仪表自控施工技术方案解析

（1）概述

    本工程仪表和自控系统的主要施工内容为各个压气站清管区、过滤分离区、压缩机区、空冷器区、仪表风系统、消防泵房、循环水泵房等区域过程检测仪表及控制阀的安装；综合楼、辅助用房、维修工房、压缩机房、变电所及工艺装置区的火灾探测、报警器安装；站场及压缩机可燃气体探测器安装；桥架安装，电缆敷设及接线，站控系统SCS及压缩机控制系统UCS安装。主要工作量见表3.5.1.16-1

表3.5.1.16-1 仪表自控工程主要工作量

仪表自控工程因其专业特点，在其工程施工过程中与土建、工艺、电气等专业联系密切，要做好有预见性的交叉配合施工。工程前期与土建专业结合，做好预埋及预留工作，待现场土建、工艺专业安装具备条件，动迁仪表自控安装人员赴现场开工。

安装施工工序的原则要遵循先土建后安装；先地下后地上；先安装设备再配管布线；先两端（控制室、现场仪表）后中间（保护管、导压管、电缆）的程序。

仪表调校需遵循先单校后联校；先离线测试后在线测试；先简单回路再复杂回路；先单点后网络的原则。

工程施工程序见图 3.5.1.16-1        

图 3.5.1.16-1 工程施工程序

（3）施工方案

①施工准备

a 熟悉图纸、现场、设备资料，做好图纸的专业会审工作；做好施工技术交底，使施工人员了解工艺原理、特殊施工要求和关键施工技术，保质、保量按时交工。

b 针对本工程的特点和技术要求编写仪表施工技术措施。

c 布置施工现场，主要包括：

 现场办公室，仪表校验间，设备和材料库房。

d 及时准确地做好施工计划、材料计划，做好成套设备的开箱检查，做好管材与管件、现场仪表及电缆的出库检查，并及时填写设备开箱检查记录，确认合格后才能进行安装；

e 对进厂的各种仪表材料要及时向监理公司报验，对不合格的材料严禁使用；

f 配合土建完成专业内各种基础的制作，各种孔洞的预留，配合工艺做好各种管嘴的定位和调节阀、流量计的安装工作。

仪表单校

a 温度仪表校验

双金属温度计进行示值校验，校验点不应少于两点。

数值温度显示仪的精度校验不得少于五点，其中四点应在测量范围之内。

b 压力仪表校验

利用液压压力表校验台和相应量程的标准压力表对压力表进行0、25%、50%、75%、100%正、反量程示值校验。

智能差压、压力变送器利用手操泵和FLUKE-743B过程校验仪进行校验，按量程的0、25%、50%、75%、100%进行上、下行程校验，并记录校验值。d 压力开关利用手操泵和过程校验仪进行校验，当压力达到设定值时，测量触电是否闭合，若不闭合，根据高报或低报调节设定值直到满足要求为止，记录触电闭合或断开时的压力值。

c流量仪表检验

对流量测量的节流装置进行外观和尺寸检查，并填写节流装置检查记录。

对其它流量计，在校验合格报告有效期内可不进行精度校验，但需通电检查各部件工作是否正常。对带智能表头的流量计的智能表头按智能差压变送器的校验方式进行校验，检测元件只进行外观、尺寸检查。

d液位仪表的校验

先根据介质的密度进行换算；然后对设备通电后，利用透明洁净的塑料管对液位变送器进行校验，合格后才能进行安装。

e调节阀、截断阀、电动阀的校验

带阀门定位器的按4、8、12、16、20mA给定值进行给定，符合允许偏差±1%的为合格，并核对阀体的阀位指示与给定值是否一致。

对机组进、出口的气动截断球阀在通上仪表风后，给定DC24V、0V信号，检查能否全开、全关，并检查反馈信号与阀位是否一致，阀门的动作时间要符合设计要求。

接通电源后，电动阀按照说明书和工艺需要进行设定，并给出开、关命令，检查动作情况和反馈信号，确定正确无误。

f可燃气体报警器、火焰探测器校验

可燃气体报警器利用配套的标准样气进行检查，对报警值和动作值要重点检查，误差不能超出设计要求；火焰探测器利用配套的校验仪器进行模拟校验。

仪表设备安装

a温度仪表安装

垂直安装时，插入深度为D/2；当D≥300mm时，插入深度在75-150mm以内；电缆保护管出地面后，根据现场实际情况采用U型螺栓、槽钢等进行支撑固定；整体型外保护套管安装完毕后与工艺管道一起试压；温度变送器安装完成后，多余的电气接口用密封堵头密封。

c 压力仪表安装

仪表显示面要朝向便于观察的方向；压力表、变送器的一次阀的排污口要加接“L”型排污管，管口朝下，以防止排污时里面的气体伤人；法兰式截止阀安装完毕后与工艺管道一同试压；

压力变送器的水平引压管应保持12：1的倾斜度，多余的电气接口采用金属堵头密封。

压力变送器的安装高度高于取压点，当压力变送器高度不得不低于取压点时，需在引压管的最低点处增设排液阀，其分支处应用与引压管材质相同的卡套式三通接头连接，变送器的安装需保证压力引入口在其水平方向或下方。

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及辅助容器的安装均应符合设计要求。

d流量仪表安装

节流元件的直管段长度符合设计或规范要求，且直管段内表面光洁、无凹坑；

孔板节流元件安装需符合以下要求：法兰面与管道轴线垂直，垂直度允许偏差为1°；

法兰与工艺管道同轴，同轴度允许偏差不得超过下式规定：

t≤0.015D（1/β-1）

t——同轴度允许偏差；

D——工艺管道内径；

β——工作状态下节流件的内径与管道内径比。

e 液位仪表安装

液位变送器安装时，其垂直度允许偏差为2/1000；浮子在浮筒内动作灵活；物位开关应安装固定牢固，浮子、转动机构活动自如。

f可燃气体报警器、火焰探测器安装

天然气的密度小于空气，可燃气体报警器安装在检测设备的上方，火焰探测器安装后，调整探头的位置，使探头能够监测到最大的范围。点型探测器在无吊顶的天花板上安装时，讲究工整美观，钢板长度根据现场情况制作。线型感温探测器沿着被保护电缆上面以接触的方式敷设。

火灾探测器的安装离围墙不小于0.5米,且不能有遮挡物；感温探测器的安装距离不大于10米，感烟探测器的安装距离不大于15米；探测器的确认灯面向人员的主要入口方向。

火灾报警按钮固定安装在墙面上，距地面1.5米；报警灯、报警音响设备安装在距地面2.0左右的墙面上；报警控制器安装在距地面1.5以上。

g控制阀安装

调节阀出库应核对制造厂质量证明书。按设计调节阀数据表核对铭牌内容以及填料、规格、尺寸、材质等，检查各部件。调节阀由工艺专业安装，仪表专业负责检查、接线、接管和调试。

调节阀的定位器安装在调节阀便于观察和维护的一侧，定位器的反馈连接杆与调节阀阀杆接触紧密牢固。

控制阀的安装位置应便于观察、操作和维护。执行机构应固定牢固，操作手轮应处于便于操作的位置。执行机构的机械传动，在全长范围内应灵活、平稳、可靠。气动及液动执行机构的信号管应有足够的伸缩余度，不得妨碍执行机构的动作，液动执行机构的安装位应低于控制器。

气动及液动执行机构的信号管需有足够的伸缩余量，不妨碍执行机构动作。

调节阀的安装方向与工艺管道的介质流向一致。

热电偶、流量计、调节阀等在管道吹扫前须将其拆下，待吹扫完成后再重新安装。

仪表盘柜安装 

a 保管与搬运

盘柜应存放在室内或放在干燥的能避雨雪、风沙的场所，对有特殊保管要求的电气元件应按规定妥善保管；盘柜搬运和安装时应采取防震、防潮、防止柜架变形和漆面受损等措施必要时将易损元件拆下，当产品有特殊要求时尚应符合产品要求。

b 开箱检验

仪表盘、机柜、操作台是精密电子设备，开箱检验、运输、安装均应按照施工规范、设计要求和产品说明书的规定进行。设备开箱之前，检查外包装是否完整，开箱后检查包装是否破损，有无积水，防潮、防水措施是否齐全，是否有防倾斜、防振动标志。设备开箱应使用合适的工具按层次顺序依次打开，严禁猛烈敲打，以免损坏盘柜上或盘柜内的元件。盘柜表面的防腐层也应完好无损。

开箱检验按照装箱单逐一清点，所有的硬件、备件、随机工具的数量、型号、规格均应与装箱单一致，设备外观经检查良好，软件媒体的外包装完好无损。资料齐全，包括使用手册、系统操作手册、安装手册、软件组态手册、硬件配置图、布置图、I/O地址分配表及程序清单等。

c盘柜安装

仪表盘柜安装应由远及近，在控制室内搬运时不得损坏地板。盘柜进户及安装的顺序，按由内向外的顺序进行，即离入口远的设备先进入，离入口近的设备后进入。仪表盘全部移到安装位置后，集中进行找正固定。机柜安装应垂直、平整、牢固，盘与盘之间均采用螺栓连接。所有紧固材料均应为防锈材料，如镀锌、镀镍等。

安装时注意：避免在阴雨天运输，环境温度在4℃以上；盘柜在集中安装固定之前不能拆掉外面的保护罩；在搬运、 安装过程中，盘柜应避免剧烈的震动，应防止变形和破坏表面油漆。

盘柜安装完毕后，要进行随机电缆（系统电缆）敷设和盘柜校接线及接地工作。网络通讯电缆等的连接应符合制造厂和系统设计技术条件的要求，接地电阻应符合设计要求。待电缆线路完成后，进出线的墙洞用防爆胶泥或水泥封堵。

盘柜配线应在配线槽内进行，配线的两端的标号应正确、清晰且不易褪色。导线在端子板或设备元件上连接时，应整齐统一，并留有适当的余度。

仪表盘柜基础在二次抹面前安装完毕，基础尺寸与盘柜尺寸一致，安装平直、牢固，其偏差尺寸符合规范要求。

仪表管路敷设

a仪表引压管安装

导压管路和加工配件、部件材质、规格、型号品种较多，应分类妥善保管，造册发放，不允许混合堆放。对特殊材质的管子、管件、加工配件入库后要及时进行标识。

导压管的弯制采用冷弯，用专用煨管器煨弯，要一次弯成。管子弯制成型后，应无裂纹和凹陷。管子切断要用专用割管刀，切断后的管口应光滑无毛刺。敷设前检查不锈钢管无明显的变形和损伤。

管路敷设须整齐、美观，尽量减少弯曲和交叉；在满足测量要求的前提下，尽量缩短管路，一般不大于15m。导压管从取压点上部引出，管子应有1：10至1：100的坡度。

导压管敷设完毕后，切断与仪表的连接，将管线吹扫干净。管路固定时要用绝缘材料将支架与管路隔离，水平敷设时1-1.5米1个,垂直敷设时1.5-2米1个。导压管路应与工艺管路和工艺设备同时试压。

b气动管线敷设

管线及配件敷设前需进行清洗，不能有油、水、铁锈等误物；采用手动或电动煨弯，管线的弯曲半径不小于管子外径的3倍，弯曲后，管壁上无裂纹；

施工完成后用干净的净化风进行吹扫和压力试验，并做好记录；气源管安装完毕后应用合格的仪表风进行吹扫，吹扫按先吹总管，再吹干管，最后吹支管及接至各仪表的管道，直至合格为止。

吹扫检验时用涂白漆的木制靶板检验，1分钟内板上无铁锈、尘土、水分及其它杂物时，为吹扫合格。管路敷设完后，按不同压力等级进行试压，气压为设计压力的1.15倍。气源采用净化空气或者惰性气体。

电缆线路敷设

a电缆桥架安装

桥架敷设安装前应检查是否符合设计及规范的要求。桥架敷设应按设计图纸的走向和位置，根据现场实际情况绕开工艺设备、管线，并充分利用工艺管架和土建构筑物进行施工。

电缆桥架的安装，应横平竖直、排列整齐。桥架采用专用半圆头螺栓与连接片连接，螺母应在桥架的外侧。桥架内引出的电缆应采用机械方法开孔。电缆桥架及盖板的连接处应对合严密，桥架的端口宜封闭。

桥架安装时先将弯头、三通、变径定位，后直段安装；

直线长度超过50米时，采用在支架上焊接滑动导向板固定，并使桥架在导向板内能够滑动自如，桥架接口处留有适当的膨胀间隙。

电缆桥架的切割必须采用型材切割机或往复锯、手锯，施工中不得用电焊或气焊对桥架进行切割或焊接，以免破坏保护层。桥架在成品支托臂上敷设，用螺栓固定。

电缆桥架应具有电气连续性，连接处采用导线进行跨接。电缆桥架采用专用接地线接地，并引至控制室与电气保护接地干线相连接。

b保护管敷设

保护管采用冷煨法，弯曲角度不小于90º，单根管直角弯不超过2个。保护管明敷设时，保护管与连接件之间，采用丝扣连接，管端螺纹有效长度不小于管接头的1/2，并保持电气连续性；埋地敷设时，采用套管焊接，管子的对口处处于套管的中心位置，焊接牢固，焊口严密，并做防腐处理。

保护管与仪表间采用挠性管连接，低于进线口250m，进线口加密封接头，塞密封胶泥。保护管应排列整齐、横平竖直、支架间距离不大于1.5m，在拐弯处300mm处须加支架，用“U”型卡固定。

电缆保护管与桥架之间采用硬性连接，在桥架上用液压开孔器开孔，用备帽固定牢靠。现场分线箱安装高度宜为0.8米，在不妨碍操作、维修、通行的情况下，到检测点的距离尽可能短，箱体上需标明位号。

电缆自桥架引出后，采用镀锌钢管保护，钢管采用螺纹连接。镀锌钢管加工采用套丝机和切割机切断和套丝，弯管机弯管，不得用电气焊切割和焊接。保护管制作后，外表应无裂纹，内壁光滑无毛刺，弯扁度不大于管外径的10%，无凹陷和裂缝。弯曲半径根据电缆截面型号选择，不应小于所穿电缆的最小弯曲半径。管口应光滑无毛刺，管件连接丝扣长4～5扣为宜。

保护管与仪表设备和接线箱之间连接采用金属挠性管或密封接头进行密封，并设有防水弯，配管要整齐美观，管口应安装护口以保护电缆。保护管应接地，并应具有电气连续性。  

c电缆敷设

电缆敷设前进行以下检查：进行绝缘和导通检查，用直流500V兆欧表测量绝缘电阻，电阻值不小于20MΩ，检查合格后才能进行敷设；电缆桥架内清理干净，内部平整、光洁、无杂物，电缆沟内铺砂合格；核对现场电缆长度与电缆分配表，确认无误后才能进行施工；

电缆敷设时按先远后近，先集中后分散的原则，合理安排敷设顺序；

桥架、电缆沟的电缆要摆放整齐，并留适当的余量，电缆敷设完成经监理工程师检查合格后盖上盖板；

同一电缆盘的电缆在敷设时，应按由长到短的顺序敷设，以避免电缆中间接头。电缆敷设应安排在盘柜就位和现场仪表设备确切位置确定后进行，避免无目的的敷设。敷设后的每根电缆的两端都应预留足够的长度（现场仪表及接线箱端应留有1.5m的长度，控制室端留有盘高加盘宽的长度），但要作到心中有数，不可随意增加。

电缆敷设时应防止电缆绞拧、与地面摩擦或尖锐棱边上拖拉，以免损伤电缆；电缆应按最短路径集中敷设，横平竖直，整齐美观，尺量避免交叉。

仪表的传输信号是弱信号，沿电缆桥架敷设时，要远离电气供电电缆，避免干扰。仪表电源线要与信号线分开敷设。不同信号、不同电压等级的电缆应分类布置，同一桥架内的交流电源电缆与仪表信号电缆之间应使用金属隔板隔开。不同回路、不同电压等级和交流与直流电缆，不得穿入同一管子内。不允许在管内有接头和扭结，并有适当的裕度。电缆穿入钢管后，要将管口密封处理。    

仪表电缆与电力电缆交叉时，交叉外宜成直角。平行敷设时，相互间的净距应符合《35KV及以下电缆敷设》（94D-101-5）要求加以处理。

电缆敷设完毕后还要检查导通情况，测量绝缘电阻，并符合规范要求，每根电缆的两端需挂指定的电缆标示牌并及时做好隐蔽工程检查记录和电缆敷设记录；

电缆敷设结束后，铺砂盖砖后回填。

d电缆终端接头制作安装

电缆终端头制作应缩短绝缘暴露时间，并在气候条件良好的情况下进行。如电缆敷设后无法立即接线，暴露现场的电缆头应做好防水包扎处理，以免影响绝缘性能。

控制电缆和电力电缆均按低压、干式电缆头标准制作。屏蔽电缆终端制作在抽出屏蔽接地线时，不应损坏绝缘。剥削电缆时，不得伤害电缆芯线和保留的绝缘层。

电缆终端头必须固定牢靠，接线应加以确认，在控制室内，同一块盘中所有电缆头应牢固地固定在同一高度上，并加装标志牌。端子板接线位置应留有适当余量，长短一致，排列整齐，端子号清晰易见，接线头用铜接线端子压制牢固。

控制电缆的备用芯线按可能使用的最大长度预留，并接在端子板的备用端子上。

e接线

按实际需要留有一定余量后做好电缆头，电缆头要牢固、美观，端子排内电缆要整齐；

用兆欧表对电缆芯与芯、芯与分屏、分屏与总屏、钢铠间进行绝缘及导通检查，并做好电缆绝缘电阻测试记录；

电缆所有芯线穿上相对规格的线号头，多芯线采用合适的压接端子压接；

单屏按图纸的要求接在对应的端子上，总屏接在工作接地上；

接线时，各回路的正负线芯颜色要一致，备用线芯按要求接到备用端子上，结束后在电缆头下方挂上电缆牌；

补偿导线进行终端或中间接头时，严禁接错极性。

f接地

保护接地通过接地干线接到低压电气设备接地网上，接地电阻小于1欧姆，接地牢固，不能串联接地；

工作接地通过接地干线接到单独的接地极上，形成的接地系统，其接地电阻小于4欧姆；

防雷接地的接地电阻小于4欧姆；

当采用综合接地时，接地电阻小于1欧姆；

电缆的屏蔽层作屏蔽接地，屏蔽接地可与工作接地共用接地干线和接地极，电缆屏蔽作单端接地，现场端屏蔽层不得裸露，同一电缆的屏蔽层需具备可靠的电气连续性。如下图：

h防爆

所有安装在爆炸和火灾危险场所的仪表、电气设备和材料都需有明显的防爆标志和技术证明，外部无损伤和裂纹。

不同防爆等级的电缆沟要用防火堵料隔离。

现场电缆防爆接线盒(箱) 、保护管穿线盒要进行密封，保护管与接线盒、分线箱、穿线盒之间采用圆柱管螺纹连接，有效啮合部分在5螺距以上，螺纹上涂导电性防锈脂，以保持良好的电气连续性。

火灾自动报警系统设备调试

调试前应核对设备的规格、型号、数量、备品备件等。

火灾自动报警系统调试，应先分别对探测器、区域报警控制器、集中报警控制器、火灾警报装置和消防控制设备等逐个进行单机通电检查，正常后方可进行系统调试。

在现场模拟烟雾、高温条件、可燃气体泄露等情况对探测器进行逐个检查，检查各报警设备是否能够正常工作，重点是对报警控制器等功能进行检查，主要包括：

火灾报警自检功能；

消音、复位功能；

故障报警功能；

火灾优先功能；

报警记忆功能等。

控制系统调试

a离线测试

测试电缆绝缘电阻大于5MΩ，核对所有电源线、信号线、通讯总线等连接，检查标识是否清楚，接线端子压紧无松动。

柜内卡件其接口的型号、位置正确无误，各卡件的预设定按钮位置正确；各电源单元及卡件上的电源开关均处于“OFF”位置，保险丝的规格符合设计要求。

通道测试：经上述测试后，进行100%通道测试，即从I/O输入端加信号，在操作站CRT上观察指示值，从操作站输出信号，在I/O输出端测量值。其偏差符合精度要求。根据回路图，将输入、输出信号按模拟量、数字量等分类型分组测试。调试过程中，注意回路的分支、指示、记录、报警等同时试验。每完成一个回路（或其一部分）调试后，用色笔在回路图上作出标记，并及时填写调试记录。

b ESD调试

紧急停车试验根据ESD因果图检查紧急停车手动开关、报警系统是否正确实现逻辑运算控制，以ESD逻辑试验为主，常规的控制回路同时进行。将需要的逻辑控制站的输入端连接至ON-OFF开关，输出端连接信号指示灯；设置所有手动开关使全部逻辑条件为正常，检查所有监视指示信号灯熄灭；将一个逻辑条件改为非正常，确认监视信号灯发生变化，在报警总貌画面上确认报警信息状态；确认报警打印输出及报警盘上信号灯和音响；逻辑条件变为正常后，手动复位，确认监视信号灯是否恢复正常；每一个ESD逻辑条件试验都重复上述步骤。

c在线测试(联校)

联校需具备的条件：所有与系统控制有关的外部常规仪表、零部件必须经过调试、检查合格；所有连接电缆的接线必须正确无误并无短路和接地现象；接地系统必须完整、合格；电气专业已调试合格，与电气专业已具备接受和输出信号的条件；各种工艺参数的整定值均已确定。

联校的方法与步骤

压力、差压变送器测试

图3.5.1.16-2 压力、差压变送器

先利用HART 275设置好变送器的零点和量程，零点误差不得超过基本误差的1/2，以缓慢的速度调整压力信号源，依次给出变送器测量范围的0、25%、50%、75%、100%、75%、50%、25%、0，观察操作站CRT显示对应各点的输出值，计算各点的系统误差。系统误差的最大值应在允许范围之内。

调节阀的测试

图3.5.1.16-3 调节阀测试

由操作站输出模拟信号，依次给出4mA、8mA、16mA、20mA、16mA、12mA、8mA、4mA，检查调节阀动作情况。

切断阀测试

图3.5.1.16-4 切断阀测试

系统数字输出信号使继电器触点闭合，电磁阀受电，气路畅通，开关球阀动作，观察操作站CRT显示，阀位指示是否正确。

在控制室模拟报警信号输入，核对现场相关回路的截断阀动作是否正确，并填写调试记录。

联校时的注意事项

调试时一次完成每个回路及联锁分支的覆盖，避免遗漏和人力、物力的浪费，确保调试进度和质量。

联校时，各回路逐点开通，调试合格后现场挂牌，避免现场短路而烧坏保险或损坏设备。

更换组件或卡件时，要严格按厂商说明书操作程序进行。