油气管道仪表及自动化系统运行技术规范

作者:数字石油
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发布时间:2014-07-03 09:58:49
来源:数字石油

 SY/T60692005

(代替SY/T600691994SY/63241997

1、适用范围:本标准规定了油气管道仪表及控制系统、监控与数据采集系统和运行管理三个方面的技术及管理要求。本标准适用于油气管道行业的仪表及自动化系统。

2、仪表及控制系统

1)取源部件:加装和更换取源部件应符合设计文件要求外,还应符合GB50093SY/T0090的有关规定。

1)温度取源部件

a 在管道安装温度保护套管时,其端部应处于被测管道的轴线处。

b 同一测量部位安装多个温度保护套管时,其直径、插人深度和力一向应一致。

c 当玻璃液体温度计、双金属温度计、热电阻或热电偶安装在直径小于50mm的管道时,应加装扩大管。

d 保护套管内应充有导热物质,导热物质在套管内的物位应以刚浸没温度传感元件的高度为准。

2)压力取源部件

a 取压短节应选单端外螺纹厚壁无缝短管,短管的无螺纹端与管道焊接,螺纹端与内螺纹截止阀相连。

b 宜采用喂管或焊接方式安装测量管道,减少螺纹连接部件。

c 测量管道终端安装位置的确定应有利于仪表的读数和维护。

d 压力类仪表的连接宜采用M20x1.5 活节件。若活节件处温度不超过180,密封垫片宜采用聚四氟乙烯垫片。

e 对于易冷凝的被测介质,测量管道应加装隔离器和伴热设施;对于压力波动大的场合,测量管道应加装缓冲器;对于测点振动大的场合,测量管道应加装固定装置。

f 油气管道的压力测量管道不应有凝油、冰堵和渗漏情况。

3)其他参数取源部件

a 流量测量管道上过滤器的过滤目数应与流量计相配套,对于杂质含量较高的介质宜选用容积较大的过滤器。

2)测量仪表:测量仪表应符合SY/T 0090的有关规定,同时应性能可靠和规格统一。非贸易结算重要参数变送器的准确度等级不低于0.25级,开关量测量仪表准确度等级不低于0.5级,非主要参数测量仪表的准确度等级可根据实际情况适当降低。

常用测量仪表的检定周期和检定规程

计量检定规程测量仪表名称

规程编号

计量检定规程适用范围或有关检定周期适用范围的说明

最长检

定周期

弹簧管式精密压力表

JJG 49

弹簧管式精密压力表和真空表

1

弹簧管式一般压力表

JJG 52

弹簧管式一般压力表、压力表真空表和真空表

半年

自动平衡式显示仪表

JJG 74

自动电位差计、自动平衡电桥和机械式记录仪

半年

工作用玻璃液体温度计

JJG 130

(工业和实验)普通温度计和精密温度计

1

速度式流量计

JJG 198

0.1 , 0.2 , 0.5 级流量计和分流旋翼式流量计

1

低于0.5 级涡轮、涡街、旋进旋涡和电磁流量计

2

低于0.5 级超声波和激光多普勒流量计

3

双金属温)变计

JJG 226

 

1

工业铂、铜热电阻

JJG 229

优于0.5 级的

1

工作用廉金属热电偶

JJG 351

K , N , E J 型热电偶

半年

氧化锆氧分析器(试行)

JJG 535

结合氧化锆探头性能,各单位自定检定周期

未规定

压力控制器

JJG 544

压力控制器(开关)和真空控制器(开关)

1

数字温度指示调节仪

JJG 617

也适用于直流模拟电信号输人的数字指示调节仪

1

差压式流量计

JJG 640

用几何检验法和系数法检定节流装置或传感器

2

用几何检验法检定测量单相清洁流体的标准喷嘴

4

差压式流量计中的差压计或差压变送器

1

液体容积式流量计

JJG 667

用于贸易结算的腰轮、齿轮、刮板等流量计

半年

使用条件恶劣且优于0.5 级的流量计

半年

其他流量计

1

工作测振仪

JJG 676

——

1

可燃气体检测报警器

JJG 693

——

1

电动温度变送器

JJG 829

也适用于直流模拟电信号输人的其他电动变送器

1

压力变送器

JJG 882

正、负压力,差压和绝对压力变送器

1

液位计

JJG 971

浮力式、压力式、电容式、反射式和射线式液位计

1

1)温度测量仪表

a 运行中玻璃液体温度计的感温液柱不应有中断、倒流或毛细管管壁挂色现象。

b 运行中双金属温度计分度盘上的分度线、数字和计量单位清晰完整,表玻璃应无色透明,各部件无锈蚀、无松动,其尾长应与保护套管内孔长相当。

c 油气管道介质的温度测量应采用Pt100A 级铠装铂热电阻传感器。热电阻传感器的尾长应与保护套管内孔长相当。

d 对于准确度要求较高的场合,宜选用T K , N , EJ型铠装热电偶。一体化温度变送器应配用绝缘型热电偶。

2)压力测量仪表

a 检定弹簧管式一般压力表时,应做测量上限的3min 耐压试验。

b 管道进出站压力测量的现场仪表,宜采用弹簧管式精密压力表。

c 运行中压力表的表的盘分度应清晰完整,各部件完整无锈蚀、无松动、无指针过幅摆动且无渗漏,并具有在有效期内的铅封。

d 用于油气管道压力保护的压力开关,其设定点重复性相对误差的绝对值不应大于量程的0.5 % ,切换差应不大于量程的10 %。

3)流量测量仪表

4)液位测量仪表

5)其他参数测量仪表

a 振动传感器或变送器的安装基面应与被测物体紧固连接,其绝缘垫片应齐全完好。

b 应定期对氧化锆传感器进行清灰并检查安装处有无漏空气的情况。应尽量避免停电操作,减少对氧化高锆传感器产生的热冲击次数。

6)盘装显示仪表

3)控制仪表:控制仪表宜采用性能价格比高的智能化仪表,其准确度应不低于配套的测量仪表。选用控制仪表时,其输人/输出的点数宜留出一定的余量。在同一条油气管道上的控制仪表品种不宜过多。

4)执行器:加装或更换执行器时,必须符合设计文件的要求;设计文件未明确时应符合SY/T0090的要求。应根据工艺要求和被控参数合理选用调节型阀门的流量特性,油气管道一般宜采用等百分比或线性流量特性的调节型阀门。对于有开关状态控制要求的阀门宜采用数字信号执行机构,对于有开度连续调节要求的阀门应采用模拟信号执行机构。应根据油气管道流动介质的最大压差和阀体特点正确选择阀门执行机构的推力(力矩),执行机构的推力(力矩)应大于阀门推力(力矩)的1.2倍。

1)电磁阀

a 电磁阀管线的上游侧应装有规格合适的过滤器。

b 每年应对电磁阀的绝缘、密封和阀芯状况进行一次检查维护。

c 数字信号电动执行机构

2)数字信号电动执行机构:直接用于油气管线上的电动阀宜配智能型数字信号电动执行机构。

a应具备以下配置:F级绝缘电机、无触点阀位传感器、浸油式减速齿轮油箱、智能电子控制模块、两对以上控制接点、三对以上状态反馈接点。

b 所具备的功能有:轴位(开关位置)现场与远方(远传)显示、现场与远方操作、阀门卡塞保护(过载保护)、电机过热过流保护、允许最高工作频率位1200/h、阀位状态信号切换差小于2%、温度防爆等级噪声等指标符合适用需求。

c 电动阀首次投用正常后,应在阀杆处留下开到位和关到位永久性标记。对于智能型电动阀,应通过执行机构的数字显示器记下所有设定值信息。

d 用于管道流体快速截断阀的数字信号电动执行机构应采用不间断电源(UPS )供电。

e 每年进行一次维护检查,项目包括密封、润滑、内部件外观和行程开关状态等。同时检查其他信息及油箱液位状态。

3)模拟信号电动执行机构:直接用于油气管道上的电动调节阀应选配智能型模拟信号电动执行机构。

a 应具备以下配置:F级绝缘电机、无触点阀位传感器、浸油式减速齿轮油箱、智能电子控制模块、一对420mA控制信号接点、一对420mA阀位信号接点,带负载能力大于350欧姆、一对以上状态反馈接点。

b 所具备的功能有:轴位(开关位置)现场与远方(远传)显示、现场与远方操作、阀门卡塞保护(过载保护)、电机过热过流保护、电开电关作用方式可选、断信号阀全开、全关或锁定原位三状态可选、允许最高工作频率位1200/h、阀位控制信号和反馈信号引用误差的绝对值小于2%、阀位控制信号和反馈信号回差小于2%、温度防爆等级噪声等指标符合适用需求。

c 电动调节阀首次投用正常后,应在阀杆处留下开到位和关到位永久性标记。对于智能型电动调节阀,应通过执行机构的数字显示器记下所有设定值信息。

e 每年进行一次维护检查,项目包括阀位控制和反馈信号的校准,以及密封、润滑、内部件外观和行程开关状态等。同时检查其他信息及油箱液位状态。

4)电液执行机构

a 结构选择应考虑全行程时间和推力两个因素。当全行程时间为8s且推力不大于15kN 时,可选择(液压站与执行机构)一体化的电液执行机构。当全行程时间为8s且推力大于20kN 时,宜选择(液压站与执行机构)分体的电液执行机构。

b 每半年应对气动执行机构进行一次维护检查,项目有阀位控制和反馈信号的校准,以及更换供气管线过滤器中的干燥剂和进行气动执行机构及气动管线的渗漏处理。

5)模拟信号启动执行机构

a 调节阀气动执行结构气源应经过过滤和干燥,气源压力应符合使用要求。

b 配置和功能指标有:高性能电/气转换器、一对420mA控制信号接点、一对420mA阀位信号接点,带负载能力大于350欧姆、一对以上状态反馈接点、现场与远传显示、现场与远传操作、故障(断控制信号与气源压力低)状态阀位锁定原位报警、作用方式为气关型、全程响应时间应在610s之间、阀位控制信号和反馈信号引用误差的绝对值小于2%、阀位控制信号和反馈信号回差小于2%、温度防爆等级噪声等指标符合适用需求。

c 每周应对储气罐中的积水和供气管线过滤器中的污物进行一次排放。

d 每半年应对气动执行机构进行一次维护检查,项目包括阀位控制与反馈信号校准,以及更换供气管线过滤器中的干燥剂和进行气动执行机构及气动管线的渗漏处理。

5)仪表控制系统

1)运行中的控制系统应置于自动状态。在自动状态下,系统的各被控量的测量值与设定值接近且调节阀运行平稳。

2)位式温度控制系统

a 温度控制系统宜采用探头直径小(6mm )的热电阻传感器和直径小(16mm )的温度计保护套管,传感器应安装在能正确和及时反映温度变化的位置。

b 温度控制系统宜采用数字温度指示调节仪,调节仪温度给定值的设定应满足工艺最低温度要求,切换差的设定宜在48范围内,并且工作频率宜少于120次/h

c 温度控制系统中的继电器和交流接触器触点的容量应高于负载容量的1倍以上。

d 加热炉燃料油管道电加热器的温度控制系统中应设置温度超高保护回路。

e 温度控制系统超调量应小于温度给定值的5 %。

f 每年应对温度控制系统进行一次维护检查,其中包括有继电器和交流接触器触点维护检查、数字温度指示调节仪校准和回路接线检查等。

3)一体化然烧器定值燃烧控制系统

a 一体化燃烧器定值燃烧控制系统的一键自动启炉和联锁保护功能应齐全可靠。系统的出炉介质温度控制回路的静态偏差应小于1%。

b 对应420mA 的控制信号,燃料阀阀位和助燃风阀阀位的开度变化范围应能满足加热炉负荷变化的需要。

c 应调整好阀门定位器每个顶丝的长度,确保在动态控制过程中不冒黑烟和不熄火,在静态控制过程中烟气含氧量在工艺要求范围内。

d 系统应配置烟气含氧量测量仪表。应随季节温度的变化及时调整阀门定位器,防止烟气含氧量超标。

e 每年应对燃烧控制系统进行一次维护检查,其中包括有控制仪表的校验,联锁保护功能试验,调节阀行程调整,风油配比调整,相关减压阀、过滤器和电气元件维护检查。

(4)分体燃烧器串级优化燃烧控制系统

a 分体燃烧器串级优化燃烧控制系统除具有出炉介质温度控制功能外,还应具有烟气含氧量自动控制、烟气含氧量给定值自动设置和助燃风流量自动跟随燃料油流量变化等主要优化燃烧功能。

5)天然气分输压力/流量控制系统

a 在天然气分输压力/流量控制系统中流量和压力两个参数的控制共用一个工作调压阀,系统应遵循压力控制优先的原则。当分输压力没有达到设定值压力时,系统执行流量控制;当分输压力达到设定值压力时,系统执行压力控制。

b 系统中的安全切断阀、后备调压阀和工作调压阀按天然气的流动方向顺序安装,其设定值应依次递减,且递减差的差值应大于每台阀门设定值的允许误差。安全切断阀、后备调压阀和自力式工作调压阀设定值调好后应予锁定。

c 安全切断阀的动作响应时间应不大于1s,压力设定相对误差的绝对值应不大于2.5%,重复性相对误差的绝对值应不大于1%。自力式调压阀控制相对误差的绝对值应不大于2.5%。

d 安全切断阀和后备调压阀应选用自力式阀,工作调压阀可选用自力式阀,也可选用电动调节阀。当需要远方监控天然气压力/流量时,工作调压阀宜选用电动调节阀。

e 控制系统中的所有电气设备均应接地,并汇接于一处与现场接地网实现可靠的连接。

f 系统中有关测量管道应具有技术状态良好的保温伴热设施。

g 每年宜对有电动调节阀的天然气分输压力/流量控制系统进行一次动态试验。

6)其他仪表设备

安全栅

a 4mA20mA 信号制的仪表宜采用可更换保险丝型齐纳式安全栅,需更换保险丝时应选用规格型号相同的产品。

b 4mA 20mA 信号制的仪表宜采用隔离式安全栅。隔离式安全栅宜参照JJG 829 的有关方法进行校准。

c 安全栅应具有良好的接地。

电涌保护器

a 为防止仪表自动化设备遭到雷击或其他电涌冲击损坏,下述情况应加装电涌防护器:

― 控制室内重要电子智能设备总电源的输人侧;

― 在具有通信电缆或具有户外测量仪表的情况下,控制室内仪表自动化设备的模拟信号线和通信信号线的输人侧;

― 户外重要或贵重的测量仪表信号线的输人侧。

b 仪表自动化设备宜选用具有重复使用性能的电涌防护器。

c 电涌防护器的单线最大泄流量应不低于10kA(8μs20μs)

d 热电阻传感器配用的电涌防护器的单线采样电阻应不大于1Ω。

e 应按电涌防护器的输人输出方向装配电线,电涌防护器的安装位置与被保护设备间的距离应不大于5m

f 电涌防护器应具有良好的接地。

仪表盘、操作台、接线箱和仪表线路(设计未明确时应符合GB50093的规定)

a 加工仪表盘和操作台正面和受力面宜采用厚度大于2mm的钢板,着漆宜采用静电喷涂工艺。当有散热需要时,盘台后门应设百叶窗孔和(或)加装排风扇。

b 盘、台和箱内宜有主要仪表部件字母标牌、电缆挂牌和打印电线端子号,标牌、挂牌和端子号应内容正确、标记明显。

仪表供电与接地

a 电源容量应达到仪表自动化系统总用电量的1.2 1.5倍。重要仪表控制设备宜设置单独的电源开关。

b 户外使用的各种仪表设备、电动执行机构应尽可能减少断电时间和断电次数。长期断电的仪表设备应采取必要的防潮措施。

c 在一个建筑物内,防雷接地、电气保护接地和仪表接地宜采用共用接地系统,其接地电阻值应不大于1Ω。在仪表接地极和电气保护接地极分别设置的情况下,仪表接地的接地电阻应小于1Ω,电气保护接地的接地电阻应小于4Ω,仪表接地与电气保护接地之间应设置地电位均衡器。

3、监控与数据采集(SCADA)系统

1)功能要求:满足GB50251GB50253的要求

1SCADA系统画面(图例、颜色、文字、符号等)满足GB/T 2625的技术要求,画面至少包括以下内容:全线(站)概貌图;各站动态工艺流程图及分区块流程图;主要参数变化实时趋势及历史趋势图;调节回路曲线图;主要参数一览表;相关图形资料;报警分类信息表;事件信息表;帮助说明表。

2SCADA系统从低到高至少分浏览人、操作员、系统管理员三个级别。

3)配置要求、技术要求见本标准13页,重要的要求有:系统掉电时,输出应有故障保持和故障安全两种模式可选;恢复供电时系统自动恢复运行且无扰动。

4、巡回检查

1)日巡回检查

a 有人值守站每天应进行一次仪表自动化设备的巡回检查,其主要内容有:

― 检查控制室内计算机设备、盘装仪表、UPS 电源和通信接口设备的运行状况;

― 检查空调、加湿机及干燥机的运行状况;

― 检查现场取源部件、测量仪表、执行器和盘装仪表的运行状况;

― 检查仪表设备动力源、仪表管线和仪表线路的技术状况;

― 查看重要参数测量仪表的指示值;

― 通过控制室操作员工作站查看无人值守站仪表自动化系统的运行情况。

b 日巡回检查发现的问题应及时处理,具体要求有:

― 分析SCADA 系统出现的报警信息,及时协调处理或通知有关部门;

― 比较现场显示仪表与盘装显示仪表的示值差、同管段上下游仪表的示值差、盘装显示仪表与计算机显示的示值差,及时发现和处理仪表超差故障;

― 由于某种原因一时处理不了的问题,应及时向主管人员汇报。

2)季巡回检查:每季度应对无人值守站的仪表自动化设备进行一次巡回检查。

3)半年巡回检查

每半年应对仪表及控制系统和SCADA 系统设备进行一次集中巡回检查。在进行半年巡回检查前应编制方案,报上级主管部门审批。巡回检查过程中应统一协调,相关专业配合,严格执行审批方案和有关规范规定。其主要内容有:

― 根据检定与校准周期对测量仪表进行检定与校准;

― 按4.4 4.5 规定的检查周期和内容对执行器和仪表控制系统进行检查和维护;

― 对计算机和受控设备进行联动试验,不具备联动条件的应进行模拟测试;

― 对各站和全线的自动联锁和保护程序进行模拟测试;

― 对各站调节回路的“手动一自动”切换、手动输出和PID 参数设置等进行检查;

― 对PLC ( RTU )模拟量输人模块每个通道的050%100%三点的准确度进行校准;

― 对PLC ( RTU )模拟量输出模块每个通道的050%100%三点的准确度进行校准;

― 通过测试程序检查PIC ( RTU )开关量输人模块的动态响应状态;

― 通过测试程序检查PIC ( RTU )开关量输出模块的动态响应状态;

― 对PLC ( RTU )其他输人类型输人模块进行测试;

― 检查现场仪表显示与计算机显示的一致性;

― 检查计算机系统的显示、报警、记录、打印和通信等功能;

― 进行热备冗余计算机设备和通信信道的切换实验,记录切换时间,检查系统运行的状态;

― 检查各种硬件设备和PIC ( RTU )模块的指示灯和表面温度状态;

― 检查机房内环境温度、湿度和接地电阻的阻值,并对空调机、加湿机和干燥机进行维护保养;

― 检查不间断电源断电后的持续供电时间,当持续供电时间低于设计要求时应更换整套电池组;

― 紧固一遍机柜内所有接线端子的螺纹和搞好相应的清灰工作。

 

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