海洋石油工程對儀表控制系統的需求（上）

　　1.儀表選用的原則

　　現場儀表是控制系統的重要組成部分，選型是否合理直接影響整個控制系統的可靠性和精度。現場儀表的選型應依據下列原則：

　　（1) 根據工藝要求、生產裝置規模、工藝流程特點及工藝參數對操作的影響因素，確定測量和調節方式，選用相應儀表；

　　（2) 根據有關爆炸、火災危險場所電氣設備設計規范和標準，按照儀表使用場所的分類等級，確定儀表的防爆要求；

　　（3）根據海上油（氣）田所在海域的環境條件（如：溫度、濕度、空氣中的鹽分等），確定儀表的防護要求。

　　在滿足上述要求的同時，現場儀表應盡量采用智能儀表，并在操作站配置相應的管理軟件，實現對現場儀表裝置的診斷和管理。海上油田的原油多屬于高粘度稠油，在選擇現場儀表時（比如液位儀表、流量儀表等），需要充分考慮高粘度稠油的特點，選擇適合的現場儀表。現場儀表及輔件應盡量選用標準系列化產品，盡可能減少儀表品種、類型，以減少備品備件的種類，方便操作與維護。

　　1. 2 溫度測量

　　1. 2. 1所有的溫度儀表應配有溫度套管( 即溫井) , 材質為316不銹鋼，過程接口為1?″法蘭。工藝介質要求用其它特殊材料時除外。

　　1. 2. 2用于就地溫度指示應采用抽芯式防護型雙金屬溫度計，過程接口為?〞NPT-M ，最短的保護套管長度應為150毫米（6英寸）。

　　①正常操作溫度將指示在刻度盤中 1 / 3 至 2 / 3 處

　　②精度等級為±1. 0％

　　③角度調整誤差應不超過其量程的1. 0％

　　④萬向型（可調角），表殼材質為316不銹鋼，表盤直徑應為150毫米（6英寸）。

　　1. 2. 3溫度開關和就地調節器采用壓力式溫度計，溫包內充填的感溫介質是液體或氣體，溫包材質為316不銹鋼，過程接口為?〞NPT-M 。毛細管材質為316不銹鋼鎧裝保護軟管， 長度不超過3米。

　　1. 2. 4溫度開關的電氣接口為?〞NPT-F。開關觸點采用雙刀雙擲式，帶有固定的開關滯后，且為鍍金的觸點。開關點在全量程內可調，開關觸點接點容量2Am ps24VDC。溫度開關的重復精度為小于等于0. 5% 溫度范圍終值。

　　1. 2. 5就地溫度調節器應符合下列標準：

　　①儀表性能應該是，溫度測量的最大誤差不超過全刻度±0. 5% ，不靈敏區不超過全刻度±0. 1% 。

　　②調節器應有比例、比例加積分、比例加積分加微分三種作用，且具有抗積分飽和、自動/ 手動轉換無擾動開關、輸出顯示等附加功能。

　　③調節器量程的選擇應盡可能使正常操作溫度在全量程中間的三分之一段內，采用具有實際可行的最窄刻度的遷移量程。

　　1. 2. 6溫度遠傳測量時，應采用一體式溫度變送器，測溫元件為熱電偶（TC）或熱電阻（R TD ）。精度為±0. 1％。

　　1. 2. 7熱電偶和熱電阻成套供應范圍如下：

　　①熱電偶或熱電阻元件，包括接線盒；

　　②接線端子；

　　③外螺紋接頭；

　　④溫度套管。

　　1. 2. 8一體式溫度變送器的測溫元件保護管直徑為6毫米，材質為316不銹鋼，過程接口為?〞NPT-M ，電氣接口為?〞NPT-F。

　　1. 2. 9在-200～400℃溫度范圍內時，一般使用Pt100鉑熱電阻變送器。高于400℃的高溫測量儀表采用熱電偶變送器，熱電偶變送器具有冷端溫度自動補償功能，非線性校正電路。海上油氣生產裝置通常采用Pt100鉑熱電阻變送器，現場安裝非隔離型，變送器模塊采用環氧樹脂封裝，具有冷端補償和非線性校正，LCD顯示，帶有隔爆型的接線盒。

　　1.2.10一體化數字顯示溫度變送器有兩種顯示方式：LCD顯示的溫度變送器用兩線制方式輸出；LED顯示的溫度變送器用三線制方式輸出。一般使用LCD顯示兩線制溫度變送器。

　　1.2.11智能型溫度變送器：輸出4～20m A 直流信號，同時疊加符合H A R T標準協議通信。可通過HART調制解調器與上位機通訊，或與手持器和PC機對變送器的型號、分度號、量程進行遠程信息管理、組態、變量監測、校準和維護，按照實際需要調整變送器的顯示方向，顯示所測的介質溫度、傳感器值的變化、輸出電流和百分比例。

　　1. 2. 12溫度套管(即溫井)安裝在小于8〞管道上時，逆介質流向與管中心線成45°角，測溫元件端點在管道中心處；當安裝在大于或等于8〞的管道上時，套管與管線垂直，測溫元件端點在管道直徑的 1 / 3 ～ 2 / 3 處。

　　1. 3 壓力測量

　　1. 3. 1壓力范圍的選擇，在測量穩定壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的 2 / 3 ，測量脈動壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的?，測量高壓時，最大工作壓力不應超過測量上限值的 5 / 3 。一般被測壓力的最小值應不低于儀表測量上限值的 1 / 3 。從而保證儀表的輸出量與輸入量之間的線性關系，提高儀表測量結果的精確度和靈敏度。

　　1.3.2壓力表測量范圍標準系列為：0～1、1.6、2. 5、4、6、10、16、25、40、60、100、160、250、400、600、1000、1600 kPaG 等。

　　1. 3. 3壓力表的精度等級為±1. 0％。

　　1. 3. 4根據工藝過程的使用要求，壓力表的測量元件可為波登管、盤簧管、螺旋管、波紋管或膜片。除非工藝介質要求用其它材料的測量元件，一般用316型不銹鋼。海上油氣生產裝置主要使用膜片式壓力表和波登管式壓力表，在壓縮機和泵出口的壓力表上增加了過壓保護裝置和阻尼器，可以防止由于壓縮機和泵出口壓力不穩造成的壓力表損壞。

　　1. 3. 5壓力表應有過量程保護裝置，使其能承受可能受到的最大壓力。壓力表表盤直徑最小為5英寸。壓力表外殼應為防風雨型的，材質為316不銹鋼，表背面帶有爆脫背板或爆脫圓盤（或泄壓用），隔膜材質為316不銹鋼。盤上安裝的壓力表應具有后面帶軸向引壓接管的嵌入安裝式表殼，且不應有量程遷移機構。

　　1. 3. 6壓力表的連接尺寸為?〞N PT。所有壓力表的接口處應安裝一個帶泄放和測試口的隔離閥，該閥為316不銹鋼。

　　1. 3. 7微壓表應是膜盒型的。

　　1. 3. 8就地壓力調節器應帶有指示器以指示工藝過程的壓力，且具有抗積分飽和、自動手動無擾動切換開關。

　　1. 3. 9所有調節器都要采用遷移量程，以得到最大精度和良好的控制作用。

　　1. 3. 10壓力開關的測量元件根據使用場合和壓力決定采用波登管、波紋管或膜片，測量元件材質為316不銹鋼。設定點為可調，壓力開關為瞬間作用的雙刀雙

　　擲開關，且為鍍金的觸點。開關觸點接點容量2A m ps24VDC，開關觸點應密封在一個適合本區防爆等級的封閉殼內。

　　1. 3. 11壓力開關與過程的連接尺寸應為?英寸，與氣動變送信號的連接尺寸應為?英寸，電氣接口為?〞NPT-F。

　　1. 3. 12壓力開關的重復精度為其設定點的±1. 0％。

　　1. 3. 13壓力變送器用于需要遠傳測量數據的場所，變送器的檢測元件通常為膜盒型，材質為316不銹鋼，應為：

　　①力平衡、電容或應變計檢測元件，帶現場LCD顯示表頭，能調零和調量程。

　　②超量程應高于最大工作壓力25% 。

　　③所有壓力變送器的接口處應安裝一個帶泄放和測試口的隔離閥，該閥為316不銹鋼。工藝接口為?〞NPT-M ，電氣接口為?〞NPT-F。

　　1. 3. 14壓力變送器的技術性能如下：

　　①準確度 ±0. 1％

　　②復現性 ±0. 05％

　　③溫度影響 ±0. 1％（溫度每變化10℃）

　　1. 3. 15差壓變送器的檢測元件通常為膜盒型，材質為316不銹鋼，應為：

　　①力平衡、電容或應變計型，且能調零和調量程。

　　②對以壓力作激勵源的儀表應有過量程保護。

　　③接觸到工藝流體的元件采用與該流體相適應的材料。

　　④每個差壓變送器應有一個緊密相連的五閥組，與管線或容器連接處應安裝根部閥，材質均為316不銹鋼。

　　⑤儀表工藝接口為?〞N PT-M ，電氣接口為?〞NPT-F。

　　1. 3. 16差壓變送器的技術性能如下：準確度為±0.1％；復現性為±0.05％；溫度影響為±0. 1％（溫度每變化10℃）。