仪表管道设计

仪表管道设计为了了解管系中流体的状态和控制流体而安装仪表（压力计、温度、流量计和控制阀等），设置时应考虑这些仪表的读数、操作、检查维修而布置。一、流量测量仪表的安装8.5.1流量计型式以安装流量计配管为对象的流量计如下：（1）差压流量计（a）孔板（b）文丘里管（2）涡轮式流量计（3）容积式流量计（4）面积式流量计8.5.2差压式流量计（1）孔板（a）用孔板测定流量在流体管道中的一部分采用节流装置收缩截面时，则管道中的此一部分会流速增加，静压减少。因此，在孔板的前后产生静压差。通过测定比，根据伯努利定理，便可街道通过管内流体的流量。节流装置的前后需要一定长度的直管段。加直管段的目的是因阀门及管件等产生的流对孔板测定流量造成的误差减少一。（b）孔板种类孔板按测压差的位置不同而分下面几种。①法兰取压此型用得较多，是根据节流孔板前后根据1＂位置的压差来测定流量。在2B以下管子，因无实验数据多不使用此种型式（图8—12）。图8—12法兰式节流孔板②角接取压（图8—13）图8—13取压口相反有夹角按孔板上下流两侧的压力差测定流量。用于采用角接取压孔板计算规格的场合（规格中有小于1B管的实验数据，也可用于2B以下管不能使用法兰型的场合）。③流囊取压通过限流孔板上流面到上流1D之点和限流孔板下流的最大缩流点的压力差测定流量（图8—14）。图8—14流囊取压④径距孔板通过上游距锐孔板1部管径1D点和下游距锐孔板1/2倍管径点的压力差，测定流量的方法（图8—15）。图8—15径距孔板⑤管道取压孔板通过孔板上游尚未受孔板影响之点和孔板下游的缩流恢复点之间的差压，测定流量（图8—16）图8—16影响区外测压孔板⑥内藏孔板和孔板附件一起装在一个盒里而安装于管道上，故取此名（图8—17）。一般用于11/2以下的干净液体和气体管道流量小的场合。图8—17内基式孔板(略)（c）安装孔板的配管①管道上安装孔板时，孔板的上下流设置必要的直管段。（孔板及测流嘴所需直管段的最小和长度）见（JGS220—302—1—10）。虽然管道布置可以在孔板的上下流设直管段，但管尺寸大时，因需要而设较长的直段，所以管道布置初期就要考虑止问题（图8—18）。图8—18大直径管孔板前后直管段②管道布置如果孔板的直管段长度不足，作为无办法的办法可采用图8—19方法。图8—19绕行增加孔板前后直管长度③立管也可装孔板（图8—20），此时孔板上下流需要的最小直管长度和水平管场合一样，但是，应注意流体不同对流向有限制。另外，有的地方用户不承认立管上装孔板，所以必须事确认。流体与流向和关系是：液体时，流体由下向上流，气体时，流体由上向下流。图8—20立管上设孔板（d）孔板安装高度为了测定压差，在孔板安装处设静压取出导管（孔板取压）。为了在该孔板取压上装切断阀，需要有操作台。孔板的安装高度必须是安装在由操作台能够操作的高度（见2.4.1项”阀门的操作：）。（e）安装孔板管道的管间距安装孔板的管道与其他管道的间距、按照孔板取压的方向，比标准间隔宽一些，在管道布置方面，应尽量布置在对管间隔影响小的位置，即单独布置或布置在并列管的一侧。另外，应充分注意与取压方向障碍物间的距离，以便不妨碍孔板上导压管的设置。孔板取压的方向因流体不同，通常有图8—21所示的几种方向。图8—21孔板取压管方向孔板取压方向，取a方式无问题，但取其他方式须扩大管道间隔。①横向（图8—22）图8—22横向取压管②斜上方方向（图8—23）图8—23斜上方取压管③斜下方方向（图8—24）图8—24斜下方取压管（2）文丘里和孔板一样，是通过节流部分前后的差压而测压而测定流量的一种方法。（a）文丘里的种类文丘里有喷嘴型文且里和圆锥型文丘里，通常用圆锥型（图8—25）。图8—25文丘里的类型（b）安装文丘里用的配管①必要的直管段采用喷嘴型文丘里，和孔板法兰取压场合所需的直管段相同，采用最小尺寸的直管段（见8.5.2项（1）之（C）“安装孔板的配管”）采用圆锥型文丘里场合，与仪表设计者协商，取得必要的最小尺寸。(c）文丘里安装高度与孔板的安装高度相同。见8.5.2项（1）之（d）“孔板高度”（d）安装文丘里管道的管间距与孔板场合相同。见8.5.2项（1）之（e）“安装孔板管道的管间距”8.5.3涡轮流量计涡轮流量计是把轴流涡轮机的叶轮放在流体中，按其转数测定其流量的流量计（图8—26）。图8—26涡轮流量计（1）涡轮流量计的组装涡轮流量计，通常是在上流安装过滤器和整流栅，形成一个整体组件。除此之外，也有在上流装配气体分离器。图8—27涡轮流量计组（2）安装涡轮流量计的配管（a）涡轮流量计上下游用直管段（图8—28）图8—28涡轮流量计前后上下游直管长度图中L1、L2、L3各尺寸是必须设的直段，这些数据由仪表设计者提供。（b）涡轮流量计装配的管道配置涡轮流量计多设在地面，有时也设在平台架上。应根据前后配管及周围状况决定其配管形状。布置举例见图8—29。图8—29涡轮流量计的布置（3）涡流流量计的设置场所涡流流量计必须在流量计前后设直管段，所以上流到下流是细长的组合配管。装置内多布置在与管廊长度方向平行且靠柱设置（图8—30）。图8—30涡轮流量计的平面位置布置在辅助设备区时，应尽量集中在一个地方布置（图8—31）图8—31集中布置涡轮流量计8.5.4容积式流量计（1）该型流量计构造由丙个齿轮组成，靠流体压力产生旋罢力。利用转速和流量成比例之关系，其典型型式有椭圆型和罗茨型（图8—32）。图8—32容积式流量计（2）管道布置从功能上看，容积式流量计用于产品累积计算，一般设置在地面或平台上。平面布置一般如图8—33。图8—33容积式流量计的布置8.5.5面积式流量计（VariableAreetipeflowmeter）（1）此种型式的流量计，多用于高粘度、小流量场合，它不同于差压式流量计，而是仪器内直接通过流体测定其流量。缺点是测定范围不易变更。其结构原理如图8—34所示，圆锥管中有浮子，浮子靠流体动压向上推移，流体流过的面积大。上升到某点后动压和浮子自重成平衡状态，停止上浮，依据浮子位置便知其流量。图8—34面积式流量计（2）面积式流量计管道布置例（图8—35）图8—35面积式流量计的布置二、过程分析仪表的选用三、压力测量仪表1、压力测量仪表的分类和特点2、压力测量仪表的选用3、压力测量仪表的安装要求（1）水平管（图8—1）图8—1水平管上的压力计（2）垂直管道（图8—2）图8—2垂直管上的压力计（3）安装高度1）压力计切断阀高度应在2.4.2项（2）“阀设置高度”的高度值以内。2）压力计指示仪的高度应操作台以上2000mm以内的高度。图8—3压力计切断阀在平台上方的高度（2）横向（图8—4）图8—4压力计距平台边的距离四、温度测量仪表8.3.1温度计连接方式根据与配管的连接方法，温度计分下面两种型式。（1）法兰型温度计（2）螺纹型温度计8.3.2安装温度计用的配管安装温度计用的配管应按仪表提供的接口件选用。8.3.3温度计安装位置（1）现场指示型温度计指示表显示的方向一般应与安装温度计的管嘴方向一致。但也有影响指示方向与管嘴方向直角安装的（图8—5，8—6）按温度计的安装高度区分使用指示表的显示方向。图8—5温度计管嘴与显示方向一致（注）：看到指示表的方向与的方向即使一致，如果在水平管的上方安装，也会由于指示表的表面有积水和积尘而看不清，所以应尽量避免向上安装。图8—6避免显示方向向上（a）安装高度（图8—7）图8—7温度计在平台上的高度（b）横向的范围（图8—8）图8—8温度计在平台外的距离（c）安装位置的限制在按（a）、（b）的安装高度及横向限制范围安装的同时，为了看到温度指示及拆下温度计，应确保温度计端部起有600mm的空间（图8—9）图8—9温度计端的最小空间（2）在控制室仪表盘上指示的温度计它不同于现场温度计，不需要在现场看温度计的读数，也没必要安装在（1）的场合范围。但要考虑温度计检修、检查、拆卸，以及法兰型场合热紧螺栓、换垫片所需要空间，最好是安装在从地上、平台上或固定架上手能接触到范围，最差亦应安装在能从移动台上、构架的梁及管道上手能接触到位置。另外。作为拆卸温度计的空间，应确保从温度计安装管啃算起有600mm以上的距离（图8—10）图8—10温度计管嘴端最小空间五、物位测量仪表液面计及液面调节器（1）液面计及液面调节器的安装方法根据仪表资料。（2）液面调节器的变送器应安装地易操作的位置。（3）扩径型（低温用）液面计，其型式和尺寸都不同，必须参考制造图制图（见图8—11）。（注）:1、LC、LG的安装高度，以设备管嘴为基标，用尺寸线表示。2、与设备配管一块制图，当复杂时，抽出来用图表示3、如果能在平面图上表示出LC、LG的安装方向，用侧面图就可以而不必绘立体图。六、气动调节阀的安装装置自动控制系统中，调节阀的作用很重要，其布置及周围配管布局对操作及检修相当重要。调节阀的使用目的如下。（1）调节流体流量达到控制工艺变量（流量、液面、压力、温度等）（2）切断、打开流体的流动或切换流体。（3）两种流体的合流或一种流体两向分流。8.6.1调节阀的组装调节阀按其在工艺上的作用有单独设置的，但多数场合是伴有切断阀、旁通阀及排凝等而作为控制阀组而设置。图8—36是最具代表性的组装例。图8—36调节阀组8.6.2调节阀组配管形状（1）配管形状因管路、设置位置和调节阀的型号不同而异，最基本的配管形状如下（图8—37）①死区或排液为使气袋、液囊更小,图中①取最小尺寸②为确保调节阀检修用空间，最小确保200，旁通阀上有保温时，到保温面至少有200(mm)。图8—37调节阀组的配管形状③调节阀检修用空间最低确保200mm，切断阀有保温时，到保温面距离至少有100mm。④尽量取小尺寸。⑤通常取500或600，但调节阀的下部为法兰，与仪表设计者商量，定出必要的检修尺寸。⑥除角阀外，一般装置在水平管上。⑦大尺寸的一端是6B以上的异径管时，可直接设排液口⑧当缩小切断阀及旁通阀尺寸时，如图8—38布置。图8—38缩小旁通阀和切断阀的方法（2）其他主要配管形状（a）由上向下的管路设调节阀时的配管形状（流向亦可由下向上）（图8—39）图8—39上下流向调节阀组（b）平台上的配管形状（上下各管道在平台下调节阀组设置在平台上（图8—40）图8—40平台上的调节阀组（c）地面或平台架上低位布置的调节阀组的配管形状。（图8—41）图8—41低位安装的调节阀组（d）为便于操作支管上的阀门而低设的配管形状（图8—42）图8—42调节阀与多个分支管组合（e）避免旁通阀过高不能操作时的配管形状（图8—43）图8—43旁通阀绕行的布置（f）角型调节阀的配管形状（图8—44）图8—44角式调节阀的布置调节阀组的设置地点调节阀组的设置场所，在充分研究下列事项的基础上决定，（1）满足工艺条件的地方设置（图8—45）图8—45按工艺条件设置（2）设置在易操作、检修及检查的地面或平台上，（3）为便于操作检修，在调节阀组前、后侧，至少分别确保600mm和300mm以上的空间（图8—46）。图8—46调节阀组的前后空间（4）考虑到美观和操作、检修方便，调节阀组集中布置时的地点为：（a）沿管桥长度方向柱中心线外侧及内侧（图8—47）图8—47调节阀组在管桥下的位置（b）集中布置在平台上（图8—48）图4—48调节阀组在平台上的位置