工业废水零排放之仪表及控制系统设计要求

在工业废水零排放工程中，仪表及控制系统对后期的运行操作相当重要，仪表及控制系统的普遍设计要求，仅供参考。

一、现场仪表

1、现场仪表选型原则

（1）现场仪表的选型应符合国家及行业相关的标准和规定。

（2）界区内仪表防护等级不低于IP65。

（3）所有变送器选用智能型带Hart通讯协议，并带液晶数字表头，工程接口为M20*1.5（M）。

（4）开关类仪表选用双刀双掷，触点容量为：220VAC/3A或24V/2A，压力开关工程接口为M20*1.5（M）。

（5）就地温度指示仪表选用带外保护套管的双金属温度计，刻度盘直径选用100mm。轴系测温元件选用Pt100双支热电阻。

（6）就地压力指示仪表，刻度盘直径选用100mm，采用不锈钢压力表，振动场所采用耐振式压力表, 工程接口为M20*1.5（M）。

（7）就地液位指示选用带荧光显示的磁翻板液位计。视镜液位及密封材料耐要求耐高温、耐腐蚀、能够内部冲洗，附带清理积盐装置。

（8）所有气动调节阀门定位器采用带HART协议智能型。

（9）所有电磁阀24VDC供电，低功耗，电磁阀带接线盒。

（10）空气过滤减压器选用国产优质。

（11）就地压力指示仪表，一般采用径向型结构，精度不低于1.6%，刻度盘直径一般选用 100mm，压力表感压元件应采用弹簧管、膜盒或膜片，振动场合采用耐震结构或采取减震措施的压力表（如充液式）。压力表螺纹连接采用 1/2"NPT（具体依据工艺条件，在开工会上进行确定）。外壳材质不低于304SS。管道压力等级大于等于 CL600 的压力表，应有泄压等安全措施。

（12）所有的压力/差压变送器原则上采用EJA压力变送器，带 316SS 二阀组、三阀组或五阀组，水平不锈钢支架（适合固定在 2"管上）。

（13）就地温度指示仪表，选用带外保护套管的万向型双金属温度计，表盘玻璃为防爆型安全玻璃。法兰 1-1/2 RF/RJ,温度外套管、法兰均为不锈钢材质，一体式结构。外壳材质不低于 304SS，精度不低于 1.5%，刻度盘直径一般选用 100mm。

（14）就地液位计包括大视窗无盲区透光式玻璃板或磁翻板液位计，在连接仪表侧（上下两个）应配有钢球自封装置。就地液位计成套带放空、排污球阀（尺寸为 1/2″）及六角管帽。

（15）液位仪表测量优先选用差压式液位仪表，也可考虑使用浮筒液位变送器等其它液位仪表。

（16）当选用外浮筒液位变送器时，优先选用“侧-侧”安装的法兰连接，浮筒材料最低为316SS，在温度高于200℃或低于0℃时，扭力管部分应带散热片或延长管。

（17）流量测量优先选用节流装置、质量流量计和涡街流量计，合理选择前后直管段长度。

（18）调节阀采用薄膜或气缸执行机构，直通或角型阀体。阀门定位器采用智能阀门定位器(山武、西门子等品牌)，并支持HART通讯协议。

（19）8"和8"以下的调节阀优先选用Globe调节阀（单/双座或套筒式）。10"和10"以上口径或低压差情况，采用蝶型阀或偏心旋转阀。对于介质中含有固体粉末或粘度较大的情况，采用V型球阀或偏心旋转阀。对于噪声较大的情况，采用低噪音调节阀。根据工艺介质及操作要求也可选用角型阀、三通阀、波纹管密封阀等形式。对于高压差、闪蒸、空化、腐蚀、高噪声等情况，可选用特殊的阀芯和阀体设计。阀门的安装要考虑防止震动措施。

（20）阀体材料应符合工艺介质要求，连接法兰规格应与管道专业管路标准级别相适应。阀体材料一般参照管道等级规定来确定，不选用铸铁。当使用温度超过220℃或低于0℃时，阀颈应带散热片或延长颈型。操作温度低于200℃密封填料选用聚四氟乙烯人字型填料或聚四氟乙烯混合填料。操作温度为200℃或更高应选用石墨填料。

（21）防爆区域切断阀采用顶装式或二片式固定球阀，不接受三片式球阀。球阀必须在某一法兰处标明介质流向。球阀采用全通径，双向金属硬密封球阀，泄漏等级双向VI级。电磁阀一般采用ASCO低功耗，≤4W，24VDC，材质不锈钢。限位开关使用WESTLOCK、TOPWORX等同档次品牌，电气接口尺寸1/2”NPT。过滤减压阀采用铸铝或不锈钢材质。气动执行机构所需扭矩基于供气压力0.6MPA(G)，安全系数不小于1.5倍，执行机构要能承受设计压力0.8MPA（G）的供气压力。气路管件、连接接头采用不锈钢材质。阀杆采用防飞出设计，防飞出限位器与阀杆是一体化成形的。填料函应配置一个可以调整的填料压盖，填料函螺栓能够很容易的去调整，而不用拆卸上阀盖或执行机构的任何部件，支持自调整填料系统。电磁阀CV值不够时可使用气控阀实现动作要求。过滤器、减压阀、压力表随调节阀门成套，输入带压力测量，压力表不锈钢材质，精度2.5%FS以内。阀门开关时间必须满足阀门数据表的要求，防爆区域选择防爆接线箱选用符合GB3836标准或IEC60079标准，可在2区环境中户外安装使用的增安型（不低于Exe IIC T4），材质不低于304SS，防护等级不低于IP65。接线箱内端子排预留20％余量。

（22）防爆区域仪表接线箱侧进（仪表盘架）或底进（底座）底出（接线箱至机柜间）。防爆区域仪表及接线箱进口应配不锈钢铠装防爆电缆密封接头(Gland)，出口（接线箱至机柜间）为非铠不锈钢防爆电缆密封接头(Gland)。电缆密封接头(Gland)必须具有双层密封功效。仪表及接线箱备用进/出口配不锈钢防爆堵头，型式为六角头，用于接线箱与外部隔离用。采用公制螺纹接头。

（23）防爆区域仪表接线箱应根据不同信号类型分开设置：本安信号-模拟量，热电阻-模拟量，非本安信号-模拟量，非本安信号-开关量，电源供电。联锁信号端子与非联锁信号端子进行隔离，相对独立。

（24）防爆区域电磁阀一般采用ASCO低功耗，≤4W，24VDC，材质不锈钢。

2、现场仪表安装要求

（1）仪表安装保证整齐、规范、美观。安装位置合理，考虑不同专业间的检修方便，有效减少仪表撞击损坏。

（2）就地显示仪表与远传仪表须分别采用独立取压口，且须设根部阀隔离。

（3）仪表根部阀宜选用球阀或闸阀。排净或放空的阀门宜选用截止阀，当物料易堵时应采用球阀。在缓冲器等振动大处，需要采用厚壁短节、加支撑等加强措施。

（4）所有根部阀、放空阀、排污阀在介质压力大于等于600LB应加装双阀。根部阀要求设置一体式双阀(DB)。

（5）仪表测量引压管应配置进口英制TUBE不锈钢316SS管，1/2“OD。一般仪表测量引线连接方式为双卡套连接，高压场合卡套接头品牌SWAGELOK或PARKER。

（6）防爆区域仪表与接线箱之间的电缆：阻燃型，多股铜芯，钢丝铠装，聚乙烯绝缘，聚氯乙烯护套，铜线编织屏蔽软电缆（轴系仪表除外）。从现场仪表接至现场接线箱的电缆截面积：1.5mm²。

（7）仪表电缆保护管采用热镀锌穿线管，内壁不能有毛刺。仪表电缆保护管之间，应采用圆柱管螺纹连接，螺纹处要涂导电性防锈脂，并用锁紧螺母锁紧。转角处可以裸露。保护管应排列整齐、固定牢固。用304SS材质U管卡固定时，管卡间距应均匀。

（8）电缆接头均采用预绝缘冷压接头进行压接。振动场所仪表采用环形预绝缘冷压接头，非振动场所仪表可以采用叉形预绝缘冷压接头，接线箱采用管型预绝缘冷压接头。

（9）电缆接头处采用恰当尺寸的套标进行标识，采用起点/终点标识，标记为白底黑字或黄底黑字。每根电缆的两端也要进行起点/终点标识。

（10）与执行机构相连接的气动信号管线采用公制TUBE管，不锈钢材质。一般采用卡套式连接方式。若采用螺纹连接部件必须采用聚四氟乙烯密封胶或其它适宜的方式密封，不允许使用聚四氟乙烯带。

（11）有足够的安装和操作空间，设置维护平台，容易安全操作和维护。

（12）除直接安装在工艺管道上的仪表，现场仪表安装高度为：仪表中心到地面（或楼板）距离为1.2m。现场仪表不设仪表保护箱，特殊场合除外。当仪表需要保温伴热时采用仪表保温箱。

（13）一次连接的导压管及管阀件的材质为不锈钢，导压管的管径选用Ф14。

（14）仪表至接线箱电缆布线采用镀锌水煤气管，酸碱罐及计量箱处仪表电缆布线采用UPVC塑料管。

（15）考虑到具体使用，仪表及仪表接线箱下进下出，接线箱按信号类型分类设置。出线口规格为G1-1/2"规格，出口配带GLAND接头。

（16）现场桥架可采用槽式镀锌桥架或无碱玻璃钢桥架，若采用玻璃钢桥架须用镀锌角铁、槽钢沿桥架延伸方向全程托衬，[400（含[400）以下采用50*50镀锌角铁托衬，[400以上采用10#槽钢托衬，桥架横向支撑间隔不得超过2米。

（17）仪表电缆选型：仪表信号电缆应能满足现场环境温度要求，采用阻燃屏蔽计算机双绞电缆，电缆截面积为1.5mm2。

二、自动控制系统

零排放装置一般采用DCS或PLC控制系统，自动控制系统控制柜设置于装置内控制室。

为了保证系统的稳定的运行，整个自控系统采用UPS供电系统；当外供电源掉电能保证所有数据完整性，为整个系统提供安全保证。UPS后备时间为30分钟。

自控系统留有与中央控制室DCS的软件接口（OPC），以便和DCS系统相连接。

本自控系统设计为多台工程师站、多台操作员站，放置在装置内控制室。

控制系统利用和利时DCS控制系统MACS6，版本6.5.3化工版，包括HOLLiAS MACS V6.5.3工程师软件及工程师站授权、HOLLiAS MACS V6.5.3操作员软件及操作员站授权、通讯OPC软件及授权，K系列硬件系统，各种信号（AI、AO、DI、DO等）点数按20%余量提供硬件设置，安装、组态及调试由卖方负责。其中如有成套设备的PLC系统与DCS系统控制通过硬点接线控制，不用通讯控制；只参与在DCS上显示的PLC点可以用通讯来显示。

综上所述，文章中简要介绍了在工业废水零排放工程设计中仪表及控制系统的设计要求，望专业人士不吝赐教。