调试。b.在线调试：即仪表安装之后在工艺位置上进行调试。c.现场调试：即接收时已安装好的仪表，如盘装表、分析屋等，在现场就地调试。离线调试是首选的方式，在调试间内调试设备、工具及设施更加容易获取，且能够避免调试设备的损坏。在线调试是对特殊仪表整体性能的调试。一、仪表设备调试1.调试设备以下为常用的仪表调试设备，根据项目的规模大小决定调试设备的数量。（1）气动调试设备高精度气动校验仪标准压力表规格为0-1,0-4,0-10,0-16,0-25,0-100,0-160kg/cm2标准数字式压力表（2）电子调试设备高精度电子校验仪（包括脉冲信号发生器）数字式万用表电阻箱高精度数字毫伏表电压/欧姆表带冷端补偿的数字式热电偶校验仪注：所有的调试设备都应经监理的检查和批准。2.调试标准（1）调试设备应该经过校验，并且依照国家标准定期进行检验，出示检验报告，使其达到自己的校验精度。项目中的仪表设备应该分单元、分区域进行调试，每台仪表设备必须保留调试记录。（2）用于调试仪表或其它任何目的液体必须符合仪表的工艺介质的要求，调试时应充满液体，调试之后必须从仪表本体内倒出来。注：在对带有不锈钢材料的仪表进行调试时，要使用氯化物含量低的水。（3）仪表设备在安装之前应该进行离线调试，调试时间应该记录在调试记录上。（4）对于开关设备，应根据仪表数据表上的设定值来增加/减小输入信号，使开关设备设定在断开/闭合的状态，在全量程内进行重复性的调试，复位之前的死区应记录在调试记录上。（5）模拟仪表应该校验3点（0%、50%、100%），对于设计指定的仪表（如计量表）应校验5点（0%、25%、50%、75%、100%）。仪表调试时应根据仪表说明书或仪表数据表上的精度范围内进行调节。发现仪表不动作、动作异常、精度不够、超出量程的，都应立即向监理报告，以便采取正确的措施。（6）严禁仪表设备在厂家标定的测量范围之外进行调试。数据表以外的压力有可能损坏仪表设备。（7）每台仪表设备都应该被单独调试，使用标准输入标定输出。有时可以一起调试两台或两台以上的仪表，例如，给变送器加入标准压力信号，然后调整仪表使其保持一致时。（8）由于在根部连接和仪表之间静取压存在不同，要对压力仪表进行压力校正。（9）对仪表进行离线调试后，要挂上专门的标签，表明该仪表已被调试，可以安装。（10）仪表调试完后，由业主指定的检查人员应在合格的记录上签字，表明经见证或未经见证均已合格。3.调试要求所有智能变送器都要按厂家提供的指定程序进行调试。（1）温度仪表①温度仪表的校验要通过数字式热电偶校验仪，恒温浴或高精度电阻箱给仪表加指定量程内的信号，并使用高精度数字表监控输出。②双金属温度计的校验只可在环境温度下进行。③RTD（电阻式温度检测器/热电阻）变送器和温度开关应使用便携式高精度电阻箱进行校验。热电偶变送器和温度开关应使用高精度数字式热电偶校验仪进行校验。使用高精度数字表监控变送器输出。使用欧姆表监控开关动作输出。④多点式温度指示仪应使用便携式高精度数字式热电偶校验仪进行校验。（2）温度元件不需调试。（3）压力仪表①压力变送器和差压变送器要使用给仪表加输入信号的高精度校验仪和监控输出的高精度数字表进行调试。②压力指示器，记录器和控制器要使用高精度校验仪调试。（4）压力计①直接连接式和波纹管式压力表只校验零点，若有特殊应用要求，应使用活塞压力计调试。②风压表和玻璃管式压力计要使用合适的流体进行调试。膜片式风压表要使用水柱压力计或高精度校验仪进行调试。（5）流量元件不需调试。（6）流量仪表①差压式流量仪表要使用给仪表加输入信号的高精度校验仪和监控输出的高精度数字表进行调试。②转子流量计、涡轮流量计和容积式流量计不需调试。③磁流量计和质量流量计要按厂家说明书的规定进行调试。（7）液位仪表①浮子型液位仪表的调试要采用在校验量程内适当充水并调节比重、工艺液体和接口的方法给定信号，使用高精度数字表监控输出。②差压型液位仪表要使用给仪表加输入信号的高精度校验仪和监控输出的高精度数字表进行调试。其调试包括零调，并规定要在安装和零点校验后将料封管充满液体。③若有要求，超声波液位变送器和振动液位开关应按厂家说明书的规定进行调试。（8）调节阀①不带阀门定位器的气动隔膜调节阀要采用精度校验仪给定输入信号，与铭牌上给出的弹性量程进行比较来做行程调试；②带阀门定位器的气动隔膜调节阀要作为一个整体进行调试，使用高精度校验仪给阀门定位器加输入信号，与铭牌上给出的弹性量程进行比较。检验底座，对定位器进行行程设定，检查阀门误动作，并做好记录；③压力（I/P）转换器的电流要使用输入信号高精度电流表和监控输出的高精度数字表进行调试；④智能阀门要按厂家提供的指定程序进行调试；⑤电磁阀和开关阀要使用相应的24VDC或110VAC或220VAC电源进行调试。（9）安全减压阀自力式安全减压阀在安装之前要检验设定值。（10）安全泄压阀①安全泄压阀应经过国家有关部门进行鉴定。安装之前要检查设定值；②要对阀门进行防尘和防潮湿保护。（11）信号器、报警开关和电器件①信号器要使用给输入信号的高精度校验仪和监控输出的高精度数字表进行调试。②差压开关、压力开关和电开关要使用给输入信号的高精度校验仪和监控输出的高精度数字表进行调试。③快动继电器、选择继电器和其它双位置器件要使用给输入信号的高精度校验仪和监控跳闸点/输出的高精度数字表进行调试。④填充式温度开关要使用可控制的恒温浴进行校验，并设定要求的跳闸点。二、系统调试1.分析仪系统（1）一般来说厂家发货之前已在工厂内对分析仪进行了校验。按如下方法进行现场校验：要按厂家提供的说明书和维修手册进行校验。如果适用，在现场安装完成之后，供货商应按合同要求提供调试和试车服务。供货商指定的维护工程师不到场不能打开电源开关。不经施工负责人的准许不可使用危险性气体。（2）分析仪零部件要使用高精度校验仪进行调试，输出采用高精度数字表进行监控。2.PLC（可编程序控制器）/DCS（离散控制系统）（1）一般来说，应对PLC/DCS控制系统及其外围设备依照调试规定进行了调试。调试包括完整的硬件调试，软件调试包括所有I/O口的模拟也将在出厂前完成。测试之前详细制定测试程序。（2）控制室内设备安装完后，厂家代表将在系统上电之前对接地设置、电源配置及同轴电缆的完整性进行检查。厂家代表将全程监控系统程序的下载、检验及辅助器件的操作过程。同时，对系统报警、冗余模块、备用电源、DCS数据信息通路、PLC控制网络和以太网通信连接系统的操作运行进行检验。（3）回路调试过程中，要对输入/输出的工程单位、控制函数、控制器动作和报警位置显示的正确性进行调试。对成组显示和报警显示的完全性进行调试。对报警设定点、记录打印输出和辅助记录器或其它器件的正确性进行调试。对到附属设备如PLC、分析仪、油罐储油量指示器和燃气轮机的数据通信运行的正确性进行调试。①只可在承包商/厂家/业主的共同监控或确认下改变系统组态。②对UPS（不间断电源）开关的稳定性、电源的稳定性和其它指定功能进行检测。③对任何不一致之处和组态变化都应在工程设计组提供的尾项清单中作出记录。（4）盘装表和控制盘一般来说，在盘及仪表出厂前厂家已依照调试规定对其进行了测试和校验。盘装接受器、控制器和其它器件要使用提供输入信号的高精度校验仪和监控输出的高精度数字表进行调试，调试时要保证有合适的表格用于记录。（5）专用单元系统对专用单元系统如用于压缩机、蒸汽锅炉、冷却器和泵的系统要进行在线调试。按厂家提供的规范对标定和开关设定进行调试，调试时要予以高度注意。对于移走的仪表在重新安装之前要对其进行离线调试。3.在线调试（1）概要在线调试是对元件进行的彻底检测，以保证所有元件已符合规范，正确的进行了安装、校验并可供使用。达到上述条件后，进行如下：①校验：在最终调试之前已对仪表进行了校验。要有证明仪表校验合格的纪录。②连续性测试：在最终调试之前已对仪表进行了连续性测试。要有证明仪表此项测试合格的纪录。③压力测试、阻抗性测试和高阻性测试：在最终调试之前已对仪表进行了此项测试。要有证明仪表此项测试合格的纪录。（2）范围仪表安装后要按P&IDs（管道及仪表逻辑图）和仪表规格表对仪表进行一次检查，以保证仪表均已安装在了正确位置并符合规范规定。每台仪表安装后都要对其进行检查，以保证仪表已按详细图纸进行了正确完整的安装。要对经过调节阀的流体方向、流量计连接的正确性和仪表配管进行检查。要对仪表的标牌进行检查并予以确认。回路调试时检查热电偶的型号、长度、极性、套管和标识。对每支热电偶都要进行导通和绝缘检查。采用在补偿导线上加入毫伏信号观察输出的方式进行回路调试。不需校验。使用电阻表检测热电阻。通过使用电阻箱或专用仿真器模拟一个温度信号来检查其接线和回路调试。带有传送机构的转子流量计要采用使转子机械上升和下降的方式进行检查，用高精度数字表检查输出。除非在实验室内否则精度校验是不能进行的。检查导杆确保其可正常工作无障碍。涡轮流量计在出厂前已进行了校验，应在吹扫完毕和过滤器安装完毕后进行安装。对孔板的铭牌和锐边进行外观检查。检查其内壁应光滑无毛刺，符合规定。对玻璃管液面计的安装、便于观察和操作性进行全面的检查。对浮球式物位开关采用充水，用电阻表检测输出的方式进行检查。对调节阀附件如定位开关、手轮、升压器和继电器进行外观检查。对蝶阀进行仔细的检查，保证其阀盘可自由滑到上、下游管段。若使用鱼尾型阀门，要确保尾端处在下游。检查调节阀的安装，确保其安装方向与工艺流体方向一致。检查阀顶的方向。阀杆要干净，不沾带任何如油