第九章_自动化仪表工程

1、第九章 自动化仪表工程油气田地面仪表工程的自控内容主要包括温度检测、液位检测报警、压力检测联锁、流量检测、可燃气体检测及报警、变频控制等。本章仅对油气田地面工程中常见的自动化仪表设备的安装调试以及自动化仪表电缆敷设、仪表管道安装、仪表回路试验、系统调试等知识进行介绍。第一节 仪表专业分工界限及相关组成一、仪表和其他专业的分工界限油气田地面建设中的仪表工程和其他专业的分工界限可以根据施工图中设计划分进行区别，原则上是材料、设备设计到哪个专业，由哪个专业进行施工。在实际的施工过程中，为了很好地明确施工责任，这一划分原则又被具体地定义为以下几个方面。1仪表与工艺专业分工界限流量计本体均由工艺专业安装

2、，节流装置、压力检测仪表、在线分析仪表由工艺专业安装到一次取样阀；温度取源接头、法兰及保护套管由工艺专业安装；浮筒式液位计、液位开关的取源法兰、玻璃板液位计由工艺专业安装，法兰差压液位变送器、差压液位变送器要求工艺安装到一次取压阀，雷达液位计导波管、伺服液位计扶正管由工艺专业安装；执行机构本体由工艺专业安装，其气源、液源工艺需安装分支阀门到距执行机构1m以内。2仪表与电气专业分工界限电气专业负责把电源送到仪表盘及站控PLC机柜开关的上侧，UPS的电源进线由电气专业连接；电气设备、电气盘的联锁及状态信号的配接线一般由电气专业施工。站控室PLC机柜及仪表盘的接地由电气专业施工到盘柜附近，并预留连接

3、接头。3仪表与土建专业分工界限站控室盘柜的槽钢基础、混凝土基础、地脚螺栓，电缆桥架的基础、钢结构，混凝土电缆沟、仪表电缆及桥架的进户洞、水池及污油池等的仪表安装孔均由土建进行施工。二、仪表常用管件及阀门1仪表常用阀门仪表常用阀门有两阀组、三阀组、高压法兰截止阀、内螺纹截止阀、气源球阀等五种形式。两阀组通常与压力变送器配套使用，三阀组通常与差压变送器配套使用。高压法兰截止阀一般用于注水泵出口管道的压力测量管路上，内螺纹截止阀通常作为取压一次阀使用，气源球阀主要用于仪表供气场合。2仪表常用管件仪表常用管件有防爆活接头、Y型密封接头、防爆格兰头、卡套接头、直通终端接头、承插焊锻制90弯头、承插焊等径

4、锻制三通、承插焊直通接头，焊接异径接头、铜制（钢制）气动管路接头等。三、仪表回路的构成1检测回路的构成检测回路是仪表最基本、最简单的回路之一，一般由检测仪表、防雷栅、安全栅、输入模块、控制系统等组成。压力变送器、液位变送器、温度变送器、流量计、热电阻等一次仪表将工艺参数转化为标准的电信号，通过安全栅、防雷栅等元件进入PLC控制系统的模拟量输入模块，最终转化为数字信号，在计算机系统上显示相应的工艺参数。2控制调节回路的构成控制调节回路一般由检测仪表、防雷栅、安全栅、输入模块、控制系统、输出模块和调节阀及变频器等组成。在控制调节回路中，检测仪表的测量值PV、输入到DCS控制系统的PID模块，与PI

5、D模块的人为设定值SV进行比较，DCS系统根据这一偏差的大小，输出标准的420mA信号，控制调节阀的开度、变频器的输出，通过P、I、D的调整，使物料在给定值的上下范围内达到平衡，从而实现控制调节。3报警联锁回路的构成报警联锁回路一般由检测及开关仪表、防雷栅、安全栅、输入模块、控制系统、输出模块、继电器和执行机构及电机等组成。检测仪表的测量值PV达到某一设定或开关仪表的节点动作时，DCS控系统报警，并通过数字输出模块输出节点信号控制继电器，继电器输出控制执行机构开启或闭合、电机等动设备启动或停止。第二节 仪表设备的校准和试验仪表安装前必须进行校准和试验，以确认仪表的内部参数设置符合设计文件要求，

6、仪表的功能符合产品技术文件所规定的技术性能。一、准备工作仪表设备在校准和试验前，应做好以下几项准备工作。1试验间准备仪表设备校准和试验应在室内进行，室内应清洁、安静、光线充足、通风良好；温度保持在1035之间，空气相对湿度不大于85%；有符合试验要求的电源和仪表风气源；无强磁场干扰。2标准仪器准备试验用的标准仪器，应具备有效的检定（校准）合格证，其基本误差的绝对值不超过被校仪表基本误差绝对值的1/3。3人员准备仪表校准和试验的人员应具审核图纸能力及仪表专业等方面的基础知识，并经培训合格取得计量检定员证书。二、一般要求经校准和试验合格的仪表，应满足以下两方面的要求。1外观检查（1）设备的型号、规

7、格、测量范围、材质、显示部分、电源等级等技术条件，外形尺寸、连接规格应符合设计要求。（2）设备无变形、损伤、油漆脱落、零件丢失等缺陷。（3）端子、接头、安装支架等附件齐全。（4）出厂合格证及检验报告、说明书齐全。2试验结果（1）仪表零点正确，偏差值不超过允许误差的1/2。（2）基本误差小于该仪表精度等级。（3）变差应符合仪表精度等级的允许误差。（4）液晶显示部分数字完整，多种模式可调。（5）指针灵活无抖动、阻尼和跳动现象。（6）双法兰等变送器能够100%负迁移。三、校准和试验仪表的校准和试验按计量法要求，与工程的安全相关的仪表及参与贸易计量的仪表，必须送到国家法定计量部门进行校准和试验，并出具

8、合格的检定证书。仪表校准和试验一般采用0、50%、100%三点校验法和0、25%、50%、75%、100%五点校验法。1仪表电源设备的试验仪表电源设备的试验内容主要包括绝缘电阻测量、电源输出试验和带负载能力试验等。仪表电源设备的绝缘电阻一般不应小于5M，电源箱的电源输出试验及带负载能力应符合产品说明书及设计文件的规定。2压力检测仪表试验 压力检测仪表的试验设备主要有压力校验台、真空泵和压力校验仪等。试验时，采用试验设备对压力检测仪表进行加压，并与标准压力表或加压设备的示值进行比较，以验证压力检测仪表的准确性。3温度检测仪表试验 温度检测仪表用Fluke 9011高低温校准炉对温度仪表进行校验。

9、将温度仪表插入Fluke 9011高低温校准炉中，对各校验点进行加热升温，并且将各仪表的输出与Fluke 9011高低温校准炉的示值进行比较。双金属温度计的校准点不应少于三点，设计有特别要求的温度计，应作五点的校验。热电偶、热电阻、一体化温度变送器校准点不应少于五点，校验前应作导通和绝缘检查。4分析检测仪表试验分析检测仪表用标准样品进行试验。含水分析仪校验时，用符合设计规定的标准样品进行试验，与标准样品进行比较，计算其检测精度是否符合要求。可燃气体报警器、有毒、有害气体传感器和感烟感温探测器一般在安装后，在现场采用标准样品进行试验。5显示仪表示值误差试验 （1）信号比较法：用信号发生器向被校仪

10、表和标准仪器加同一信号，将被校仪表的示值与标准仪表的示值进行比较，求出各点示值误差。（2）直接试验法：用FLUK等标准仪器直接给被校仪表加信号，通过标准仪器的信号示值与被校仪表示值相比较，然后求出被校仪表的各点误差。6流量检测仪表试验 流量检测仪表一般委托国家法定计量部门进行试验。7物位仪表试验（1）雷达液位计、超声波物位计安装完成后，将容器的制造高度、体积、死区等参数通过仪表面板或远红外通讯器置入仪表，进行现场投用，超差时，改变以上参数值，重新设置，直至满足测量要求。（2）浮筒式液位计可用带有刻度的容器中加入符合要求的液体介质（水）进行试验，检测其输出是否符合要求。（3）浮球式液位变送器在全

11、量程范围内三点手动托动浮球，变送器输出信号分别为0、50%、100%，其基本误差及变差均不应超差。（4）浮球式液位开关检查时，用手操作浮球上、下移动，带动磁缸使开关触点动作，用万用表检查触点的通断。（5）电容式物位开关试验时，将探头插入物料后，通电后状态指示灯亮，输出继电器应动作。（6）音叉式物位开关试验时，通电后，用手指按压音叉端部强迫停振，输出继电器应动作。（7）双法兰液位变送器试验用压力校验台在正压室侧全量程五点校验，安装完成后，在空容器的状态下进行负迁移。8调节阀、执行机构试验（1）调节阀模头应进行气密性试验，试验时，将O.6MPa的仪表空气输入薄膜气室，切断气源后5min内，气室压力

12、不下降为合格。（2）事故切断阀应进行阀座密封试验，调节阀、开关阀进行耐压强度试验，调节阀进行泄漏量试验。（3）调节阀的行程进行试验，在全行程内进行正反行程试验，分五点进行检测，行程允许偏差为1%。（4）事故切断阀必须进行全行程时间试验，在切断阀处于全开（或全关）状态下，操作电磁阀，使切断阀全关（或全开），用秒表测定电磁阀开始动作到切断阀走完全行程的时间，该时间不得超过设计规定值。第三节 仪表的安装一、施工程序自动化仪表工程施工一般程序如图9-1所示。施工准备仪表的校准和试验电缆桥架安装试压和吹洗系统测试仪表联调投运仪表盘箱柜安装二次仪表安装现场仪表安装电缆敷设接线图9-1 自动化仪表工程施工程

13、序图二、仪表安装1一般要求（1）有脱脂要求的仪表在安装前应进行脱脂。（2）仪表应安装在无强烈振动、无高温、无腐蚀、无强电磁场干扰的地方，安装位置应符合设计规定，并且便于安装、维护、观察及操作，所有仪表进线口不应朝上。（3）仪表校准合格后方可安装。（4）仪表应安装在介质流速稳定处，尽量避免安装在管道的弯头处和工艺阻流件附近。（5）压力与温度仪表在同一管段上安装时，压力仪表应在温度仪表的上游侧。（6）仪表取源部件距离焊道的距离不应小于100mm。（7）仪表安装应在工艺吹扫完成后进行，避免损坏仪表传感部件。2温度检测仪表安装油气田地面工程常用的温度检测仪表主要包括热电阻、热电偶、温度变送器、双金属温

14、度计等。热电阻一般用于测量低温，在油气田地面工程中应用比较普遍，如图9-2所示；热电偶一般用于测量高温，在油气处理厂应用较多；双金属温度计用于就地温度指示。温度检测仪表的安装方法大体相同，首先在工艺管道或设备上安装温度取源部件，然后安装仪表设备，仪表设备与温度取源部件之间一般采用螺纹连接。图9-2 热电阻安装图1）温度取源部件安装温度取源部件由工艺专业安装在工艺管道上，安装位置及方法由仪表专业技术人员现场进行交底。安装要求如下：（1）取源部件的安装应在工艺管道预制、安装的同时进行，尤其是防腐、衬里管道和砌体或混凝土浇注体上的取源部件，应预埋、预留。开孔和焊接工作必须在设备、管道的防腐衬里和压力

15、试验前完成。（2）在高压、合金钢、有色金属工艺管道和设备上开孔，应采用机械加工的方法，不可用火炬切割。（3）取源部件的焊接应符合工艺管道焊接专业的要求。（4）取源部件在管道上安装时，应逆介质流向成45角安装，或垂直安装。（5）安装位置应选择在被测介质温度变化灵敏，具有代表性和便于观察的地方。（6）温度取源部件插入管道深度：直型连接头、45角连接头以不露出管道内壁为宜。保护套管和法兰式保护套管应插入管道中心线以下。2）仪表设备安装（1）双金属温度计金属套管的端部应有一定自由空间，套管端部不可与管壁接触，更不允许对套管端部施加压力。（2）热电偶安装时不要碰坏陶瓷保护外套。（3）热电偶必需有效的接地

16、，通过加热的办法实际测量热电偶的极性，严防极性接反。（4）热电偶取源部件的安装位置应远离强磁场。（5）热电阻、热电偶安装用垫片的选择：石棉橡胶垫用于温度小于350，压力小于4.0Mpa的场所；氟塑料垫适用于腐蚀性介质，温度小于200，压力小于4.0MPa的场所；石墨复合垫适用于温度小于600，压力小于6.3MPa的场所。3压力检测仪表安装油气田地面工程常用的压力检测仪表主要包括压力表和压力变送器，压力检测仪表的安装分为压力取源部件安装和压力仪表安装两部分。压力检测仪表应根据产品说明书要求安装，安装位置应符合设计及规范要求，安装时应保证有足够长度的直管段，同时介质流向应正确。1）压力取源部件安装

17、压力取源部件由工艺专业焊接在工艺管道上，焊接时所选用的焊接工艺应符合焊接工艺规程要求。安装时，安装位置及方法由仪表专业技术人员现场进行交底。安装要求如下：（1）在水平和倾斜的工艺管道上安装时，取压点的方位应按下面要求进行确定：测量气体压力时，在管道的上半部。测量液体压力时，在管道的下半部与管道的水平中心线成045夹角的范围内。测量蒸汽压力时，取压点取在工艺管道的上半部，以及下半部与工艺管道水平中心线成045夹角的范围内。（2）压力取源部件的安装位置应选择在工艺介质流束稳定的管段。（3）压力取源部件与温度取源部件在同一管段上时，应安装在温度取源件的上游侧。（4）压力取源部件的端部不应超出工艺设备

18、和工艺管道的内壁。（5）在垂直工艺管道上测量带有灰尘、固体颗粒或沉积物等混浊介质的压力时，取源部件应倾斜向上安装，在水平工艺管道上宜顺流束成锐角安装。（6）压力变送器安装位置应光线充足，操作和维护方便，不要安装在振动、潮湿、高温、有腐蚀性和强磁场干扰的地方。（7）测量气体介质压力时，变送器安装位置宜高于取压点，测量液体或蒸汽压力时，变送器安装位置宜低于取压点，目的在于减少排气、排液附加设施。2）压力表安装（1）在油泵房等泵出口安装压力表通常安装在手操工艺阀门附近，并便于观察的地方。（2）当测量温度高于60时的液体、蒸汽和可凝性气体的压力时，就地安装的压力表的取源部件应带有环形或U形冷凝圈（弯）

19、管，如图9-5所示。图9-5 带冷凝圈(弯)压力表安装图2）压力变送器安装压力变送器安装方式有两种，一种是直接安装在工艺官道上，如转油脱水站、天然气计量站、含油污水站等工程的压力变送器，如图9-6所示；一种是采用导压管安装方式，可在现场制作立柱支架，采用U形螺栓卡住，也可采取墙壁支架安装，如注水泵出口的压力变送器，如图9-7所示。无论采用哪种安装方式，压力变送器应垂直安装，压力变送器的引压管应尽量短，并靠近所检测压力源位置。图9-6 压力变送器在管道上安装图 图9-7压力变送器在支架上安装图4流量检测仪表安装油气田地面工程常用的流量检测仪表包括椭圆齿轮流量计、浮子流量计、涡街流量计、质量流量计

20、、电磁流量计、超声波流量计等。流量检测仪表由传感器和转换器两部分组成，根据类型不同，有的流量检测仪表传感器和转换器为一体式的，有的是分体式的。大多的流量检测仪表采用法兰安装在工艺管道上，安装时一般根据其重量采用吊车或倒链人工安装。1） 节流装置安装节流装置一般用在天然气深冷、浅冷、计量站等天然气处理工程中。安装要求如下：（1）节流装置安装位置的上、下游侧直管段长度一般应达到前8D后5D（D为管径,下同）的要求。（2）孔板、喷嘴和文丘里管等节流件安装时，孔板的锐边或喷嘴的曲面应迎向被测介质的流向，孔板和孔板法兰的端面应和轴线垂直，其偏差不应大于1。（3）节流装置在水平的工艺管道上安装时，取压口的

21、方位应符合下列规定：当测量气体流量时，应在工艺管道的水平中心线上半部；当测量蒸汽流量时，应在工艺管道的上半部与工艺管道水平中心线成045夹角的范围内；当测量液体流量时，在工艺管道的下半部与工艺管道水平中心线成045夹角的范围内。节流装置在垂直工艺管道上安装时，流体流向应为自下而上的。（4）环室安装时，环室上有+号标志的一侧应装在节流元件的上游侧，当环室上有箭头标示流向时，箭头指向应与被测流体的流向一致。当无上述两种标记时，孔板的锐边或喷嘴的圆弧面应迎着被测流体的流向。（5）工艺管路吹扫时，应将节流件拆下，待试压前安装，与工艺管道一同试压。2）差压流量计（或差压变送器）安装差压流量计（或差压变送

22、器）与节流装置配套使用测量流量。安装要求如下：（1）差压流量计（或差压变送器）正负压室与测量管道的连接必须正确，引压管倾斜方向和坡度满足规范的要求，液体介质应向下倾斜，气体介质应向上倾斜，并且要有191100的坡度。（2）差压流量计（或差压变送器）安装位置应选择在节流装置附近安装，最远距离不大于15m。（3）为保证测量管道和仪表内介质应为单一物相，当被测介质为液体时，差压流量计（或差压变送器）的安装位置应低于节流装置；当被测介质为气体时，安装位置应高于节流装置；当被测流体为蒸汽时，安装位置应低于节流装置，测量管中只有冷凝液存在，避免造成气液混合相，影响测量。3）浮子流量计安装浮子流量计一般采用

23、法兰或卡套式连接，如图9-8所示。安装要求如下：（1）浮子流量计必须安装在垂直管线上，被测介质的流向应由下向上，上游直管段长度应大于5D。（2）浮子流量计安装时，不可对流量计施加压力或扭力，尤其是玻璃管浮子式流量计。当浮子带有活动导向杆时，在安装过程中不要碰损。（3）浮子流量计安装的垂直度要满足仪表说明书的要求。图9-8 浮子流量计安装图4）电磁流量计安装电磁流量计一般用于水流量测量，在油气田含油污水站、注水站、注入站的应用最为广泛。电磁流量计有一体式或分体式两种形式，一体式安装如图9-9所示。安装要求如下：（1）分体式电磁流量计安装时，传感器和转换器配套安装，不可随意更换，否则转换器必须重新

24、设定。（2）传感器安装位置优先选在垂直管道上，且垂直管道内液体必须是自下而上流动，传感器不可安装在工艺管路最高水平管段上。（3）在水平或倾斜的工艺管道上安装，传感器上游侧直管段不可小于5D，下游直管段不小于2D。（4）传感器与工艺管道之间采用法兰连接，紧固螺栓时不可拧得过紧，否则会损坏传感器法兰口聚四氟乙烯涂层。（5）传感器在水平或倾斜工艺管道上安装，其两支检测电极应处于水平位置，不允许处在工艺管道的正上方和正下方的位置。（6）传感器外壳、被测介质和工艺管道三者必须连成等电位，并接地，以消除外界干扰。并要求独立接地，接地电阻小于10。（7）信号转换器安装位置应靠近传感器安装，有利于减小外部电磁

25、干扰对信号传输线的影响和信号强度的损失。图9-9 电磁流量计安装图5）涡街流量计安装油气田地面工程的锅炉房、换热站等测量气体或蒸汽流量时，一般采用涡街流量计。涡街流量计与工艺管道的连接方式一般有插入式、夹持式和法兰式三种，法兰式连接的涡街流量计现场应用较多。安装要求如下：（1）传感器应安装在直管段较长的位置，当上游管道上有调节（控制）阀门时，传感器安装位置上游直管段长度应在20D以上，传感器的下游直管段长度通常在5D以上；当上游管道上有扩径管（或一个弯头）时，上游直管段长度应大于10D；当上游管道上有缩径管时，上游直管段长度应不小于5D。（2）传感器与转换器分开安装时，转换器安装的位置应尽可能

26、靠近传感器的位置，并便于维护的地方，两者距离一般不宜大于20m。（3）传感器与转换器之间用设备自带专用屏蔽电缆进行信号传输，应将转换器外壳接地与传感器接地同点接地，接地点宜在传感器侧。（4）管道吹扫时，应将传感器从管道上卸下来，采用临时管件进行连接，如法兰盖、法兰短接等。吹扫完成后，与工艺管道一起试压。6）超声波流量计安装超声波流量计一般用于油气田天然气计量站的湿气流量测量，分为一体式及分体式两种，一体式采用法兰连接，与其他法兰式连接的流量计安装要求基本相同，如图9-10所示。分体式超声波流量计由换能器和转换器两部分组成，下面主要介绍分体式的安装。 （1）分体式超声波流量计的非接触式换能器安装

27、一般采用夹装式安装，用专用夹具将换能器捆绑在工艺管道上。（2）换能器可安装在水平、倾斜管道上及流体流向自下而上的垂直管道上。工艺管道应有一定的直管段长度，一般换能器上游最短直管段长度为10D，下游直管段长度为5D；换能器应安装在水平管道的与水平中心线成45夹角的范内，不能安装在水平管道顶部、底部位置，且管道表面不得有凸凹现象。（3）在换能器表面与管壁之间应涂抹足够的藕合剂，接触面之间不可有空隙和固体颗粒。藕合剂可采用硅脂或硅胶。高温条件下可用硅脂（适用温度200）或其他专用高温藕合剂。藕合剂的作用在于改善声音传播效果。（4）换能器与转换器之间由专用传输电缆连接。转换器一般为盘装式，转换器与换能

28、器的距离一般为200m，不宜过近，也不可过远，电缆过短不利于反射噪声的衰减，电缆过长信号的衰减过多，都会影响仪表的正常工作。（5）当被测流体为液态时，换能器应安装在不可能滞留气泡的管段上，气泡的存在将给测量结果带来误差。图9-10 超声波流量计安装图7）质量流量计安装质量流量计在油气田地面工程中应用的不多，一般只用在天然气外输的首末站。安装要求如下：（1）质量流量计应安装在水平管道上，介质为气体时，箱体（“U”形流量管）管应处于工艺管道的上方；介质为液体时，箱体（“U”形流量管）管应处于工艺管道的下方。（2）安装时应按制造厂家配套出厂的传感器和转换器成套安装，不可互换。传感器应安装在无气、液混

29、相的地方。（3）质量流量计传感器若安装在泵出口管道上，传感器上游侧直管段长度应为传感器过程连接法兰体间距长度的4倍以上。工艺配管及法兰焊接，传感器上、下游侧管道法兰口轴线、法兰螺栓孔方位应对中，可偏心安装时，工艺管道对传感器不应有应力产生。（4）质量流量计传感器应安装在无振动的管道上，在水平管道上安装时，传感器上、下游侧的工艺管道要安装支架，减少应力。安装转换器时，要与传感器就近安装，不能超出专用电缆的长度许可范围。（5）传感器和转换器的接线参照产品使用说明书接线，接地必须可靠。 接线过程中，应将传感器、转换器的电缆引入孔密封好，以防雨水、湿气进入壳体内。8）椭圆齿轮流量计安装椭圆齿轮流量计一

30、般用于转油脱水站外输油管道上，用于流量计量。由于其体积及重量较大，一般都设有混凝土基础，采用地脚螺栓固定。椭圆齿轮流量计典型安装如图9-11所示。安装要求如下：（1）安装时，应在流量计的上游侧加设过滤器，滤去被测介质中的杂质。（2）椭圆齿轮流量计宜装在水平管道上，管道应设旁路，并在仪表的上、下游侧和旁路管道上设置切断阀，以便于不停产时对过滤器进行拆卸、更换或清洗。（3）仪表在垂直管道上安装时，管道内流体流向应自下而上。如果被测液体内含有气体时，应在仪表前加装气体分离器。图9-11 椭圆齿轮流量计典型安装示意图1-切断阀；2-过滤器；3-椭圆齿轮流量计5物位检测仪表安装油气田地面工程常用的检测物

31、位的仪表种类很多，有雷达液位计、浮筒式液位计、浮球式液位变送器、浮球式液位开关、电容式物位开关、超声波物位计，双法兰液位变送器等，安装要求也不尽相同。寒冷地区安装在室外的超声波液位计，仪表本身要求自带电伴热，并且要进行保温。1）浮力式液位计安装油气田最典型的浮力式液位计是光导电子液位计，一般用于油库大型储罐液位测量。安装方法如下：（1）用经纬仪确定其导向筒支架根部在储罐壁上的位置，确保支架在同一条直线上。（2）在储罐抗风圈上，按支架位置开400400mm的方孔。（3）安装导向筒，并将其顶部所有的导向轮安装好。（4）由导向筒顶端探入大型储罐的导向轮处下放铅锤，确定钢丝固定螺栓的位置，并焊接固定在

32、储罐浮船上。（5）在罐下导向筒底部连接好格雷码检测箱。（6）在浮船上固定好导向钢丝（浮船一定要在储罐底部），将钢丝用绳索吊至罐顶，并且穿过第一、二个导向轮后，加转换接头与格雷码带相连。（7）格雷码带穿过检测器后用转换接头与小钢带相连接。（8）将小钢带提升至罐顶，穿过第三个导向轮后与重锤相连。其它浮力式液位计的安装要求：（1）内浮子液位计安装，应在容器内设置导向装置，以防容器内液体涌动，造成浮子大范围漂动。（2）带有导向管的内浮子液位计，其导向管管壁宜钻有小孔。管子下端应离开罐底约200mm，用型钢支撑。导向管垂直安装。（3）浮球液位开关，在容器上焊接的法兰短管不可过长，否则会影响浮球的行程，应

33、保证浮球能在全行程范围内自由活动。浮球液位开关现场安装如图9-12所示。（4）外浮筒式液位计安装时，其法兰连接应平整，并且要加装磁性过滤器及切断阀。图9-12 浮球液位开关安装图2）差压式变送器安装 差压变送器一般用于油气田锅炉水位、轻烃储罐的液位及界位测量。差压变送器安装高度通常不应高于被测容器液位下接口标高。若选用双法兰差压变送器测量液位，变送器安装位置只受毛细管长度的限制。毛细管的弯曲半径应大于50mm，且应对毛细管采取保护措施。差压变送器应垂直安装，保持“+”、“-”压室标高一致，“+”压室与容器的下接口连接，“-”压室与容器的上接口连接。如图9-13、9-14所示。LTa）气相介质为

34、不易凝性介质 b）气相介质为易凝性介质图9-13 差压式液位计安装示意图 P气-气体介质压力 1-液体工艺介质密度 h0-差压变送器正压室距取压点高度h-测量的液位高度 H-差压变送器负压室距取压点高度2-隔离液密度 LT-差压变送器图9-14 差压液位计安装图3）电容式物位仪表安装油气田地面工程的联合站、转油站中的储罐界位测量大多采用电容式物位仪，在卧式容器上一般采用螺纹连接，在立式储罐上多为法兰连接。安装时，传感器保护罩壳体应接地，电缆入口应密封良好。4）超声波物计安装超声波物位计一般用于油气田含油污水站的水池、污油池的液位测量。安装方式主要以法兰连接为主，也有采用螺纹连接的，如图9-15

35、所示。安装时，在水池、污油池顶部选择一处合适位置，按照传感器法兰连接尺寸制作一个带法兰的立管，立管高度一般不能超过300mm，预埋或焊接于池顶部即可。传感器中轴线应垂直于被测物的表面。超声波物位检测仪表的检测元件不能承受高温，不宜在高温环境下使用，在低温环境下安装时，要做好保温。1 2图9-15 超声波物位计法兰安装示意图1-超声波物计 2-法兰5）雷达物位计安装雷达物位计一般用于油气田大型储罐的液位测量，如图9-16所示。雷达物位计安装于容器的顶部，采用法兰连接，罐体内安装有导波管，导波管全长上开有小孔，导波管下端留有200mm空隙。安装时，从容器安装口至容器底部垂直范围内不应有结构性障碍物

36、，并且电缆接线盒出入口应做好密封，仪表本体应接地良好。图9-16 雷达物位计安装图6分析仪表安装油气田地面工程常用的分析仪表有可燃气体报警器、火灾探测器、有毒气体分析仪。由于分析仪表的功能是用于检测可燃气体、有毒气体浓度及探测现场火灾等情况，直接涉及到运行场所和设备的安全，所以其安装位置非常重要。安装时，应严格按照设计图纸施工，严禁随意更改安装位置。1）可燃气体报警器安装可燃气体报警器一般安装在油气田转油站、计量站、天气处理厂等油气易燃易爆场所。根据设计及选型的不同，可燃气体报警器可直接安装在电缆管上或在墙壁、地面做支架进行安装。安装要求如下：（1）安装在易燃易爆场所报警器的检测器必须符合危险

37、区域的防爆等级。（2）检测器安装位置应选择在有泄漏可能或气体浓度相对较高处。（3）检测器安装标高应视被检测气体的相对密度而定，当可燃气体密度大于空气时，检测器应安装在较低处，反之，则安装于较高处。（4）风向是指区域的主导风向。风向对于露天场所安装是很重要的，检测器应安装在易泄漏点的下风向处。（5）为遮挡日照或雨水，检测器在露天安装时应有防护罩。在多尘或污浊的环境中，也应给检测器提供防尘罩。（6）室内安装，检测器安装位置应避开强制通风或采暖设施的主气流。2）火灾探测器安装油气田常用的火灾探测器有感温电缆和感烟感温探测器。感温电缆一般安装在电缆沟内及大型储罐上，感烟感温探测器一般安装在电气仪表控制

38、室中。（1）感温电缆在电缆沟内及大型储罐内敷设方法在电缆沟中的感温电缆敷设于电缆的上面，呈S型敷设。在大型储罐上安装感温电缆前，应用黄铜焊条弯制铜钩。在储罐二次密封前，将铜钩固定在挡雨板螺栓上，沿储罐固定一圈，铜钩间距不大于800mm。将感温电缆始终端箱固定在浮船上，将感温电缆挂到铜钩上，沿储罐敷设一圈。感温电缆两头分别进入始终端箱，并且在终端箱处连接4.7k电阻。（2）感温感烟探测器安装方法探测器应避开通风口，离通风口距离不小于1.5m，离多孔送风顶棚距离不应小于O.5m。探测器安装位置周围O.5m内不应有遮挡物。探测器离墙壁、梁边的水平距离不应小于O.5m。在宽度小于3m的通道顶棚上安装探

39、测器时，宜居中安装。感温探测器之间的安装间距不应超过10m，感烟探测器之间的安装间距不应超过15m。探测器距端墙距离，不应大于探测器监测范围的一半。探测器宜水平安装，当必须倾斜安装时，倾斜角不应大于45角。探测器底座应固定牢靠。导线连接应采用压接或焊接。焊接时，不得使用带腐蚀性的助焊剂。接线端子线绝缘层色标，其“+”线应为红色、“”线应为蓝色，其余线根据不同用途采用其他颜色。探测器的警示灯应安装在便于人员观察的位置。3）有毒气体分析仪安装有毒气体分析仪在油气田使用的不多，聚合物试验站的酸碱配置间一般安装有有毒气体分析仪。安装时，取样点的标高应根据有毒气体的密度来确定，其密度大于空气时，取样点应

40、安装在距地面200300mm的位置；其密度小于空气时，取样点应安装在泄漏地段的上方位置。当取样区域烟尘较大时应设置烟尘过滤器。7执行器安装油气田地面工程常用的执行器包括气动薄膜调节阀、电动阀、电磁阀等。执行器由工艺专业进行安装，安装方法与工艺阀门安装方法相同。工艺管道吹扫时，应将执行器拆除，采用临时短接替代。试压时，与工艺管道同时进行。执行器一般都安装有旁通管路，旁通管道距离阀顶的最小距离要满足操作要求，一般至少为300mm。1）气动薄膜调节阀安装气动调节阀在天然气处理工程中应用较多，如图9-17所示。安装前应对调节阀进行性能试验，性能应符合产品的技术要求。检查内容包括薄膜气室密封、全行程偏差

41、、始终点偏差、正反行程变差等。动作应灵活、无松动、无卡涩现象。对用于切断阀或重要场合，应根据用户要求应进行阀体强度试验、密封填料函检验或泄漏量检验。试验合格后进行安装。图9-17 气动薄膜调节阀安装图2）电动阀安装电动阀在油气田含油污水处理站、油库应用较多，如图9-18所示。安装要求如下：（1）安装时，电动阀与伺服放大器应配套使用，不可随意更换。（2）电动阀安装就位后，仪表专业对电动阀的机械传动、电气部件进行全面检查，检查内容包括清理执行机构内部污垢、杂质，电动机绝缘检查，检查接线有无松动、虚焊现象，检查手动操作机构上、下全行程内阀杆动作是否连续、均匀、灵活，有无空行程和卡涩现象。（3）电动阀

42、的驱动及控制部分称为电动执行器。电动执行器的接线较复杂，包括控制器、伺服放大器、电动操作器、伺服电动机、阀位发生器、限位开关、过力矩开关、电源等设备和部件之间的接线，接线之前应认真阅读电动调节阀的产品使用说明书，并核对设计施工图，核对无误后方可接线。（4）安装完成后，应根据说明书及设计要求对电动调节阀的正、反转控制，限位开关和过力矩开关及阀位反馈进行试验。电力驱动行程试验应反复做23次，确认动作正常后，将限位开关固定可靠。图9-18 电动阀安装图3）电磁阀安装电磁阀在自动控制系统中应用广泛，可直接作为执行器应用，也可作为气（液）动执行机构的辅助器件，将电信号转换成气（液）压信号，作用于气（液）

43、动执行机构，实现控制和联锁功能。油气田地面工程中，电磁阀单独应用的情况很少，一般只做为放空阀使用。与气动阀配套应用的情况很多，用来控制气动阀的气路或做为联锁阀使用。安装要求如下：（1）电磁阀安装前应做严密性检验。（2）电磁阀的安装形式应根据具体型号确定，如果电磁阀的复位是靠可动铁心、阀芯的重力来复位，则必须立式安装在水平管道上。靠弹簧复位的电磁阀不受安装方位限制。（3）电磁阀的阀体箭头方向应与介质流向保持一致，并应固定可靠，尤其是大口径、直接动作式电磁阀。（4）电磁阀绝缘应良好，外接地宜直接接入电气安全接地，也可通过金属保护管接地；内接地可通过电缆，在供电电源一侧与安全接地线可靠接地。（5）电

44、磁阀在使用之前应进行动作试验，动作应灵活、无卡涩，外壳无过热现象。8仪表盘、箱、柜和操作台安装1）仪表盘、柜、操作台安装（1）基础制作安装仪表盘柜基础采用槽钢制作，基础的制作安装一般由土建完成。槽钢底座的外形尺寸应与仪表盘尺寸一致，仪表盘型钢底座要求外形尺寸应与仪表盘相符。槽钢底座安装时，上表面应保持水平，水平度允许偏差为1mm/m，当槽钢底座的总长度超过5m时，全长允许偏差为5mm。（2）开箱及搬运就位开箱时要使用起钉器，禁用大锤砸，防止震动损伤设备。仪表盘一般采用吊车将柜体吊到安装室门口，用手动插车或滚杠运输至室内。运输顺序应按安装的先后顺序搬运，以便于安装。（2）盘柜安装质量要求单独的盘

45、、箱、柜和操作台的安装，应符合下列规定：应垂直、平整、牢固；垂直度允许偏差为1.5mm/m；水平度允许偏差为1mm/m。成排仪表盘（操作台）的安装，除应符合单独盘、箱、柜和操作台的安装规定外，还应符合下列规定：同一系列规格相邻两盘、柜、台的顶部高度允许偏差为2mm；当同一系列规格盘、柜、台间的连接处超过2处时，其顶部高度允许偏差为5mm；相邻两盘、柜、台接缝处，正面的平面度允许偏差1mm；当盘、柜、台间的连接超过5处时，正面的平面度允许偏差为5mm；相邻两盘、柜、台间接缝的间隙不大于2mm。2）仪表保温（护）箱安装（1）仪表保护（温）箱底座支架一般采用角钢制作，安装高度一般为O.8m，如图9-

46、19所示。（2）在多尘、潮湿、有腐蚀性气体或爆炸性危险区域内安装的保温（护）箱，其密封性和防爆性能应满足使用要求。（3）保温（护）箱严禁用气焊开孔或切割。（4）保温（护）箱内仪表配管布局要合理，三阀组及阀门的安装位置应便于操作维修。（5）仪表保温（护）箱安装时，箱体安装要保证垂直、平正、牢固。成排安装时应整齐美观。仪表保温（护）箱的安装位置，如果有振动影响，则需采取减振措施。图9-19 仪表保温箱安装图四、电缆敷设仪表电缆敷设方式有直接埋地敷设、电缆桥架内敷设和电缆沟内敷设三种。1施工准备（1）将电缆槽、沟内清扫干净。电缆槽内部应平整，光洁，无毛刺，无杂物。（2）电缆的导通试验和绝缘电阻测量合

47、格。（3）控制室机柜、现场接线箱及保护管己安装完毕。（4）按电缆敷设长度和电缆到货长度编制电缆敷设表。（5）仪表电缆敷设时，环境温度不应低于规定要求。2电缆敷设要求（1）电缆敷设前，应进行外观检查，核对其型号、规格是否符合设计文件规定，并用直流500V兆欧表测量绝缘电阻，100V以下的线路采用直流250V兆欧表测量绝缘电阻，其电阻值不应小于5M。（2）根据现场电缆分布情况和电缆敷设表，按先远后近，先集中后分散的原则安排敷设顺序。线路应按最短路径集中敷设，横平竖直，整齐美观，不宜交叉。（3）电缆不应敷设在易受机构损伤、有腐蚀性物质排放、潮湿及有强磁场和强静电场干扰的位置，当无法避免时，应采取防护

48、或屏蔽措施。（4）电缆不宜敷设在高温设备、管道的上方，也不宜敷设在具有腐蚀性液体的设备、管道的下方。电缆与绝热的设备、管道绝热层之间的距离应大于200mm，与其他设备、管道表面之间的距离应大于150mm。（5）电缆从室外进入室内时，应有防水和封堵措施。电缆进入室外的盘、柜、箱时，宜从底部进入，并应有防水密封措施。电缆的终端接线处以及经过建筑物的伸缩缝和沉降缝处，应留有余度。（6）电缆不应有中间头，无法避免时，应在接线箱或拉线盒内接线，接头宜采用压接；如采用焊接时，应用无腐蚀性的焊药。补偿导线应采用压接。（7）电缆敷设完毕，应进行校线和标号，并测量电缆的绝缘电阻，测量绝缘电阻应在仪表设备及部件接

49、线前进行，否则必须将已连接上的仪表设备及部件断开。在线路的终端处，应加标志牌。地下埋设的电缆，应有明显的标识。（8）采用电缆沟敷设电缆时，电缆应放在沟内的电缆支架上，必要时应做绑扎处理；与电力电缆同沟敷设时，应待电力电缆敷设完毕后，将仪表电缆敷设在电力电缆的最上层。多条分层安装时，电缆应按下列要求从上至下排列：仪表信号线路，安全联锁线路，仪表用交流和直流供电线路。（10）电缆直接埋地敷设，其上下应铺lOOmm厚的砂子，砂子上面盖一层砖或混凝土护板，覆盖宽度要超过电缆边缘两侧50mm。电缆要埋在冻土层以下，埋设深度要大于700mm。回填土应高于自然地平面lOOmm，待自然沉降后找平。（11）电缆

50、在电缆桥架内敷设时，应将不同型号、不同电压等级的电缆分类布置，交流仪表电源线路和安全联锁线路，应用金属隔板与仪表信号线路隔开。3电缆头制作电缆头的制作分为中间接头和终端头两种。仪表电缆一般情况下不允许中间接头。室内电缆终端头一般采用热缩套进行热缩。电缆头制作要求：（1）从开始剥切电缆皮到制作完毕，要连续一次完成，以免受潮。（2）剥切电缆不得伤及芯线绝缘。（3）铠装电缆应用钢线将电缆钢带和接地线固定。（4）屏蔽电缆的屏蔽层要露出保护层1520mm，用铜线捆扎两圈，焊接在屏蔽网上。4电缆接线（1）接线前应校线，线端应有标号；（2）剥绝缘层时不应损伤线芯；（3）电缆与端子的连接应均匀牢固、导电良好；

51、（4）多股线芯端头宜采用接线片，电线与接线片的连接应压接。5仪表保护管的安装（1）保护管不应有变形及裂缝，其内部应清洁、无毛刺，管口应光滑、无锐边。（2）钢管的内壁、外壁均应做防腐处理。当埋设于混凝土内时，钢管外壁不应涂漆。（3）加工制作保护管弯管时，应符合下列规定：保护管弯曲后的角度不应小于90；保护管的弯曲半径，不应小于所穿人电缆的最小允许弯曲半径；保护管弯曲处不应有凹陷、裂缝和明显的弯扁；单根保护管的直角弯不宜超过2个。（4）当保护管的直线长度超过30m或弯曲角度的总和超过270时，应在其中间加装拉线盒。（5）在可能有粉尘、液体、蒸汽、腐蚀性或潮湿气体进入管内的位置敷设的保护管，其两端管

52、口应密封。（6）保护管与现场仪表之间，应用金属挠性管连接，并应设有防水弯。与现场仪表箱、接线箱、接线盒等连接时应密封，并将管固定牢固。（7）埋设的保护管应选最短途径敷设，埋入墙或混凝土内时，离表面的净距离不应小于15mm。（8）保护管应排列整齐、固定牢固。用管卡或U型螺栓固定时，固定点间距应均匀。（9）埋设的保护管引出地面时，管口宜高出地面200mm；当从地下引入落地式仪表盘、柜、箱时，宜高出盘、柜、箱内地面50mm。五、仪表接地1接地的种类油气田地面工程中仪表接地大体可分为保护接地和工作接地、等电位接地三类。保护接地的作用是为了保护人身安全和设备的安全，需做保护接地的设备有：仪表盘（柜）、操

53、作台、仪表架、仪表箱、系统机柜、供电盘（箱）、用电仪表外壳、电缆桥架、穿线管、接线箱、铠装电缆的铠装、其他辅助设备，控制室的防静电活动地板。工作接地是为了仪表信号传输和抗干扰，工作接地包括信号回路接地、屏蔽接地和本质安全接地。信号回路接地主要是针对非隔离信号回路，隔离信号回路不需要接地，屏蔽电缆的屏蔽层进行接地用来降低电磁干扰。本质安全接地是对本安仪表或安全栅的接地，除了抑制干扰外，还是本质安全的措施，本质安全接地会因设备的要求而采取不同的方式。等电位接地是为了防止静电对某些有特殊要求的仪表的干扰，目前油田地面仪表工程中，需要做等电位接地的仪表为电磁流量计。2接地的安装油气田地面工程中的自动化

54、仪表工程的接地装置一般都由电气专业施工，仪表专业一般只负责接地引上线的施工。安装要求如下：（1）电缆桥架、电缆保护管的接地，设计未要求一点接地时，可多点接地；用接地线每隔30m与就近的接地体或已做接地的金属结构可靠连接。（2）现场仪表的工作地、同一回路或同一线路的屏蔽层只能在控制室侧单点接地。要求现场接地的仪表，控制室侧不能接地。（3）在非爆炸危险区域的金属盘、板上安装的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳，当与已接地的金属盘、板接触良好时，可不做保护接地。（4）仪表及控制系统应做工作接地，工作接地包括信号回路接地和屏蔽接地，以及特殊要求的本质安全电路接地，接地系统的连接方式和接地电阻

55、值应符合设计文件规定。（5）仪表电缆电线的屏蔽层，应在控制室仪表盘柜侧接地，同一回路的屏蔽层应具有可靠的电气连续性，不应浮空或重复接地。当有防干扰要求时，多芯电缆中的备用芯线应在一点接地，屏蔽电缆的备用芯线与电缆屏蔽层，应在同一侧接地。（6）仪表盘、柜、箱内各回路的各类接地，应分别由各自的接地支线引至接地汇流排或接地端子板，由接地汇流排或接地端子板引出接地干线，再与接地总干线和接地极相连。各接地支线、汇流排或端子板之间在非连接处应彼此绝缘。（7）接地系统的连线应使用铜芯绝缘电线或电缆，采用镀锌螺栓紧固，仪表盘、柜、箱内的接地汇流排应使用铜材，并有绝缘支架固定。接地总干线与接地体之间应采用焊接。

56、（8）本质安全电路本身除设计文件有特殊规定外，不应接地。当采用二极管安全栅时，其接地应与直流电源的公共端相连。（9）接地线的颜色应符合设计文件规定，并设置绿、黄色标志；防静电接地应符合设计文件规定，可与设备、管道和电气等的防静电工程同时进行。（10）供电电压不高于36V的仪表设备，当设计无要求时可不做保护接地。本质安全电路设计无要求时，不接地。六、仪表管道安装油气田地面工程常见的仪表管道主要包括测量管道、气动信号管道、气源管道三类。仪表测量管道一般使用进口的TUBE管路（SWEGLOCK/PARK管）、不锈钢管和无缝碳钢管；气动信号管道一般使用12及以下的紫铜管和不锈钢管；气源管道一般使用22114的不锈钢管及镀锌管。1一般要求（1）仪表工程中的金属管道施工，除应按本专业的规范G