仪表回路和系统试验方案.doc
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肇庆市中油天然气有限公司液化天然气（LNG）工厂（一期）项目1302-SC-215
天津市振津工程设计咨询有限公司
项目名称：
肇庆市中油天然气有限公司液化天然气（LNG）工厂（一期）项目
文件号
1302-SC-215
页数
共15页
仪表回路和系统试验方案
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目录
1. 编制说明 4
2. 编制依据 4
3. 工程概况 4
3.1主要实物工程量表：
5
4. 仪表回路和系统试验的一般规定 5
5. 试验方法 6
5.1压力检测回路试验 6
5.1.1 气动仪表检测回路 6
5.1.2 电动仪表检测回路 6
5.1.3 智能压力变送器作为测量仪表 6
5.2温度检测回路试验 7
5.2.1 线路电阻的测量与配制 7
5.2.2 热电阻作为测量元件 7
5.2.3 热电偶作为测量元件 7
5.3流量检测回路 7
5.3.1 常规流量计作为测量仪表 7
5.3.2 流量差压变送器作为测量仪表 8
5.3.3 带流量计算机的质量流量计作为测量仪表 8
5.4物位检测回路 8
5.4.1 外浮筒液位计作为测量仪表 8
5.4.2 单双法兰液位变送器作为测量仪表 8
5.4.3 内浮筒、浮球、射频导纳、雷达、钢带等界面液位计作为测量仪表 8
5.4.4 液位差压变送器作为测量仪表 9
5.5成份检测系统 9
5.6报警系统试验 9
5.6.1 检测系统的报警试验 9
5.6.2 压力开关作为为检测元件 9
5.6.3 温度开关、流量开关、液位开关作为检测报警元件 9
5.6.4 机械位置开关作为检测报警元件 9
5.6.5 气体报警器报警系统 10
5.7联锁保护系统试验 10
5.8调节系统试验 10
5.8.1 单回路调节系统试验 10
5.8.2 基地式调节系统 10
5.8.3 复杂调节系统的试验 11
6. 人员安排 13
7. 施工技术措施和质量保证措施 14
8. 施工安全措施 14
9. 试验用仪器 14
1.编制说明
广东肇庆市中油天然气有限公司LNG工厂日产60万方液化天然气项目,仪表调试工作量大，工期紧，任务重。
国内、国外设备种类繁多，调试难度大，精度要求高。
为了顺利完成本项目仪表安装工程的调试任务，本着对业主负责，创建精品工程，结合本项目仪表特性，特编写本调试方案。
仪表回路和系统试验是在仪表设备安装、管路、线路及施工完成后，中间交接前仪表工程施工的最后一道工序，是对已完仪表工程的检验，是仪表系统正常投运的保障。
2.编制依据
●设计施工图及其它设计文件；
●《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2013；
●《石油化工仪表工程施工技术规程》SH/T3521—2007；
●《石油化工施工安全及验收规范》SH3505－1999；
●《石油化工建设工程项目交工技术文件规定》SH/T3503-2007；
●《石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收规范》SH3501-2002；
●《石油化工建设工程项目施工过程技术文件规定》SH3543-2007；
3.工程概况
广东肇庆中油天然气有限公司LNG项目，为新建全厂性工程，建设规模为一套日产60万日产60万方方天然气液化工厂，以及与之配套的公用工程系统。
本项目由厂内工程和厂外工程两部分组成。
厂内工程包括：
工艺装置、公用工程及辅助生产设施、全厂性工程和服务性工程等。
厂外工程包括：
原料天然气管线、电力工程和供水工程等。
项目业主：
肇庆肇庆市中油天然有限公司市中油天然有限公司液化天然气（LNG）工厂
项目建设地点：
肇庆市大旺开发区
项目主要包括厂外天然气管输系统、工艺装置、LNG储存、装卸区和火炬区。
配套公用工程系统及辅助设施包括：
空压及氮气站、锅炉房及热水站、装置变配电所、给排水系统、消防水系统、消防泵房、泡沫站、循环水系统、除盐水站、废水处理系统、仓库及维修间、装置控制室、化验中心等。
为保证本装置的安全、平稳、长期运行，全面提高整个工厂的自动化水平、信息化水平和管理水平。
本装置自控系统是以集散型控制系统（DCS）为核心的工艺过程操作系统，一体化配套（无缝通讯连接）安全仪表系统（SIS）、成套机组控制系统（LCP）、火气报警系统（F&GS）、罐区测量系统、装车管理系统，结合现场测量仪表、气动调节阀、气动开关阀，构成一套完整地具有安全保障、友好人机交互界面、可连续操作运行、管理功能比较齐全的集安全、生产、管理于一体的较先进的自控系统，来实现全厂一体化解决方案。
该控制系统具有集中操作（在中控室（CCR））、集散控制和数据采集（在一个或几个机柜室（FRR），或现场成套机旁柜）等功能。
3.1主要实物工程量表：
序号
名 称
单 位
数量
1
压力调节回路
回路
14
2
温度调节回路
回路
2
3
流量调节回路
回路
16
4
液位调节回路
回路
12
4.仪表回路和系统试验的一般规定
4.1系统试验应具备下列条件
4.1.1仪表设备已经过单体校准试验，并已安装完毕，规格型号符合设计要求。
4.1.2取源部件位置适当，测量管路安装正确无误，已吹扫、试压合格。
4.1.3气动信号管符合设计要求，已吹扫，气密性试验合格，已通入清洁、干燥、压力稳定的仪表空气。
4.1.4电气回路已进行校线及绝缘检查，接线正确，端子接线牢固，接触良好。
4.1.5接地系统完好，接地电阻符合设计要求。
4.1.6电源电压、频率、容量符合要求，总开关、各分支开关和保险丝容量符合图纸要求。
4.1.7如果监视及控制部分为DCS系统及PLC，则系统本身应已送电，硬件及软件试验检查已完成；如果监视及控制部分为常规仪表，应具备送电条件。
4.2每个系统试验之前应按系统中仪表要求的时间进行通电预热。
4.3做检测系统试验时，试验点一般应按设计量程（或信号）的0%、50%、100%、100%、50%、0%三点上行、下行试验，确认显示单元显示范围符合设计要求，显示的最大误差值及回差值应小于该系统的系统误差值（系统误差为该系统参与试验的各单台仪表允许误差平方和的平方根值）。
4.4联锁报警试验时，应首先确认联锁报警设定值，试验误差不大于允许的系统误差值。
4.5每个系统试验完成后，应把如线路、箱盖、槽盖、管路、阀门等在试验中改变过状态的设备及线路恢复到原始状态或合理的状态。
4.6系统试验是仪表施工的最后一道工序，是施工单位与建设单位进行中间交接的过程，因此，系统试验人员应会同甲方、监理、工艺操作人员共同进行试验，并按交工表格要求做好系统试验记录。
4.7系统试验中使用的标准仪器，精度应符合要求，并在检定有效内。
5.试验方法
5.1压力检测回路试验
5.1.1气动仪表检测回路
把压力信号发生器（带压力显示）压力输出口和气动压变的测量口连接，气动压变的输出口接三通连接标准压力显示仪表，接通气动压变及气动显示仪的气源。
按设备规格表要求，使信号发生器缓缓依次输出变送器测量范围的三点上下行值，分别记录试验值（显示仪表读数应以表针不再移动为准），显示仪表的试验误差值应符合要求。
5.1.2电动仪表检测回路
把压力信号发生器（带压力显示）压力输出口和压变的测量口连接，把标准电流表串联到系统回路里，检测变送器的输出，按设备规格表要求量程，使信号发生器缓慢依次输出变送器测量范围的三点上下行值，分别记录试验值，显示仪表的试验误差值应符合要求。
5.1.3智能压力变送器作为测量仪表
在进行系统试验前，应在该系统进入控制室端子处用智能手操器在线自检，通接后检查该变送器位号、单位、量程应符合要求及当时情况，然后做修改参数试验，并检查置位输出电流功能，在测试完成后，再进行系统模拟试验。
5.2温度检测回路试验
5.2.1线路电阻的测量与配制
a、热电阻测量系统（不带温变）：
系统试验之前应首先把温度显示单元后的信号输入线拆下，信号电缆从热电阻接线端子上拆下分别短接，测量线路阻值分别除2，该阻值加上显示单元后接线端子上每根线上的锰铜无感调整电阻值应和显示单元标尺板上标明的外接线路电阻值相等，允许误差为±0.1Ω。
b、由热电偶、动圈仪表组成的测温系统：
系统试验之前首先从动圈仪表后拆下输入线，测量线路电阻值，该阻值加上锰铜无感调整电阻值应和动圈表标尺板上标明的外接线路电阻值相等，允许误差为±0.1Ω。
5.2.2热电阻作为测量元件
在进行系统试验之前，应先查看温度显示仪表显示值应为该热电阻所在位置的环境温度，然后把电缆从热电阻接线端子拆下，接到标准电阻箱上，根据设备规格表要求分度量程，查对对应的温度对照表，分别给出量程的三点上下行电阻值（50%测量点可选附近相对整数的电阻值），分别记录试验值，显示仪表试验误差值应符合要求。
5.2.3热电偶作为测量元件
在进行系统试验之前，应先查看温度显示单元显示值应为该测温点的环境温度。
然后把补偿导线从热偶接线端子上拆下，按正负接到mv发生器上，根据设备规格表要求分度量程，查对对应的mv对照表，分别给出量程的三点上下行mv值（50%测量点可选附近相对整数的mv值），记录试验值，显示仪表的试验误差值应符合要求。
5.3流量检测回路
5.3.1常规流量计作为测量仪表
试验之前，应首先确认流量计安装方向及前后直管段应符合要求，然后从流量计端子上拆下信号线，分别送出相应的电流或频率信号，记录试验值，显示仪表试验误差应符合要求。
5.3.2流量差压变送器作为测量仪表
把压力信号发生器连接到差变的正压室，负压室通大气，标准电流表串联到测量回路里，分别使压力信号发生器输出设备规格表要求量程的0%、25%、100%、100%、25%、0%，对应显示值应为流量量程的0%、50%、100%、100%、50%、0%，记录试验值，显示仪表试验误差应符合要求。
5.3.3带流量计算机的质量流量计作为测量仪表
先使流量计算机进行自检，通过后，从流量计算机里找到被测介质的粘度、密度、流量量程等参数应和规格书中相同，压力和温度补偿（如果有）显示值应符合当时情况，给流量计算机置位分别输出三点上下行模拟信号，显示单元应有相应流量显示，记录试验值，最大误差应符合要求。
对于质量流量计，在开表前，应再进行一次零点校准。
方法是：
被测物科全部充满检测元件，没有气泡，然后通过流量计算机进行零点校准即可。
5.4物位检测回路
5.1.1外浮筒液位计作为测量仪表
在该系统中串联一标准电流表，根据被测介质的比重计算出用水校验时的测量范围（计算公式见单台仪表校准试验方案），在排污处加水分别给出三点上下行值，分别记录试验值，显示仪表的试验误差应符合要求。
5.1.2单双法兰液位变送器作为测量仪表
首先应根据液位仪表计算表查对该液位是否有迁移量，如果没有，显示单元液位应指示为0（双法兰应把正负压室压力传导介质造成的压力差迁移掉），如果计算表中有迁移量，则显示单元液位应指示为零下；然后把信号电缆从变送器端子拆下，接入mA发生器，分别送出三点上下行mA值，显示仪表试验误差应符合要求。
5.1.3内浮筒、浮球、射频导纳、雷达、钢带等界面液位计作为测量仪表
界面液位计的系统试验应和甲方有关人员协商，如果可能，应由工艺专业人员配合向被测容器内加水（或别的允许的介质），进行零位和量程的标定，然后进行5点试验。
如果不可能，应首先把信号电缆从液位计端子上拆下，直接用信号发生器加相应的模拟信号，误差应符合要求。
然后在联动试车或化工投料试车阶段，用水或物料再做校准试验。
5.1.4液位差压变送器作为测量仪表
该变送器可参考流量差压变送器进行系统试验。
5.5成份检测系统
在线分析仪表应按说明书要求，先通电恒温一定时间，按校验的程序要求通入样品，样气，进行零位及量程的标定，相应显示单元也应显示零位值及满量程值。
然后用mA发生器加mA信号，指示应为对应值，误差应符合要求。
5.6报警系统试验
5.1.5检测系统的报警试验
在进行检测系统报警试验时，在检测仪表（元件）处加信号至对应的闪光报警器及音响报警，记录报警值，然后按确认按钮，闪光报警器应变闪光为常光，音响应停止报警，再加信号至闪光报警器常光熄灭，记录报警解除值，报警误差值应符合要求。
5.1.6压力开关作为为检测元件
用压力信号发生器给高报（低报）的压力开关缓慢加压（减压），至对应的闪光报警器及音响报警，记录报警值，然后按确认按钮，报警器应有相应动作。
再减压（加压）至闪光报警器熄灭，记录报警解除值，报警误差应符合要求。
5.1.7温度开关、流量开关、液位开关作为检测报警元件
以上开关可采用人为短接或人为断开检查闪光报警器及报警音响的动作情况应符合要求。
5.1.8机械位置开关作为检测报警元件
机械量开关可以用手改变开关状态检查报警器动作情况应符合要求。
5.1.9气体报警器报警系统
按下报警试验按钮，仪表指针应指示报警值，断开任意一根连线，仪表应报警，然后用标准样气接触探头，仪表应报警，并指示相应含量。
5.7联锁保护系统试验
5.7.1首先不投联锁，对所有的联锁条件和联锁结果分别试验。
检查联锁动作值应符合要求，按钮、开关、电磁阀及向电气专业送的接点应动作灵敏、可靠。
5.7.2由相关专业配合进行不带负荷的联锁试验。
首先由相关专业人员确认负荷解除，联锁管道里没有物料，然后使联锁条件都处于正常状态，把联锁投上，按该联锁保护系统逻辑图，分别给出一定的条件，控制阀及控制机泵起动的接触器应相应动作。
5.7.3由相关专业配合进行带负荷的联锁保护试验。
该项试验最好在单机试车的同时进行，联锁设备工作正常后，所有联锁条件都应处于正常状态，联锁投上，按该联锁保护系统逻辑图，人为给出一定的联锁条件，联锁设备应有相应的动作。
5.8调节系统试验
5.1.10单回路调节系统试验
a、调节系统的测量部分按相应的检测系统试验进行。
b、把调节器的手动—自动开关切为硬手动，测量—校验开关置测量位置，用调节器的手动操作机构分别输出三点上下行值检查调节阀应有相应动作，调节器和调节阀的动作方向应符合要求。
c、把手—自动开关置为软手动位置，把软手动操作键倾斜，调节阀应能全行程动作，当调节器输出一定值时，松开软手动开关时，调节器的输出应能保持，然后使软手动—自动、自动—软手动、硬手动—软手动—自动能实现无扰动切换。
d、设定PID各参数为一定值，使测量针和给定针有一定偏差，则手动——自动开关切换为自动后，输出应按PID曲线变化。
5.1.11基地式调节系统
a、基地式调节器如为压力调节，应用压力信号发生器加压做检测试验，如为温度调节，调节器指示为测量点环境温度。
b、将手动——自动开关置为手动，用手动定值器输出三点上下行值，调节阀应有相应动作。
c、设定PID各参数为一定值，使测量针和给定针有一定偏差，投自动以后，输出应按PID曲线变化。
5.1.12复杂调节系统的试验
主调
节器
副调
节器
招待器
副对象
主对象
副测量变送
主测量变送
给定值
F2
F1
副参数
主参数
a、 串级调节系统的试验：
上图为串级调节系统典型方块图。
①、串级调节系统试验应首先按5.8.1进行主（副）调节器的单独开环试验，主调节器的输出发生变化，副调节器的设定针（副调节器已改为外给定）应相应变化。
②、手动——自动开关置为自动，使主调节器输出为一恒定值，改变副测量参数，使副调节器测量与给定有一差值，则执行器应有相应变化。
③、使副测量参数保持一恒定值，置主调节器手动——自动开关切为自动，改变主测量参数值，使主调节器测量针与设定针有一定差值，则执行器应有相应变化。
b、比值调节系统（以单闭环比值调节系统为例，采用乘法器）：
乘法器
调节器
执行器
副物料
主物料
副测量Q2
主测量Q1
给定系数K
Q2=KQ1
上图为单闭环比值调节系统的典型方块图
①、首先按5.8.1进行调节器的开环试验。
然后进行和乘法器的运算试验，置调节器的给定开关为外给定，乘法器的输出应对应调节器的给定针指示值，并等于主测量Q1的K倍。
②、置调节器手动——自动开关为自动，使乘法器输出为一恒定值，改变副测量Q2，使调节器测量与给定值有差值，则执行器应有相应变化。
③、使副测量Q2保持恒定值，改变主测量值，执行器应有相应变化。
c、前馈调节系统（以前馈—反馈调节为例）：
下图为前馈—反馈调节系统的典型方块图。
反馈
调节器
前馈
调节器
对象
加法器
执行器
反馈测量
前馈测量
给定
给定
①、首先按5.8.1进行反馈（前馈）调节器的单独试验，试验时，先使前馈（反馈）调节器输出为0。
②、让前馈（反馈）调节器输出一定值，改变反馈（前馈）测量，则加法器输出到执行器上的值应为两调节器输出之和。
需要注意的是，前馈调节器的正反作用方式是否正确。
d、选择性调节系统（以锅炉连续型选择性调节系统为例）：
蒸汽压
调节器
燃气压
调节器
蒸气压力对象
压变
压变
低选器
调节阀
燃料压力对象
给定
给定
上图为锅炉连续型选择性调节系统的方框图
①、首先按5.8.1进行蒸气及燃料气压调节器的单独开环试验。
试验时，先使燃料气（蒸气）调节器的输出为最大。
②、让燃料气（蒸气）压力调节器的输出高于蒸气（燃料气）调节器的输出，则调节阀相应为蒸气（燃料气）调节系统，而随参数的变化调节阀应发生相应变化，而当燃料气（蒸气）压力调节器的输出低于蒸气（燃料气）调节器输出时，则低选器输出到调节阀上的值应相应由燃料气（蒸气）来控制。
需特别注意的是，该系统应符合正常控制及危险控制参数选择的正确性。
e、分程调节系统：
调节器
调节阀１
控制
对象
调节阀２
测量变送
上图为分程调节的典型框图。
按5.8.1进行调节器的单独开环试验，在调节器的输出为4~12mA时，调节阀1（或调节阀2）应满行程动作，在输出12~20mA时，调节阀2（或调节阀1）应满行程动作，需注意的是调节阀1（或调节阀2）的气开及气关应由工艺专业确认并符合设计要求。
液位
调节器
执行器
水流量对象
锅炉
液位
蒸汽流量对象
水流量变送器
液位变送器
蒸汽流量变送器
给定
f、三冲量液位调节系统：
上图为典型的汽包液位三冲量调节系统方块图。
①、首先按5.8.1进行液位调节器的单独开环试验，试验时，先使5.8.1中的b和c为零。
②、保持3个参数中的任两个不变，改变其中一个，调节阀的开度应相应变化，加（减）法器的输出应等于a-b+c的运算结果。
6.人员安排
序号
工种
人数
备注
1
调试工程师
1
2
调试负责人
1
3
调试工
2
4
电调人员
1
7.施工技术措施和质量保证措施
7.1参加系统试验的人员应熟悉图纸及仪表系统工作原理，具有熟练的调试技术，并已接受了调试工程师的技术交底。
7.2参加系统试验的甲、乙双方人员应分工明确，通力协作，施工单位的试验人员为试验操作者，建设单位参与试验人员应主要以试验的确认和监督为主。
7.3甲、乙双方都应确定一试验质量负责人，每个系统试验完成后，甲乙双方质量负责人及监理人员应共同签字
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