仪表本质安全设计规定

第二篇仪表2.1仪表系统构成1.本质安全设计过程中要优先执行有效性(可用性)服从安全性原则。开展本质安全设计要求首先根据工艺流程本质安全特性，其次再根据上游专业的提出的功能、质量和成本要求来开展设计。以人为本，安全第一是本质安全设计的最高目标。生产和安全相互依存，不可分割。2.制定系统设计方案时必须考虑工艺装置本身存在的危险隐患对人、财产和环境的影响，应根据过程对象的控制要求、装置规模、工艺流程的复杂程度、安全联锁设置的要求、同类装置的经验等因素综合考虑，确定各主要工艺流程的关键性危险源，尽量消减危险，进而设计合理的控制方案。（石油化工安全仪表设计规范-GB_T50770-2013；3.2；4.2.3；5），GB/T20438-2006IEC61508；GB/T21109-2006；IEC61511）3.设计输入条件是多方面的，上游专业条件只是设计输入的一部分，在标准规范中有明确要求但上游专业没有提出的情况下，往往会造成设计内容缺失，甚至埋下安全隐患。本质安全设计应当把标准规范中的相关内容同样作为设计输入一并考虑，尤其是与安全相关的内容。（钢铁冶金企业设计防火规范GB50414-2007中，6.5.4-2（5）,6.7.2-1~5；）4.对于参与重要连锁的检测仪表，一旦因仪表失灵或发生故障会导致重大事故的，应选用较高安全度和较低故障率的仪表设备。5.对于重要的检测参数应采取冗余或更高级的仪表系统配置方式，如采取“二取二”或“三取二”以及既有连续量检测同时也有开关量检测的配置。检测仪表应独立设置，检测信号不应进入同一个控制模块，电缆敷设应采用不同的路径。（石油化工安全仪表设计规范-GB_T50770-20136.4）例如：1）汽包液位检测采取冗余配置，信号二取一；2）透平转速检测考虑“二取二”或“三取二”配置；3）对于重要的液位连锁检测（膨胀罐、汽包等），考虑连续量检测的同时，也采用开关量检测。6.同样一种工况可以采用不同原理的仪表进行测量，仪表专业人员除了熟知各种仪表的原理、性能以外，还应详细了解生产中所涉及的物料和操作条件的本质危害(如超压、超温、爆炸、中毒、火灾、窒息等)以及危害发生的条件，体现在本质安全设计中，要使选用的仪表在应用过程中没有潜在风险。例如：1）在大管径、低压力损失、洁净介质的流量测量场合，通常可以采用巴类的均速管流量仪表。但该类仪表测量原理决定了其测量杆必须插人到管道中，无论管道下端是否进行固定，遇到冲击时可能会发生测量杆断裂事故，如果下游有透平等大型旋转机械，则脱落的测量杆会导致叶轮损毁，带来很大的安全隐患。2）某些高温高压工况的温度检测，普通的直接插入安装方式，一旦发生热电阻/偶断裂,必须停止生产线运行才能更换。这时应考虑采用附加过程套管的安装方式，利于设备更换，避免停产造成打的损失。7.对于有毒有害及可燃气体环境，应考虑设置相关气体浓度检测仪表，避免发生安全事故和人身伤害。（GBZ-T223-2009工作场所有毒气体检测报警装置设置规范4.1）1）在使用氮气作为气源的仪表阀门室，应设置环境氧含量检测并在阀门室外设置声光报警，同时自动连锁通风装置（氮气使用安全管理规范Q/SY1366-20115.2.2条）。2）煤气分析小屋，应设置一氧化碳浓度检测并在室外设置声光报警，同时自动连锁通风装置。3）分析系统的废气应排放至室外安全区域。8.在工程设计中采用新技术、新系统、新产品时，应持积极又慎重的态度，应经过技术鉴定和权威部门的认定，确认其性能安全可靠，比原有技术和产品在技术含量和产品质量上有较大提高，才可以在工程设计中采用。9.在施工图设计过程中，边设计、边采购已趋于常态，在采购过程中的技术谈判和技术附件确认签署需要花费很长时间。仪表采购过程中的技术确认是一项非常重要的工作，是杜绝仪表安全隐患的重要环节。各种仪表种类繁多，仪表供应商有时出于价格竞争考虑，所提供的产品选型可能在正常工况下使用没有问题，在极端工况下就可能暴露安全问题。因此，设计人员应认真细致，严把安全和质量关，从设计源头消除安全隐患。10.在工程设计过程中，要正确处理好标准规范与本质安全设计的关系。满足国家、行业、企业相关标准是工程设计的最低要求。根据近期新发生的一些典型事故案例总结出的预防措施不可能及时在标准中体现出来。因此，要加强对事故案例库查询和安全分析，补充设计输入条件，避免同类事故再次发生。2.2仪表设备选择1.现场仪表设备选型，其耐压等级，使用温度范围，耐腐蚀性能和材质均要能满足工艺介质管道、容器所用材质的等级要求，测量腐蚀性介质仪表，其接触介质部分应选用相应防腐材料。2.调节阀在动力源发生故障时的状态（开、关、保位），应根据工艺生产、操作要求，从设备和人身安全角度出发，使其处于安全位置。必要时应备有保位、切断、备用动力源等附加设备。(HGT20507-2014自动化仪表选型设计规范11.10条，11.9.9条)3.与氧气介质相关的仪表设备选型应符合《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》GB16912-2008的要求。仪表元件应做脱脂处理，氧气压力表应设置禁油标志(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范9.1.6、9.1.7条)。对于压力≥1.0MPa，口径≥150mm的控制阀门宜采用气动阀。4.对于核辐射仪表，在满足基本性能的前提下，尽量降低射源强度。对于仪表操作、维修人员的工作场所，射源端和接收端1米周围内区域，其辐射安全剂量应符合《含密封源仪表的放射卫生防护要求》（GBZ125-2009）（4.7条，表1）的相关规定。5.分析仪表的选择应根据分析介质的种类、性质、成分组成，正确选用分析仪表和预处理装置及清扫系统。取样废气的应排放至室外安全区域。6.安装在爆炸危险环境的检测元件、变送器、执行器等现场仪表设备的防爆要求，应根据工艺专业划分的爆炸危险场所的分区和该场所爆炸性混合物的级别来选择。其防爆结构的级别和组别，应等同于或高于危险介质的级别和组别。按《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）规定选择。7.检测元件、变送气执行器等仪表设备的外壳防护结构按《外壳、防护等级分类》（GB4208—93）规定选择，对于沿海环境气候对电子设备的影响，仪表外罩采用铝制外壳喷涂防腐涂层，防护等级不低于IP65，或者安装在耐腐阻燃纤维增强聚酯材料保护箱内。雷击多发区域宜配置防雷保护元件。8.在大型电动机轴瓦、靠近泵出口等振动较大的位置时应采用耐震型热电阻。2.3仪表管线敷设1.当线路周围环境温度超过65C时，应采取隔热措施。当线路附近有火源时，应采取防火措施。(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范7.1.6条)2.线路不宜敷设在高温设备和管道的上方，也不宜敷设在具有腐蚀性液体的设备和管道的下方。(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范7.1.7条)3.线路与绝热的设备和管道绝热层之间的距离应大于200mm，与其他设备和管道表面之间的距离应大于150mm。(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范7.1.8条)4.仪表管道在穿墙和过楼板处，应加装保护套管或保护罩，管道接头不应在保护套管或保护罩内。当管道穿过不同等级的爆炸危险区域、火灾危险区域和有毒场所的分隔间壁时，保护套管或保护罩应密封。(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范8.1.5条)5.当仪表管道引入安装在有爆炸和火灾危险、有毒、有害及有腐蚀性物质环境的仪表盘、柜、箱时，其管道引入孔处应密封。(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范8.6.2条)6.本质安全型仪表的安装和线路敷设，应符合下列要求:1）本质安全电路和非本质安全电路不得共用一根电缆或穿同一根电缆导管。2）当采用芯线无分别屏蔽的电缆或无屏蔽的导线时，两个及其以上不同回路的本质安全电路，不得共用同一根电缆或穿同一根电缆导管。3）当本质安全电路与非本质安全电路在同一电缆桥架或同一电缆沟道内敷设时，应采用接地的金属隔板或绝缘板隔离，或分开排列敷设，其间距应大于50mm，并应分别固定牢固。4）当本质安全电路与非本质安全电路共用一个接线箱时，本质安全电路与非本质安全电路接线端子之间应采用接地的金属板隔开。7.关于管线敷设的其他要求应遵循本设计规定电气篇第8章的要求。(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范10.1.7条)2.4仪表安装1.测量高压的压力仪表当安装在操作岗位附近时，宜距离操作面1.8米以上，或在仪表正面设置防护罩。(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范6.4.3条)2.可燃性气体和有毒气体检测器的安装位置应根据检测气体的密度确定。当密度大于空气密度时，检测器应安装在距离地面200~300mm的位置。当其密度小于空气密度时，应安装在泄露区域的上方。(GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范6.8.4条)(GBZ/T223-2009工作场所有毒气体检测报警装置设置规范4.2条)3.放射性仪表的固定适用场所，设备应安装牢固，可靠。在放射源及接收端周围应建立安全警戒区，设置“电离辐射警告标志”，并考虑设置护栏或铁丝网阻止人员进入安全警戒区。（GBZ-125-2009含密封源仪表的放射卫生防护要求5.3.3和5.3.7）2.5仪表电源和气源1.根据生产工艺用电特点，对重要负荷一般应设两路电源或UPS。对于电源品质有特殊要求时，应设置相应的电源装置。2.当采用电热带作现场仪表或管路保温伴热时，宜设单独的供电系统，一般不得与仪表设备共用供电回路。3.在用氮气作为气源的仪表处应设置用氮安全警示标，同时考虑设置含氧量检测及通风措施；如果用氮气不能保证操作人员安全时，则不能使用氮气。附录1仪表常用标准、规范（1）节流装置取压及安装方式应符合《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》GB/T2624.1-4的规定。（2）放射性仪表应符合GB18871《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》和GBZ125《含密封源仪表的卫生防护标准》。（3）爆炸和火灾危险环境设计应符合GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。（4）GB/T16839《热电偶》。（5）《中华人民共和国法定计量单位》GB3100～3102。（6）《放射卫生防护标准》GB4792。（7）《一般用压缩空气质量等级》GB/T13277。（8）《过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号》GB2625。（9）《流量测量节流装置》GB/T2624。（10）《工业自动化仪表盘盘面布置图的绘制方法》JB/T1396。（11）《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167。（12）《冶金工业自动化仪表与控制装置安装通用图册》（13）《中华人民共和国国家计量标准》（14）《自动化仪表工程施工及质量验收规范》GB50093。（15）《钢铁企业过程检测和控制自动化设计手册》（16）《固定污染源烟气排放连续监测系统》HJ/T76—2007（17）《固定源废气监测技术规范》HJ/T397—2007（18）《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全性》IEC61508/GB20438（19）《过程工业领域安全仪表系统的功能安全要求》IEC61511/GB21109（20）《测量、控制和实验室用电气设备.电磁兼容性(EMC)的要求》IEC61326（21）《测量和控制数字数据通信-工业网络功能安全行规》IEC61784（22）ATEX137(ATEX1999/92/ECart.137)directive(23)ATEX95(ATEX94/9/EC)directive