SH3020-2001石油化工仪表供气设计规范.pdf

udc 中 华 人 民 共 和 国 行- i r - 标 准 s h 3 0 2 0 - 2 0 0 1 石油化工仪表供气设计规范 c o d e f o r t h e d e s i g n o f i n s t r u me n t a i r s u p p l y s y s t e m f o r p e t r o c h e m i c a l i n d u s t r y 2 0 0 2 - 0 3 - 1 1发布2 0 0 2 - 0 5 - 0 1实施 中 华 人 民 共 和 国 国 家 经 济 贸 易 委 员 会*- a a 目次 1 总则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 z 名词术语” ” ” ” “ “ ” ” ， ” ” ” ” ” ” .2 3 气源质量要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 气源装置” “ “ ” ” ” “ ” ” ” ” ” ” ” ” 一 5 4 . 1 气源装f的容f. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 . 2 气海压力 ” . “ . ” ” “ ” ” . ” 二 “ ” ” “ “ “ .5 4 . 3 气 派 装里 的 安 全供 气 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4 . 4 气源装2贮气峨的容积. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5 供气方式 ” ” “ ” ” “ “ ” ” ” ” ” ” ” ” ” 一 7 6 供气系统管路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g 6 . 1 供气管路的敷设要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g 6 . 2气源 的 连 接 与阀 门 的 设 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g 6 . 3 供气管路材质的选择 ” “ ” “ “ “ “ “ “ “ 6 . 4 供气管径的选择” . . . . . . . . ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g 7 供气系统的监测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 用词说明” ” “ ” ” ” ” “ “ “ “ “ “ “ “ 一 1 2 附 条文说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 sh 3 0 2 0 - 2 0 0 1 总则 1 . 0 . 1本规范适用于石油化工新建、 扩建工程中自 动控制仪表的供气设计，装置的改 造可参照执行。 本规范仅对仪表气源供气装置 ( 如空压站等)提出 性能要求，不涉及供气装置内 部流程及设备的具体 设计。 1 . 0 . 2 执行本规范时，尚 应符合国 家现行有关强制性标准规范的要求. 本规范的 相关 标准: 工业自 动化仪表气源压力范围和质量g b / t 4 8 3 0 - 1 9 8 4 . s $ 3 0 2 0 - 2 0 01 2 名 词 术 语 气源 驱动仪表或部件运行的带压气体 ( 通常为空气) . 供气系统 连通气源与仪表，实现仪 表供气的配管网络。 耗气盘是指仪表在工作时 所消耗的空气流量。本规范中以 稳态耗气量作为仪表耗气量的计算 依据。 稳态耗气量 在稳态时， 仪表在其工作范围内所消 耗空气的 最大流里， 通常是用 每小时标准立方 米表示。常 见的 仪表产品 说明书中， 最大空气消 耗t就是 指本规范中的仪表的稳 态耗气量。 送出 压力 一气源装置工艺流程图上末级过滤器出口 管路 ( 如果有减压阀， 则为减压阀后)上的 压力，为气源装里送出压力。 最低供气压力 是指仪表或气动装置维持正常工作， 气源装 置送出 压力的 下限值。 维持时间 是指当压缩机组停机时.依靠贮气镶中 储存的气体将供气管网的压力维持在最低输 出压力以上的时间。 s $ 3 0 2 0 - 2 0 0 1 3 气源质量要求 3 . 0 . 1仪 表 气 源 应采 用 清 洁 、 干 澡 的 空 气. 备 用 气 源 也 可 采 用 干 操 的 氮 气 . 3 . 0 . 2 仪表气源在操作 ( 在线) 压力下的冬点， 应比 装i所在地历史上年 ( 季) 极端最低温度至少低 1 0 c.露点换算见图 3 . 0 . 2 . 开 平千杆 田弓 杆庄+什开耳科朴并朴 二召乎 田尹溯a u 招 #牛用 井用 排 阵 料# 拌书 井#林拱用 il 肖 舞共 葬丰丰葬 丰 排丰 举料 井 排葬ja攀丰李 m并非 睦干 用 甘用 拱甲 拱拜 拜 书 甘v i a 朴排 至 生 至抹井 卜 件用丰斗 +甲+汗千十什 开耳十 洲 十叶 牛却计玲田压田十 子渊 葬丰丰葬 丰 排丰雄排 抹撇葬. v ia攀漆 漆 岸 井非 甘甲半林半排牵 辑换 休典 黔转井华眯 1. jz 14 - 井井 非丰 丰非 丰排丰麟暮 彝 群豢非龚t泽 阵 非 非 廿田 田 廿甲 珊 呀 4，耀 拜 横绷李 #算摊 眯 阵 汁 #甘 拄由由拄 由 拨 h 0 与 、嫌柱 荡装 狂夔孩裹 庄庄 阶廿耸 非 丰 丰 葬 丰 蒸 拳 ， ” 长 熟4 ,9h a 梦 辨葬 葬 攀幸幸幸 葬 葬 非丰 半#i 1珊牛共7 1杯 j辫 #井排用 用用井# 葬岸 丰蒸牟舞丰棋 4 1 翰 i i+ 非非 排丰丰 丰 葬 非 开 甲康令 少不衬 才 粉 用解 七甚积 + 卜 仟日 +4 4 -十阵田田田斗 十引 日 #i a 豁 载举翰粼翰#件 书 # #非拱p 至- h #甘 排豁 瘩蒸7 2棋不 拱拜 汗 泪 #井#排至 至 41井# 沙 书买男开嗒卜 计十医卜 州 斗开耳 + 州 +升朴 一引田田田朴 一 盯端围月 形围斗h -田卜 什十开翻 升 任招升扫+田田田+ 扫 卜 扫 - 撰渊 i la 莽干#十拱拜 拜材 #井#拱 至 李平# 十丽引i l用干阵田荆斗开用 州并 井斗 卡料+羽召用汗书畔 拨 i 泪 井 用 牛 用 辑# 用e p f f # 琳牛牛 用井# 葬洲 丰葬 丰 排丰排排捧 撇葬 葬攀丰丰 举 非 非 0-10诩切瑚 p长峨卜只田举骚 - 7 0 - 6 0 - 5 0 - 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 01 0 2 0 3 0 大气压下盯点 图3 . 0 . 2 露点换算图 s a 3 0 2 0 - 2 0 0 1 3 . 0 . 3 经净化 后的仪表气源，在气源装置的出口 处，其含尘颖拉直径不应大于 3 p m ， 含尘量应小于 1 m g / m l 3 . 0 . 4 仪 表 气 源 装 置 送 出 的 仪 表 空 气的 油 份 含 a 应 小 于1 0 m g / m ( 8 p p m ( w ) ) . 3 . 0 . 5 仪表气源中不 应含易 然. 易爆、有毒、有害及腐蚀性 气体 或蒸汽。 3 . 0 . 6 当仪表用 气质量有特殊要求时，可对该仪表的供气回路 作特殊处理。 sa 3 0 2 0 - 2 0 0 1 4 气 源 装 置 4 . 1 气 源装里的容f 4 . 1 . 1 仪表供 气系统负荷包括: 1 气动盘 装、架装仪表及气动变送器、定位器、执行器、电 磁气阀 等气动仪表 装置的 用气: 2 吹气法 测a液位及吹气热电偶的用 气，充气法防爆、防 腐蚀的 用气; 3 成套设 备的仪表用气; 4 仪表吹 扫、 检查、校 验以 及仪表车间 等的用气; 5 其它需 要使用仪 表空 气的设 备， 如某些分析化验 仪器等的 用气。 4 . 1 . 2 仪表气源装置设 计容 量取决于 仪表总耗气量的大小. 仪表总耗气f的计算，宜 采用汇总方式。 4 . 1 . 3 通常仪表的耗气量为操作状态下 1 4 0 k p a ( g )，2 0 c 的稳态 数据， 计算耗气2时，应按公 式4 . 1 . 3 换算为标准状 态 ( 1 0 1 . 3 3 k p a ( a )， 2 0 1c )。 q . = k q o ( 4 . 1 . 3 ) 式中 k修正系数， 取1 . 5 4 ; e 标 准 状 态下 的 稳 态 耗 气 量 ( m / h ) 。 q o 一 一操 作 状 态 下 的 稳 态 耗 气 量( m 3 / h ) . 4 . 1 . 4 仪表气源装置设 计容量 按公式4 . 1 . 4 计算。 q d 二 ( k , + k z ) e q . ( 4 . 1 . 4 ) 式 中 q d -标 准 状 态 下 气 源 装 置 设 计 容 it ( m / h ) ; 艺 么 各 类 仪 表 标 准 状 态 下 稳 态 耗 气 量 总 和 ( m / h ) : k , 供 气 管网 系 统 泄 漏 系 数， 通 常 取。 . 1 - 0 . 3 : 凡 考 虑 瞬时 耗 气量 的 修 正 系 数， 通 常 取2 . 4 . 1 . 5 当采用汇总方式估算仪表总耗气量有困 难时，可根据现场经验直接估算仪表气源装置设 计容 量: 1 每台调节阀 的耗气量按1 - 2 m / h( 标)计算: 2 每台现场安装的其它气动仪表耗气里按0 . 5 - 1 m / h( 标) 计算: 3 每台控制室内安装的气动仪表耗气量按l m / h( 标) 计算: 4 正压通风防爆仪表柜按每小时 换气次数大于6 次考虑: 5 特殊设备的用气: 6 反吹法测量的 用气。 4 . 2 气 源 压 力 4 . 2 . 1 根据气动仪表的要求， 气源装置的输出压力范围分为下列两档: 5 0 0 - 7 0 0 k p a ( g) 3 0 0 -5 0 0 k pa ( g) 4 . 2 . 2 气 源装置的输出压力上限值应为气 源装置正常操作条件下的 最高 送出 压力。 满足工程设计实际需要时， 可采取再加压措施。 4 . 2 . 3 气源装置的输出 压力下限 值为 气源装置的 最低送出 压力， 若 低于此压力值时， 若此压力值仍不能 应进行声光报替。 sh 3 0 2 0 - 2 0 0 1 4 . 2 . 4 仪表空气经过滤器减压阀 后，仪表输入端的气源压力公称值为1 4 0 k p a , 1 6 0 k p a . 2 0 0 k p a , 2 6 0 k p a . 2 8 0 k p a . 3 5 0 k p a . 4 0 0 k p a . mo m , 7 0 0 k p a 。压力允许波动范围为其公称压力的士1 0 % . 4 . 3 气源装!的安全供气 4 . 3 . 1 为了 保证仪表气源装置的安全供气， 应设 置备用气源。 备用气源可采用备用压缩机组、贮气昭 或第二气源。 4 . 3 . 2 当 采用备用压缩机组时， 应采用自 动切换方式。 当工作压 缩机组出 现故障或退出工作时，备用 压缩机组应立刻联锁启动， 投入工作。 4 . 3 . 3 当采用贮 气罐时，在压 缩机组停机时，贮气罐中储存的 气体应在一 定时间内 将供 气管网的压力 维持在最低输出压力以上。 4 . 3 . 4 对大型 装置或可靠性要 求较高的供气系统， 除了 备用压缩 机组及贮气罐 外， 还可设立第二气源。 第二气源投入方式可以是自 动， 也可以是半自 动。当第二气源投入工作后， 应有声光信号显示。 如果 第二气源为氮气源，其泄漏点或排 放点 不得有氮气积聚。 4 . 4 气源 装i贮气 锐的 容积 4 . 4 . 1 仪表气源装置应设有足够容量的 贮气镶， 其容积按公式4 . 4 . 1 计算: y = q a 卫 6 0 p o p , 一几 ( 4 . 4 . 1 ) 式中 犷贮气罐容积 ( m ): t 维持时间 ( m in ) : p , 正常 操作压力 ( k p a ( a ) ; p 2 最低输出压力 ( k p a ( a ): p o 大气压力， 通常p o =1 0 1 . 3 3 k p a ( a )。 4 . 4 . 2 维持时间 t ，应根据生产 规模、工艺流程复杂程度及安全联锁自 动保护设计水平来确定。如果 没有特殊要求， 可在1 5 -3 0 m i n 分钟内取 值; 特殊情况下， 维持时间t 值由设计决定。 s h 3 0 2 0 - 2 0 0 1 5 供 气 方 式 5 . 0 . 1 供气方 式按空气过滤器减 压阀的使 用方式可分为分散式和集中 式。 现场仪表供气宜 采用分散 式 供气方式，也可采用集中式供气方式:控制室仪表供气应采用集中式供气方式。 1 分散式供气方式， 在每个供气点 前设置 独立的小型空 气过滩器减压阀供气: 2 集中 式供气方式，由 两组或两组以 上大功串空气过滩墨减 压阀 组成的集中过滤器减压装置对多 个供气点供气， 其中 至少一组大功率空气过滤器减压阀 备用.当 采用两组空气过滤器减压阀时，每组 容量均按控制室仪表总耗气量选取;当 采用三组空气过滤器减压阀时， 每组容量均按控制室仪表总 耗 气量的 1 / 2 选取。集中供气方式定值器设定减压装置配管图如图 5 . 0 . 1 所示。 1 一压力表:2 一气动定值器;3 一大功串安全阀:4 一大功率空气过滤器:5 -大功率减压阀。6 一压力开关 图5 . 0 . 1 定值器设定减压装置配管图 5 . 0 . 2 供气方式按配管形式可 分为单 线式、 支干式、环形供 气方式。 1 单线式供 气方式适用于 分散 布置 或耗气量较大的供 气点。对耗气 量波动大的用气点，单 线方式 供气时应尽可能在气源干管上取气。如图5 . 0 . 2 - 1 所示; 1 一气源干管;2 一气源切断阀;3 -气源球周。4 -空气过滤器减压润:5 -仪表供气点 图5 . 0 . 2 - 1 单线式供气方式 sa 3 0 2 0 - 2 0 0 1 2 支干式供气方式适用于多台仪表或仪表布置密集度较大的场合。宜从气源总管上引出气源干 管，并根据用气点的分布悄况设置气源分配器或敷设供气支管。如图5 . 0 . 2 - 2 所示: 1 一气海干 管 2 一气源切断阀: 3 -气 源球阀: 4 -空气过滤器减压阀: 5 - 仪表供气点: 6 -空 气分配器:7 - 排污阀 图5 . 0 . 2 - 2 支干式 供气 方式 3 环 形供气方式适用于供气管网 承担多套生产装置仪表 供气的 场合。 可将供气管网首 尾相接，形 成 环形配管。如图5 . 0 . 2 - 3 所示。 至 a 区 至 b区 图5 . 0 . 2 一 3 环形供气方式 s h 3 0 2 0 - 2 0 0 1 6 供气系统管路 6 . 1 供气份路的教设要求 6 . 1 . 1 供气管路宜 架空敷设，不宜在地面或地下敷设。 供气管路敷设应符合现行 石油化工仪表配管 配线设计规范s h 3 0 1 9的 有关规定， 避开高温、易受机械损伤、 腐蚀、 强烈振动及工艺管路或设备 物料排放口 等不安全环境。 6 . 1 . 2 供气管路应避免 u形配管， 在某个区域的最低点及污物易积聚的地方应设排污阀。 排污阀宜 采用球阀或截止阀。 6 . 1 . 3 当 采用集中 式供气方式时， 如供气主管 水平安装，应 有 1 / 1 0 0 0 - 1 / 2 0 0 的坡度， 并在下 游最低 点 装设 排污阀。 6 . 1 . 4 在供气总管或干管末端， 应用盲板或丝堵封住。 6 . 1 . 5 供气系统管路采用镀锌管时，应采用螺纹连接， 不得采用焊接连接。 6 . 1 . 6 当采用集中 式供气方式时，供气主管的 结构形式分整 体式和组合式两种。如果供气主管很长， 应采用组合式以 便安 装。 6 . 2 气源的连接与阀门的设 里 6 . 2 . 1 从供气管路上取气时，其取气部位应设在水平管 道的 上方.从总管或干管上取气时，应在取气 接管处安装气源切断阀。 气源切断阀宜 采用球阀 或截止阀。 6 . 2 . 2 在供气总管、干管或气源分配器上，应留有1 0 % - 2 0 % 备用供气点， 且至少1 点。 6 . 2 . 3 仪表空 气引入每 个供气点前， 应设置气源球阀， 并经空气 过滤器减压阀 净化和稳压处理。 6 . 2 . 4 当 采用集中式供气方式时，集中过滤器减压装置的引入侧 及引出 侧应安 装就地压力 指示 仪表， 集中 过滤器减压装置的引出 侧应安装安全保护装置， 根据需 要可设里压力开关。 对供气压力为0 . 1 4 mp a ( g ) 供气系统， 安全阀 起跳值为0 . 1 6 -0 . 2 mp a ( g )。 6 . 2 . 5 当 采用分散式供 气方式时， 气源球阀 应安 装在空气过澹器 减压阀的 上游侧， 并尽量靠近空气过 滤器减压阀。 空气过滤器减压阀应尽量靠近供气点。 6 . 2 . 6 当 采用 集中式 供气方式时， 气源球阀 或截止阀应安装在 集中 过滤器减压装置下游侧的每个 支路 上。 6 . 3 供气苦路材质的选择 6 . 3 . 1 现场供气总管、 干管、 支管或气源分配器前的 配管， 宜选用镀锌钢管或 不锈钢管， 干燥地区 也 可 采用无缝钢管。 连接管件应与管 道材质一致。 6 . 3 . 2 气源球阀后及空气过滤器减压阀下游侧配管，宜选用带p v c护套的 紫铜管或不锈钢管。 6 . 3 . 3 采用集中式供气方式时，空气 过滤器减压阀后的供气主管 材质应采用黄铜或不锈钢。 6 . 3 . 4 气源管路上阀门的材质应与气 源管路的材质一致。 6 . 4 供气管径的 选择 6 . 4 . 1 空 气过滤器减压阀上游侧供气系统配管， 在气源球阀前最小管径宜 采用 d n 1 5 e空气 分配器、 气源球阀以 后及空气过滤器减压阀 下游侧等短距离配管宜 采用0 6 x 1 , 0 8 x 1 或声 o x l e 6 . 4 . 2 供气系统配管管径选取范围 见表6 . 4 . 2 。用气量较大的供气点的管径可根据仪表制造厂的要求 sa 3 0 2 0 - 2 0 0 1 确定。 表6 . 4 . 2 供气 配管 尺寸选 择表 管径 d n 1 5d n2 0d n2 5d n 4 0d n5 0dn 6 5d n8 0 1 / 2 “3 / 4 “1 “1 - 1 / 2 “2 - 2 - 1 / 2 3 “ 供气点数 1 - 45 1 51 6 - 2 52 6 - 6 06 1 - 1 5 01 5 1 - - 2 5 02 5 1 -5 0 0 6 . 4 . 3 采用集中供 气时， 供气主管直径一般为4 0 -5 0 m m . 6 . 4 . 4 仪表盘后的 供气配管，可 采用护 6 x1 的 紫铜管或聚乙 烯单管. 1 0 sh 3 0 2 0 - 2 0 0 1 7 供气系统的监测 7 . 0 . 1 在控制室内 应设置供气系统的 监视与报普仪表， 包括气源总管压力指示、 低限 压力报普 或联锁。 7 . 0 . 2 如果设有第二备用气源， 应在控制室内 设第二气源的压力指示与 低限 压力报苦。第二气源投入 运行时，应有声光信号显示。 s$ 3 0 2 0- 2 0 0 1 用 词 说 明 对本规范 条文中 要求执行严格程度不同的用词，说明如下: ( 一)表示 很严格， 非这样做不可的用词 正面词采用 “ 必须气 反面词采用 “ 严禁气 ( 二) 表示严格，在正常情况下应这样 做的 用词 正 面 词 采 用“ 应 ” ; 反面词采用“ 不应”或 “ 不得气 ( 三) 表示允许稍有选择，在条件许可 时首先应这样 做的 用词 正 面 词 采 用“ 宜 气 反面词采用 “ 不宜气 表示有选择，在一定条件下 可以 这样做，采用 “ 可，. 中华人 民共和国行业标准 石油化工仪表供气设计规范 s x 3 0 2 0 - 2 0 0 1 条 文 说 明 2002 北京 目次 气源质盈要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 气源装置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 供气方式 “ ” “ ， ” 。 “ ” “ “ “ “ ” ， 一 1 9 供气系统管路“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0 ，口月，仁 s$ 3 0 2 0 - 2 0 0 1 3 气源质量要求 本章规定的 气源质量要求中， 露点、 含尘颗粒直径及含油量 遵循国家标 准g b / t 4 8 3 0 - 1 9 8 4 的规定。 3 . 0 . 2 露点 用于限 制气源中湿含量.仪表气源中 存在的 少量水蒸气低温冷凝即结露， 会使管路和仪表 生锈，降低仪表工作可靠性。 因此， 仪表气源中 含湿量控制 应以 不结露为原则。结 露温度极限 值要求， 应视供 气系统工作环境极端最低温度而定。本规定采用 带压露点 ( 在 线操作压力下的 皿点)。一些气 源装置 制造厂采用常压露点作为气源装置干澡能力的技术 指标， 应按图3 . 0 . 2 露点换算图进行换算。 3 . 0 . 4 含 油 量 单 位 重 量比 百 万 分 率 ( p p m ) 和 单 位 体 积 重 量 ( m g / m ) 的 换 算公 式为 : c = d p 式中 c实测