1　編制依據及適用范圍

1.1　編制目的

為貫徹實施公司質量管理體系，加強機電工程分公司施工質量管理工作，提高管理水平和服務質量，為了使在施工安裝時形成規范化、程序化，提高工作效率。依據公司質量管理體系文件和石油化工建設的有關標準規范，特編寫機電工程分公司自控專業施工用作業指導書。機電工程分公司自控工程施工的工程主要內容包括儀表單體校驗、保護管安裝、引壓線及伴熱線安裝、橋架及電纜敷設、現場儀表安裝、DCS系統安裝及調試、系統聯校、報警聯鎖試驗等。

1.2　編制依據

本施工作業指導書依據有關施工現行規范、儀表工手冊及多年施工經驗等編制而成。

GB50093-2002 《自動化儀表工程施工及驗收規范》

SH/T3521-2007 《石油化工儀表工程施工技術規程》

GB50131-2007 《自動化儀表工程施工質量驗收規范》

SY4205-2007《石油天然氣建設工程施工質量驗收規范 自動化儀表工程》

GB50484-2008 《石油化工建設工程施工安全技術規范》

GB/T50430-2007 《工程建設施工企業質量管理規范》

《儀表工手冊》 樂嘉謙（主編）

1.3　適用范圍

本作業指導書適用于*****公司承攬工程中的自控專業中各類流量儀表的安裝施工。

2　作業流程及作業內容

2.1　流量測量儀表的分類

測量流量的方法很多，按測量原理來分，流量測量儀表可分為速度式、容積式和質量式等類型。

1．速度式流量計 以流體在管道內的流速為測量依據。常用儀表有差壓式流量計、渦輪流量計、轉子流量計、靶式流量計、電磁流量計等。

2．容積式流量計 以單位時間內排出流體的固定容積的數目為測量依據。常用儀表有橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、活塞式流量計等。

3．質量式流量計 以流體流過的質量為測量依據。常用儀表有科氏力式、熱力式、溫度壓力補償式、密度補償式質量流量計等。

2.2　差壓流量計（差壓變送器）的安裝

差壓計安裝位置應選擇在靠近節流裝置，便于安裝、維護和觀察的地方；不影響操作人員通行，無強烈振動、無高溫、無腐蝕、無強電磁場干擾。直管段口徑應與流量計口徑一致。

測量氣體介質時，差壓計安裝位置應高于取壓點，如安裝位置低于取壓點，應在導壓管最低處安裝沉降器和排放閥；測量液體或蒸汽介質時，儀表安裝位置應低于取壓點，如安裝位置高于取壓點，則應在導壓管的最高處安裝集氣器和排氣閥。

如被測介質為高粘度、易結晶、腐蝕性介質，為了保證儀表不受影響，應加裝隔離裝置。

差壓計或差壓變送器的正（H）、負（L）壓室應與節流裝置的“+”、“-”符號相對應，若正負壓室接反，其表頭顯示值是負值。#p#分頁標題#e#

差壓計宜垂直安裝，儀表中心距安裝地面的高度宜為1.2m～1.5m，儀表的顯示部分應便于觀察；毛細管式差壓變送器的本體宜安裝在高壓側以下位置，安裝后要對毛細管進行防護，雙法蘭毛細管變送器安裝時，必須要用角鋼制作保護支架，防止毛細管的損壞。

差壓計或差壓變送器最好安裝三閥組，以防儀表單向受壓。

2.3　電磁流量計

電磁流量計是測速式流量計，其測量通道內壁涂有防腐層，測量通道內無節流部件，對流體無壓力損失，其輸出特性與被測液體的密度、粘度和流動狀態無關，適用于導電液體、腐蝕性或帶有固體顆粒液體的體積流量的測量，不能測量氣體、蒸汽和非導電性液體。

電磁流量計的使用條件是液體必須充滿測量管道，電磁流量計可安裝在無強磁場的垂直管道、水平管道或傾斜管道上，在垂直管道上安裝時，被測介質的流向應自下而上；在水平或傾斜管道上安裝時，不應安裝在管道最高水平管段上，兩個測量電極應處于水平位置，不允許處在管道的正上方和正下方位置。

電磁流量計最小直管段要求為上游側5D，下游側2D；安裝時要注意流量計的箭頭方向應與介質流向一致。

安裝注意事項：

1）前后直管段符合設計和規范要求。

2）為消除電磁干擾和使用安全，電磁流量計安裝時應將傳感器外殼、被測介質及工藝管道三者應連成等電位，并應有獨立接地，接地電阻應小于10Ω。

3）當管道公稱直徑大于300mm時，應加專用支撐；周圍有強磁場時，應采取防干擾措施。

4）管道專業安裝時，電磁流量計法蘭組對后，焊接時應將流量計拆下，防止過熱燒壞流量計。

2.4　轉子流量計

轉子流量計適用于測量中小型管徑雷諾數較低的中小流量，轉子流量計分為玻璃管轉子流量計和金屬管轉子流量計，玻璃轉子流量計一般用于就地顯示，安裝在操作閥門附近，以便于觀測與操作，金屬管轉子流量計一般為遠傳型，有氣遠傳、電遠傳、指示型、報警型等。

1　轉子流量計工作原理

轉子流量計是由一段向上擴大的圓錐形管子1和密度大于被測介質密度，且能隨著被測介質流量大小上下浮動的轉子2組成，如圖12-4所示。

當流體自下而上流過錐形管時，轉子因受到流體的沖擊而向上運動。隨著轉子的上移，轉子與錐形管之間的環形流通面積增大，流體流速減小，沖擊作用減弱，直到流體作用在轉子上向上的推力與轉子在流體中的重力相平衡。此時，轉子停留在錐形管中某一高度上，根據轉子懸浮的高低就可測知流體流量的大小。

轉子處于任一平衡位置時，有：

式中 V —— 轉子的體積；

ρ1、ρ0 —— 分別為轉子材料和被測流體的密度；#p#分頁標題#e#

P1、 P2 —— 分別為轉子前后流體作用在轉子上的壓力；

A —— 轉子的最大橫截面積；

g —— 重力加速度。

由于在測量過程中，V、ρ1、ρ0、A、g均為常數，所以轉子前后壓差（P1-P2） 為常數，此時，流過轉子流量計的流量與轉子和錐形管間環形面積有關。因錐形管由下往上逐漸擴大，所以環形面積與轉子浮起的高度有關。根據轉子的高度就可以判斷被測介質的流量大小。 顯然，轉子流量計是根據恒壓差、變流通面積法測量流量的。

2　轉子流量計的安裝注意事項

1）轉子流量計必須垂直安裝在無振動的管道上，并且流體流向必須自下而上；

2）上游側直管段長度為5D，下游側直管段長度為3D。

3）實際的系統工作壓力不得超過流量計的工作壓力，環境溫度和過程溫度不得超過流量計規定的最大使用溫度。

4）轉子流量計安裝時，不可對流量計施加壓力或扭力，固定必須保證牢固、流量計平正。

5）隨機配帶的磁性過濾器必須正確安裝。

2.5　超聲波流量計

超聲波流量計測量時流體中不插入任何元件，對流束無影響，也沒有壓力損失，可用于非導電、導電介質及強腐蝕性、高黏度、有毒、易燃易爆等介質的流量測量。

1　超聲波流量計的工作原理

超聲波流量計由發射換能器和接收換能器構成，發射換能器是利用壓電材料的逆壓電效應，將電能轉換成聲能的裝置，接收換能器利用壓電材料的壓電效應，將接收的聲波經壓電晶片轉換成電能，所以它是聲能轉換成電能的裝置。超聲波流量計的發射換能器和接收換能器之間具有特定關系，即二者可以互換、同一個換能器既可作發射器用，也可作接收器用，它的實現由控制系統的開關脈沖來實現。

超聲波流量計用來測量氣體流量的頻率通常在100 kHz～300kHz，測量液體的頻率通常在500kHz～5000kHz。

2　超聲波流量計的安裝

超聲波流量計的安裝、非接觸式換能器安裝一般采用夾裝式安裝，用專用夾具將換能器捆綁在管道上。

為了保證測量精度，超聲波流量計最小直管段長度要求為上游10D，下游5D。換能器可安裝在傾斜和水平管道上，也可安裝在流體自下而上流動的垂直管道上，對于水平管道，換能器探頭的位置應在與水平面成45°夾角的范圍內，不要裝在管道的頂部和底部，以免管道內的氣體和雜質進入測量聲道，影響測量精度；被測介質管道內壁不應有影響測量精度的結垢層或涂層。

對于干式安裝的超聲波流量計要知道確切的管道外徑、壁厚、材質以及襯里情況，管道內壁不應銹蝕、結垢、凹凸不平。

安裝注意事項：

1）安裝時，應除凈安裝管段處的保溫層，并將管壁表面打磨干凈，換能器軸向間距管段內不應有焊縫或法蘭，管道表面不應凹凸不平。#p#分頁標題#e#

2）在換能器工作面與管壁之間應涂抹足夠的耦合劑，接觸面之間不可有空隙和固體顆粒，以保證耦合良好。

3）通過式超聲波流量計取壓嘴安裝時，用導向管進行定位，保證嘴子對中。

2.6　旋渦流量計

旋渦流量計壓力損失小，精確度較高，量程范圍大，儀表工作特性不受流體壓力、溫度、粘度和密度的影響，適用于潔凈氣體、蒸汽和液體流量的測量，低流速和粘度高的液體不宜使用旋渦流量計。

1　旋渦流量計的工作原理

旋渦流量計的工作原理是基于流體振動原理，以流體旋渦發生的頻率與流體流速的關系作為流量檢測信息。旋渦流量計有兩種：一種是使流體產生自然振動的旋渦列的渦街流量計，另一種是使流體產生強制振動的旋進式旋渦

流量計。

渦街流量計的測量原理是，在流體流動的方向上放置一個非流線型物體時，在某一雷諾數范圍內，當流體流速足夠大時，流體因邊界層的分離作用，在物體的下游兩側將交替形成非對稱的旋渦列，兩行旋渦旋轉方向相反。如圖12-6所示。

流體旋渦產生的頻率與流速之間的關系為：

式中 St——斯特勞哈爾數；

v——流體流速；

d——旋渦發生體迎著流向的寬度。

從上式可知，流體在一定流動狀況下，旋渦的發生頻率f與被測流體的流速v和旋渦發生體的形狀（迎著流向的寬度）d有關，與流體密度、粘度、壓力和溫度無關；當d一定時，f與成v正比。

顯然，旋渦式流量計不受物理狀態變化的影響，故用水或空氣標定的流量計可直接用于其它液體或氣體的流量測量。

旋渦式流量計的輸出是與體積流量成比例的脈沖信號，易與數字儀表配套或與計算機配用，也可與模擬儀表配用。

2　旋渦流量計的安裝注意事項：

1）旋渦流量計應安裝在無振動的管道上，管道內壁應清法、光滑。如果管道上安裝有調節閥、手操閥等，旋渦流量計應裝在它們的上游5D以上的直管段上。旋渦流量計的下游直管段長度通常在5D以上。如果要在旋渦流量計附近安裝溫度計和壓力計時，則測溫點、測壓點應在渦街流量計下游5D以上的位置。

2）旋渦流量計的上游管道上有調節閥時，其上游直管段長度應在50D以上；當上游管道上有擴徑管（或一個彎頭）時，上游直管段長度應大于20D；當上游管道上有縮徑管時，上游直管段長度應大于15D。

3）旋渦流量計安裝時，方向必須保持水平；旋渦流量計與工藝管道的連接方式，無論是分體式還是一體式，都有插入式、法蘭式、夾持式三種方式。插入式連接方式多用于較大口徑管道；法蘭式安裝應注意流量計外殼上的箭頭標志方向應與流體流向一致；夾持式安裝同樣也應注意安裝方向，流量計軸線應與管道軸線重合，并垂直于水平管道安裝。法蘭式和夾持式安裝的密封墊片內徑不可小于管道內徑，更不可墊偏。#p#分頁標題#e#

4）旋渦流量計的放大器與流量計分開安裝時，兩者之間的距離不應大于20m，其信號線應使用專用屏蔽電纜。

5）安裝前應與管道專業進行安裝技術交底。

2.7　質量流量計

質量流量計分為直接式和間接式兩大類，質量流量計是直接式質量流量計中的一種典型儀表，該流量計的輸出特性與過程溫度、壓力、粘度、密度等參數無關，精度高，量程比寬，安裝、維護方便。

1　質量流量計的工作原理

質量流量計是根據科里奧利振動理論制成的流量計。其工作原理是：通過激勵線圈使管子產生振動，流動的流體在振動管內產生科氏力，由于測量管進出側所受的科氏力方向相反，所以管子會產生扭曲，在其左右兩側產生一個相位差，該相位差與質量流量成正比。

質量流量計由傳感器、變送器和顯示器三部分組成。傳感器通過電磁驅動器使傳感管以固有頻率振動，使其中的流體產生科氏力，將液體流量信號變成管子扭曲的相位差，電磁檢測器把該相位差轉換成相應的電平信號送入變送器，經濾波、積分、放大等處理后，轉換成與質量流量成正比的4mA～20mA模擬信號和一定范圍的頻率信號兩種形式輸出，顯示器及終端裝置，接收來自變送器的信號，通常以數字的形式顯示被測流體的瞬時流量、累積流量、介質密度和介質溫度等信號。

2　質量流量計的安裝注意事項

質量流量計現場安裝主要有傳感器和轉換器安裝。

流量計的傳感器應安裝在無氣、液混相的地方。彎管型傳感器水平安裝時，如測量液體流量，為防止氣泡在流量管內停留，應朝下安裝；如測量氣體流量，為防止液體在流量管內殘存，產生虛假流量，應朝上安裝。

傳感器安裝在泵出口管道上時，上游側直管段長度應為質量流量計過程連接法蘭體間距長度的4倍以上。

工藝配管及法蘭焊接，傳感器上、下游側管道法蘭口軸線、法蘭螺栓孔方位應對中，不可偏心，安裝時，工藝管道對傳感器不應有應力產生。

傳感器應安裝在無振動的管道上，安裝地點附近不能有大的振動源和產生較大磁場的設備。安裝在振動場所的流量計，出、入口宜用減振高壓金屬撓性軟管與工藝管道連接。在水平管道上安裝時，必須在傳感器上、下游側的工藝管道處增設剛性無應力支撐支架，卡設管道應牢固可靠，卡設不應墊設膠塑材質墊。

傳感器外殼上的箭頭標志方向應與流體流向一致，測量管內應始終充滿流體。

流量計的轉換器安裝位置與傳感器之間的距離宜近不宜遠。轉換器應安裝在不受振動、高溫、干燥的環境中，就地安裝的轉換器宜裝保護箱。

2.8　橢圓齒輪流量計

橢圓齒輪流量計是容積式流量計，測量精度高，適用于高粘度的潔凈液體的流量測量。#p#分頁標題#e#

1　橢圓齒輪流量計的工作原理

橢圓齒輪流量計的測量部分是由兩個互相嚙合的橢圓形齒輪A和B以及軸、殼體等組成。橢圓齒輪與殼體之間形成測量室。如圖12-7所示。

當被測流體流經橢圓齒輪流量計時，由于要克服儀表阻力必然引起壓力損失，從而在其入口和出口之間產生壓力差，在此壓力差的作用下，產生作用力矩使橢圓齒輪連續轉動。

在圖12-7（a）所示位置時，由于P1>P2，P1、P2共同作用產生的合力矩使A輪順時針轉動，而B輪上的合力矩為零， 此時A輪帶動B輪順時針轉動，A為主動輪，B為從動輪。在圖12-7（b）所示中間位置時，A輪和B輪都為主動輪。在圖12-7（c）所示位置時，A輪上的合力矩為零，而B輪上的合力矩最大，B輪逆時針轉動，此時B為主動輪，A為從動輪。如此循環往復，將被測介質以橢圓齒輪與殼體之間的月牙形容積為單位，依次由進口排至出口。橢圓齒輪流量計旋轉一周排出的被測介質體積量是月牙形容積的4倍。

橢圓齒輪流量計的體積流量Q為：

Q=4nVo （12-11）

式中 n —— 橢圓齒輪的旋轉速度；

VO —— 橢圓齒輪與殼體間形成的月牙形測量室的容積。

橢圓齒輪流量計的進出口差壓增大，泄漏量增大；流體介質的粘度增大，泄流量減小。

2　橢圓齒輪流量計的安裝注意事項

橢圓齒輪流量計對直管段沒有要求，安裝時，應在其上游加裝過濾器，濾去被測流體混有的雜質；若被測液體中含有氣體時，應在流量計前增設氣體分離器（除氣器）。

流量計宜安裝在水平的管道上，管道應設旁路，并在儀表上、下游的旁路管道上設置切斷閥，以便不停車時對過濾器進行拆卸清洗；流量計的刻度盤應處于垂直平面內，以便于觀察；流量計若需垂直安裝時，應安裝在副線上，被測介質的流向應自下而上。

安裝流量計前，管道應清洗干凈。

流量計安裝方向應注意儀表殼體上的箭頭方向必須與流體方向一致。

工藝管道吹掃之前必須拆卸下流量計和過濾器，吹掃合格后重裝。

2.9　靶式流量計

靶式流量計結構簡單、安裝方便，適用于粘度較高，含少量固體顆粒的液體的流量測量，測量精度較高，壓損較小。

1　靶式流量計的工作原理

在工藝管道中垂直于流體流動的方向上安裝一圓盤形的靶，流體經過時由于受阻必然要對靶產生沖擊作用，靶上所受的作用力與流體流速之間存在著一定的對應關系。流速越大，靶上所受的力也越大。只要通過力矩轉換形式測出靶上受到的作用力，便可求出流體的流量。

2　靶式流量計的安裝注意事項

靶式流量計可安裝在水平管道或流體自下而上流動的垂直管道上。靶式流量計安裝時靶面與流向垂直，方向箭頭與流向一致。#p#分頁標題#e#

預制和焊接在管道上的連接短管的長度應滿足流量計的靶面中心與工藝管道的軸線同心的技術要求。采用法蘭連接時，則連接短管的法蘭螺栓孔方向應使靶板正面迎著流體方向。

為保證測量精度，靶的上、下游應有一定的直管段長度，上游為5D～10D；下游為3D～5D。

工藝管道吹掃之前，應將初裝后的靶式流量計從管道上卸下來，管道吹掃合格后再正式安裝上，正式安裝時一定要認準靶的安裝方向。

2.10　渦輪流量計

渦輪流量計精度高，量程比寬，慣性小，反應快，可測脈動流量，儀表體積小，安裝維修方便。

1　渦輪流量計的工作原理

在管道中心安放一個渦輪，兩端由軸承支撐。當流體通過管道時，沖擊渦輪葉片，對渦輪產生驅動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉。在一定的流量范圍內，對一定的流體介質粘度，渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量。

渦輪的轉速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內永久磁鋼產生的磁力線時，就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進行放大、整形，產生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時亦將脈沖信號送入頻率電流轉換電路，將脈沖信號轉換成模擬電流量，進而指示瞬時流量值。

2　渦輪流量計的安裝注意事項

渦輪流量計應安裝在振動較小的水平管道上，如安裝在垂直管線上必須作補償校正。上、下游直管段的長度應符合設計文件要求，流量計上游管道長度應有不小于2D的等徑直管段，當上游管道上有擴徑管時，上游直管段長度應大于10D，當上游管道上有縮徑管時，上游直管段長度應不小5D，如果管道上安裝有手操閥、控制閥等，渦輪流量計傳感器安裝位置應選擇在閥門上游側5D以上的直管段上。如安裝場所允許，上、下游直管段長度最好不小于20D和5D。

渦輪流量計安裝過濾器和消氣器時，必須要符合設計及廠家的要求，才能進行安裝。

為了保證流量計檢修時不影響介質的正常使用，在流量計前后管道上應安裝切斷閥，同時應設置旁路。流量控制閥要安裝在流量計的下游，使用時上游所裝的截止閥必須全開，避免上游部分的流體產生不穩流現象。前置放大器與變送器間的距離不宜大于3m。

備注：一般情況下，流量計的安裝均由工藝管道專業來完成，儀表專業應在安裝前做儀表相關方面的檢測，安裝時配合工藝管道專業共同完成安裝。對流量計所在的管線提出要求，并且符合設計文件和規范要求。#p#分頁標題#e#

所用到的工器具有：24伏穩壓電源或220伏交流電源、萬用表、福祿克（FLKUE744）、活扳手、卷尺、直角尺、活扳手、螺絲刀。

3　質量保證措施

1.儀表設備安裝施工應嚴格按照自控設計圖紙、儀表設備安裝使用說明書及GB50093-2002《自動化儀表工程施工及驗收規范》的要求進行安裝。

2.儀表設備安裝施工嚴格按照公司《質量計劃》要求進行，同時自覺接受并積極配合業主、監理公司及質量檢驗人員的監督檢查。

3.在施工過程中加強對班組人員的質量、服務意識教育和施工質量的檢查，發現問題及時整改。設備安裝施工前對施工人員進行施工前技術交底和安全措施交底。

4.所有的設備安裝完后應有安裝記錄,并及時報監理和甲方相關人員簽字.

4　安全措施

（1）施工嚴格按照《HSE作業計劃書》的要求進行，施工前對施工人員進行詳細的安全交底。在施工中加大安全生產宣傳力度，使安全意識深入人心。建立班前安全講話制度，將工作任務分解，落實具體的安全措施。

（2）各工種嚴格遵守本工種安全操作規程及通用安全操作規程。本工程特種作業人員包括儀表工、焊工、起重工等必須持證上崗。

（3）施工作業前，必須按照有關安全管理規定辦理各種特種作業許可證，不得擅自隨意施工。施工中注意保持環境衛生清潔，保證施工現場整潔暢通。

（4）導壓管試壓，需嚴格按照技術文件規定壓力值進行試壓，嚴禁超壓操作，檢查漏點時，面部不得正對法蘭或過程連接處，處理漏點時不得帶壓處理或焊接。

（5）腳手架使用前應經嚴格檢查，符合要求后方可使用。使用過程中不允許隨意拆卸架桿，如需要拆卸個別架桿，應由專業的架子工完成，使用后及時恢復。

（6）使用乙炔火焰煨制彎管時，動火點與氣瓶之間的距離要保持在15米以上，動火點周圍可燃物應清理干凈。

（7）孔板安裝人員，手指嚴禁伸入螺栓孔內，使用大錘敲擊敲擊扳手時，不得戴手套揮打，兩人需口令一致，打錘方向的正前方嚴禁站人。

#大泉金屬轉子流量計#