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仪表供气系统 雷军2010年10月 气源是指用气体 通常是空气 来驱动 使仪表或部件运行的能源 供气是气源或供气装置的通称 是仪表或系统的能源 供气系统是指仪表供气配管网络 二 供气要求及质量测试 气源质量及要求主要包括 气源压力范围 设计容量的确定 允许含湿量 即露点 允许含尘量 允许含油量 碳氢化合物及有毒气体的限制 备用气源等 2 设计容量确定气源装置设计必须考虑有足够的容量即打气量 以确保持续而稳定地供给生产装置中的仪表使用 供气系统负荷 通常是以稳态耗气量表示 其定义为在规定的气源压力下 仪表输出值稳定在某一点上 通常取5点确定 通过供给侧的气体量 5点中的数值 可取平均值 也可取最大值 我国产品样本上常以最大值表示 事实上 生产过程中的参数是可变的 当工艺变量波动时 控制仪表输出值亦随之改变 因而耗气量也改变 所谓稳态耗气量并不是真正稳定 随过程状态不同 有其不同的数值 仪表处于动态下的耗气量 暂态耗气量 要比稳态值大 约3 10倍 仪表总耗气量的计算方法 概括起来有 汇总法 经验估算法 按仪表台件核算法 汇总法汇总法比较容易实施 也是目前设计常用的方法 按下式计算 QS QC 2 0 1 0 3 式中QS 气源装置计算总容量 Nm3 h QC 仪表稳态耗气量总和 Nm3 h 0 1 0 3 供气管网系统泄漏系数 经验估算法在设计初期 求取有困难时 可采取经验估算法对装置总容量进行估算 简便公式 QS 3 4 CmQS 3 4 Vm式中Cm 调节回路数 Vm 调节阀台数 仪表台件核算法第三种方法是按仪表台教估计 根据美国石油协会规范 APIRP一550 推荐 每台仪表耗气量为1NL min 如果已知仪表台数 便可求得QS值 确定气源装置设计容量 3 气源质量要求仪表气源质量要求有水分 灰尘 油分及有害气体含量等项目 1 露点仪表气源在操作 在线 压力下的露点 应比装置所在地历史上年 季 极端最低温度至少低10 仪表供气中 要求气源不能含有过多水分 否则在低于其露点温度下工作时 这些水分一旦冷凝 或称结露 会使管路和仪表发生故障 降低仪表工作可靠性 有时还会带来更大的麻烦 因此 为保证供气系统可靠工作 气源必须除湿 以仪表气源中不产生结露为原则 气源的除湿程度视仪表装置 供气系统的工作场所而定 气温越低 除湿要求越严格 备用气源的容量要求 备用气源的容量是根据气源装置故障时 需要供给的气量来确定的 通常采用整体备用 它的取值为气源装置工作时的全部仪表负荷 另外 还有局部备用 即事先把仪表负荷进行分类 当气源故障时 备用容量仅取全部重要负荷的总和 其他非重要负荷在气源装置故障时 立即切断 停止动力供应 保证安全持续时间 是指供气装置 压缩机 发生故障或停机时 依靠备用气源 储气罐 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 四 供气系统管路 仪表供气系统管路是指管网部分 1 供气方式及分支供气配管方式可分为单元线式 支干线式及环形供气三种 如图5 3 8至图5 3 10所示 1 单元线式单元线式供气多用于分散负荷 或者耗气量较大的负荷 如大功率执行器的供气 为了不影响邻近负荷用气 设计时 尽可能直接在气源总管上取源 2 支干线式支干线式供气方式多用于集中负荷 或者说密度较大的仪表群 装置区内大部分配管皆为这种方式 对支干线式供气的分支通常不作统一要求 设计者根据不同的平面和空间条件或者以不同楼层不同标高进行分支 或者在一个分支系统中包括有各楼层的负荷 只要系统内不会造成大的压力降 便于安装和维护 各种分支方法都是可行的 3 环形供气至于环形供气 多限于界区外部气源管线的配置 这部分管线由工艺专业负责并设计 它包括的区间是由气源装置起 至界区内部一段管线止 当然 需要时 界区内部也可采用环形供气方式 五 管径计算及材料选择 1 管径计算2 配管材料选择供气配管材质选择应持慎重态度 尽管净化后的空气可以考虑选取用碳钢 而且施工是很方便的 但是国外资料都是推荐镀锌为好 这一点值得设计考虑 供气系统应采用镀锌螺纹连接管件 避免选用焊接连接 1 供气配管材料的选择供气配管材料最好选用镀锌管 一旦仪表气源操作不正常 不致因气源被污染而造成供气管路生锈 给生产带来麻烦 在气源系统稳定的情况下 供气系统中所含水蒸气是不会结露的 这时 不采用镀锌管 对仪表工作也不会有影响 另外 碳钢配管除了螺纹连接外 还允许焊接 尤其是在大直径管路中 选用碳素钢管会给安装工程带来一定的方便 因此 管材的选择不是绝对的 这要根据工程设计具体条件而定 应当着重指出的是 对控制室 或现场 仪表盘后的供气主管 过滤器后的配管材质 必须选择耐锈蚀的材料 如紫铜 黄铜 不锈钢及塑料等 因为进仪表前对空气不再进行处理 绝对不允许管路中再有杂质生成 六 供气系统维护检修 1 供气系统维护 1 要定期对供气系统 储存罐 阀门 管线 减压阀 压力表等 进行巡回检查 记录装置供气总管线压力值和过滤减压阀后的压力值 2 每周对在用的过滤减压器进行排空 至少 一次 每3 6个月 根据供气品质 可更换过滤器阀芯 或清洗阀芯 3 对于过滤减压系统中的阀门每年润滑2次 保证阀门开关灵活 4 检查供气系统的压力表的校验有效周期 5 要对储存罐的的排放阀每月至少排放一次 定期对供气装置的最低点处的排污阀进行排空 6 检查供气系统的泄漏情况 出现泄漏要及时