分析仪表安装作业指导书

编 制：高忠续 张 勇 何 胜

审 核：程云龙

批 准：

机电工程分公司

二O一二年十一月

1　编制依据及适用范围

2　作业流程及作业内容

3　质量保证措施

4　安全措施

分析仪表安装作业指导书

1　编制依据及适用范围

1.1　编制目的

1.1.1 依据现行的施工标准规范、规程，总结公司成熟的分析仪表安装施工工艺，结合公司仪表工程施工特点，编制《分析仪表安装作业指导书》。

1.1.2　使分析仪表安装作业过程质量控制和安全风险控制达到规范化、程序化，保证全过程的施工安全和施工质量，提高施工效率；

1.1.3　作为持续改进质量管理体系、HSE管理体系的基础和依据；

1.1.4　作为职工培训、学习教材，以提高施工人员素质和技术水平；

1.1.5　为工程技术人员编制施工技术方案提供参考。

1.2　编制依据

本作业指导书依据有关施工现行规范、仪表工手册及多年施工经验等编制而成。

GB50093-2002 《自动化仪表工程施工及验收规范》

SH/T3521-2007 《石油化工仪表工程施工技术规程》

GB50131-2007 《自动化仪表工程施工质量验收规范》

SY4205-2007 《石油天然气建设工程施工质量验收规范 自动化仪表工程》

GB50484-2008 《石油化工建设工程施工安全技术规范》

GB/T50430-2007 《工程建设施工企业质量管理规范》

《中国石油天然气股份有限公司炼油化工建设项目竣工验收手册》　中国石油天然气股份有限公司炼油与化工分公司 2008.7

《仪表工手册》 第二版 乐嘉谦（主编）

1.3　适用范围

本作业指导书适用于中国石油天然气第七建设公司承揽工程中自控专业的分析仪表设备的安装。

2　作业流程及作业内容

2.1 作业流程

2.2 施工准备

2.2.1　分析仪表施工平面布置图、安装图、设备规格书及材料表等准备齐全。

2.2.2　技术人员及施工人员进行专业图纸审查和图纸会审，对图纸审查中发现的问题及时上报监理、业主及专业设计人员。

2.2.3 编制设备、材料计划，编制施工技术方案，并报批。

2.2.4 对施工人员进行调配，并进行人员培训。

2.2.5 施工过程中需要的设备、机具、计量器具及消耗材料准备齐全。

2.2.6 技术人员对作业人员作好施工技术交底和安全技术交底，明确施工重点、难点，使参加施工人员掌握施工技术质量要求和图纸要求。

2.3 分析仪表设备、材料验收

设备、材料到货后由采购单位组织监理单位、施工单位技术、质检、供应和主要安装施工人员参加，共同进行设备的开箱验收及材料验收。

2.3.1　核对设备箱号，检查设备包装箱外观，应无碰撞、破损、受潮等现象；逐箱开验，核对分析仪表的数量、规格、型号、电源电压、输出信号、防爆/防护要求与是否装箱一致，是否与设计相符。

2.3.2　分析仪表必须具备产品出厂合格证、安装使用说明书及有关图纸等随机文件资料。

2.3.3　对分析仪表的附属设备、零部件、易损件等进行外观检查，不得有缺陷。

2.3.4　对材料验收包括：材料的外观、规格、型号、数量、材质，并有材质证明书。

2.3.5　验收完后，办理交接手续，对出现的问题应由采购单位签字认可并限期解决。

2.3.6　分析仪表安装前，对分析仪表及随机材料、样气、过滤减压器、备品备件等进行编号入库，统一保管。

2.4　 分析仪表取源部件的安装及验收

2.4.1 取样点位置的选择

（1） 取样点位置应根据设计文件要求设在无层流、涡流、无空气渗入、无化学反应过程的位置，取样点应压力稳定。

（2） 取样点能提供清洁、干燥的样品，该点样品能及时、灵活、准确地反映过程流体的被测参数的变化，是可测量的工艺流体；

（3） 取样点与过程测量仪表之间的工艺过程滞后时间短；

（4） 取样点能得到适当的样品压力和温度；

（5） 取样点一次阀方便操作、维护；

（6） 取样器头部伸至管道的中心，且取样口背向样品流向；

（7） 取样点应取在工艺管道的顶部或侧面。

2.4.2　 分析仪表取源部件的安装

2.4.2.1 在水平或倾斜的管道上安装分析取源部件，测量不同介质时，其取源方位不同。分析取源部件的安装方位应符合以下规定：

（1）测量气体介质时，在管道的上半部；

（2）测量液体介质时，在管道的下半部与管道的水平中心线成0°～45°夹角的范围内；

（3）测量蒸汽介质时，在管道的上半部以及下半部与管道的水平中心线成0°～45°夹角的范围内。

2.4.2.2 被分析的气体内含有固体或液体杂质时，取源部件的轴线与水平线之间的仰角应大于15°。

2.4.2.3 取源部件为插入式安装部件，取样部件取样端口宜处在工艺管道中心位置。

2.4.2.4 直通式取样探头端口为45°坡口式，其开口应背向流体流动方向安装。

2.4.2.5 混均型取源部件的端头也应插至管道中心处。

2.4.2.6 取源部件与工艺设备、管道的焊接及法兰、螺纹连接应符合相关技术文件规定。

2.4.2.7 取源部件安装完毕，应做密封性试验和耐压试验。试验工艺施工同步进行。

2.4.2.8 根据产品说明书要求，测量管路需要脱脂的，应按要求进行脱脂处理。

2.4.3 分析仪表取源部件验收

2.4.3.1 在线分析仪表安装前，组织监理、业主代表、施工单位技术质检人员对取源部件进行工序交接验收。

2.4.3.2 检查取源部件的安装位置，法兰、阀门的规格、型号、压力等级、材质等。

2.4.3.3 对取源部件验收完毕，各方代表在工序验收单上签字，对发现的问题由取源部件施工班组限期整改。

2.5　分析仪表的安装

2.5.1　分析仪表的组成及分类

2.5.1.1 分析仪表的组成

分析仪表是对工艺生产过程的原材料和在生产过程中所产生的物质或产品的组分进行自动、连续测量的仪表，通常称为在线分析仪表。分析仪表不包括人工采样、理化室使用的分析仪和便携式分析仪。

分析仪系统是实现对工艺过程物流介质进行连续取样、处理、测量、显示而建立的样品传输、信号转换和应用的系统。

分析仪表一般包括取样与预处理装置和分析器（测量部分、显示及数据处理部分）。

取样装置的功能是从工艺物流中取出具有代表性的样品传输给预处理装置。预处理装置是将样品经过过滤、调压、调温、调速、分离等处理，将符合分析仪所要求的样品传输至测量设备。

测量部分的功能是将样品中待测组分的某些物理、化学特性或各组分在同一特性上存在的差异，转换成与特性量值成比例关系的电信号。

显示与数据处理部分的功能是将电信号量转换成能直读或记录待测组分的浓度。同时，将信号或经数字化处理后的信号送至计算机系统。

分析仪表取样系统安装时，应核查样品的除尘、除湿、减压以及对有害和干扰成分的处理系统。分析取样系统应有合适的过滤器，系统应畅通无杂质。对固体含量高的试样回路，宜采用并联过滤器。取样系统管道应整齐布置，并应使气体或液体能排放到安全地点。

分析仪表和取样系统的安装位置应尽量靠近取样点，安装方式应符合产品技术文件的规定。

预处理装置的安装形式有架装式和箱内组装式。测量含灰尘、杂质介质的分析仪表，其预处理装置必须配置净化装置；测量高温、高压介质的分析仪表，其预处理装置必须安装冷却、减压和稳压装置，预处理装置内部管路各连接点应做气密检查。

分析器的排放管应与排放总管连接，且畅通无渗漏。

2.5.1.2　分析仪表的分类

（1） 按使用目的分类：在线分析仪表分为生产过程监控仪表、装置和人身安全检测仪表等。

（2） 按工作原理分类：在线分析仪表可分为电化学式分析仪、红外线分析仪、紫外线分析仪、工业色谱仪、磁导式分析仪、热导式分析仪和光电式分析仪等。

电解式微量水分析仪由检测器和显示器组成，其体积小、重量轻、测试方便、响应迅速、测量范围大，可检测低于1PPM的水分含量，特别适用于高质量气体生产、半导体制造及变压器绝缘气的湿度测量。

电解式微量水分析仪采用电解法测试原理。仪器将干燥剂吸收的水分经电解池电解成氢气和氧气析出，电解电流的大小与水分含量成正比，通过检测该电流即可测得样气的湿度。

（3）按被测介质分类：在线分析仪表可分为氧量分析仪、氢量分析仪等。

氧量分析仪可分为氧化锆氧分析仪、微量氧分析仪和热磁式氧分析仪。

热磁式氧分析仪属于磁学式分析仪，为了使热磁式氧分析仪的准量准确，要求测量室有恒温控制，加热丝的电源稳定，气体流量和压力恒定。

（4）按被测介质的相态分类：在线分析仪表可分为气体分析仪和液体分析仪。

2.5.2　氧化锆分析仪的安装

氧化锆分析仪是基于电化学中浓差电池原理工作的。氧化锆分析仪是工业上应用非常广泛的氧含量分析仪器，常用于锅炉燃烧系统和烟道气中氧含量的分析，其特点是结构简单、灵敏度高、响应快、维护方便、价格便宜。

锅炉燃烧系统的供风量和烟道气中的氧含量是发电厂、石化生产装置生产过程严格控制的操作参数。燃料燃烧过程如供风量不足（即缺氧），燃料燃烧不充分，烟气中含有大量的CO和C，会污染环境；如供风量过大，燃料燃烧虽然充分，但空气中的过量氧、氮与燃料中的硫成分生成二氧化硫、氮化物等有害物质，同时带走大量热量，不仅造成环境污染，而且浪费热能。氧化锆氧分析仪是用于锅炉燃烧系统和烟道气中氧含量监测的重要在线分析仪表，它起着节能降耗、减少环境污染的重要作用。

氧化锆传感器结构紧凑，无需复杂的取样及预处理装置，只是对参比气体（空气）应提供稳压稳流器件，安装技术要求比较简单，安装时应注意：

（1）安装地点应选择在烟气流通条件好、探头型号和烟气温度相适应、便于安装和维修、无振动、无明火燃烧的地方。

（2）在现场组装同类型分析仪时应成套组装、成套分别保管，不可互换。

（3）氧化锆探头材质是陶瓷，质脆易断，无论是保管、搬运、安装都必须轻拿轻放。

（4）氧化锆元件要在650℃以上才能工作，所以650℃以下用低温插入式探头及带温度控制的变送器，650～900℃选用高温直插式探头及带温度补偿的变送器，而900～1800℃采用抽气取样式探头及温度冷却控制的变送器。

（5）探头与烟道的接口必须密封，尤其在负压操作条件下，接口若有微小的渗漏将会造成极大的误差。

（6）氧化锆分析仪探头处应设置净化风管线，施工时注意不要遗漏。

（7）注意电源线和信号线分别单独配管敷设，以免影响测量信号。

由于氧化锆分析仪探头长期使用会积有炉灰、油垢等，会引起测量误差，故需定期检查清理。

2.5.3　色谱分析仪的安装

工业色谱分析仪可用于检测工艺气体中的氧、氢、惰性气体以及水含量，炼油精制中的各种烃类化合物含量，硫化装置尾气中的二氧化硫、硫化氢含量等。其量范围很宽，可从十亿分之几到百分之百。色谱分析仪的特点是具有将被分析样品中的各种组分按时序间隔分别检测出每一组分在样品中的含量。

色谱分析仪的工作方式是间隔取样，且要求每次所取样品必须是实时工艺物流样品，因此其取样装置应设置快速取样环路。色谱分析仪可分析气相或液相样品，安装前必须弄清被分析物流状况，才能正确确定取样方位。

工业上常用的色谱分析仪有热导式（TCD）、氢火焰离子型（FID）等类型。热导型（TCD）工业色谱分析仪为浓度型检测器，其热导检测器清洗通常采用浸泡的方法，先用高沸点溶剂、后用低沸点溶剂，然后吹干。

色谱分析仪安装时应注意事项：

（1）色谱仪运送至现场应进行依次全面检验，检查仪器设备、配套器件是否齐全、完好无损，箱柜内管道、电源和信号线配置是否完备。

（2）取样部件安装的位置应选择在压力稳定、能灵敏真实反映组分变化和具有代表性的地方，取样方位应有利于所取样品的物相单一。

（3）分析仪与取样装置之间的距离应尽可能近。

（4）快速环路取样点压力应大于回流点的压力。

（5）输样管路必须是洁净、干燥的。对不符合要求的管子应进行处置，直至合格。

（6）对于汽化样品输样管路应采取伴热措施，以防气样冷凝。某些液态样品为防止凝结也可能需要采取绝热或伴热措施。

（7）输样管路通常采用316不锈钢，连接管件也采用不锈钢材质。

（8）用于样品排放（或回收）的管路应畅通，排放管路径宜选用稍大口径的管子。排放于大气的放空管口应处在安全可靠位置。

（9）用于分析样品中微量水含量（即10-6级或更低）的取样输送管路，管路中所有管阀件都必须经过钝化处理后方可使用，以防金属的吸水性影响检测准确度。

（10）氢火焰离子型（FID）色谱仪安装时应防止喷嘴堵塞，造成检测器点不着火。

（11）管路接头密封材料严禁采用橡胶、塑料膜和油基润滑剂等材质。

2.5.4　电导仪的安装

电导仪是基于电解质溶液中的溶质电离，使溶液具有导电能力，而溶液的电导率与待测组分之间具有一定的关系，从而可以通过测量电导率而得到组分浓度的分析仪器。

电导仪安装时应注意：

（1） 电导池安装流向必须是下进侧出，以保证电极全部浸入溶液中。它可以装在工艺管道上，也可安装在旁路管上。

（2） 电导池中被测液体不应含有气泡、固体物质，且沉淀不能堵塞电导池的通道；被测液体的压力和温度不得超过仪表技术条件所规定的范围。

（3） 连接电导池的电缆必须用绝缘较好的屏蔽电缆，其绝缘电阻应大于100MΩ，导线电容应小于2200pF，导线电阻应小于2.5Ω。否则应采用直径较粗导线，并要穿管保护。为了提高电导仪的测量精度，可采取减少线间分布电容和缩短电极引线长度的措施。

（4）仪表应有良好的接地，接地电阻不大于4Ω，电源线与仪表的检测线路之间的绝缘电阻应大于10 MΩ。

（5） 电导池尽量安装在室内，如要安装在室外，应加防护罩，防止水汽进入电导池，破坏绝缘性能。

（6） 样品流速低时，建议采用样品流入电导池开口的安装方式。

2.5.5　工业PH计的安装

工业pH计又叫酸度计，是用电位法测量酸碱度的仪器。工业pH计的应用极其广泛，在各行各业的脱盐水、循环水和污水处理上都要采用pH计连续测量水溶液中氢离子的浓度。工业pH计具有高精度、高可靠性、安装及维护方便等优点，同时对污染也较敏感，需要经常标定，每两年更换一次电极。

工业pH计由发送器和测量仪器两大部分组成，发送器由玻璃电极和甘汞电极组成，其作用是把pH值转换成直流信号，pH计的测量仪器一般用电子电位差计。

一般工业pH计只能在环境温度为-10℃～50℃范围内工作，而且温度变化要小。温度对老化有较大影响，100℃下贮存几周的pH计老化程度相当于室温下贮存一年的老化程度。

工业pH计应避免与潮湿气体接触。潮气的浸入会降低仪器的绝缘性，使其灵敏度、精确度、稳定性都降低。

工业pH计安装时要注意：

（1）安装地点应选在环境温度变化小、环境湿度不超过仪表的允许范围、无腐蚀性气体、周围无振动，无强电磁干扰的地方。不能装在附近有热辐射源的地方，以防仪表内部温度升高。

（2）工业pH计测量系统的工作接地应在信号源处单点接地，即在现场接地。

（3）玻璃电极球泡注意不要碰撞，以防损坏，同时不宜接触油性物质，如不慎沾有油污可先用四氯化碳或乙醚冲洗，再用酒精冲洗，最后用蒸馏水洗净。

（4）甘汞电极的氯化钾溶液中不允许有气泡存在，其中有极少结晶，以保持饱和状态。如结晶过多，毛细孔堵塞，最好从新灌入新的饱和氯化钾溶液。

（5）正式投用前，不要打开探头护套，以免探头老化。

2.6　分析取样管道安装

分析取样管道的材质一般选用奥氏体不锈钢，材质不得与试样发生化学反应，不能从试样中吸取组分，不得将杂质渗透和扩散到试样中，不得有明火或其他不安全因素。

分析取样管道一般采用卡套式连接方式；如采用螺纹连接，密封填料不得进入系统内。敷设前应先将管子、阀门、配件等清洗干净，保证管子无油、无锈、无有机物、无杂质等。

取样系统安装位置应安排合理，使其不受机械损伤，并且操作维修方便；安装路径应尽量短，一般分析取样管道长度不宜超过15m，烟气分析器管道长度不宜超过10m；取样系统部件宜尽量少，以保证试样的正确传递和处理。

分析取样管道应整齐布置，并应使气体或液体能排放到安全地点，有毒气体应按设计文件规定的位置排放。

在分析仪入、出口处和试样返回线上应装止回阀，阀门流向应正确。

分析取样系统应设置过滤器，系统应畅通无杂质。对固体含量高的试样回路，应采用并联过滤器。

2.7　过程报警装置的安装

2.7.1　可燃气体报警器的安装

可燃气体报警器是区域安全监视器中的一种预防性报警器。可燃气体报警器用于检测区域内环境空气中可燃气体或蒸汽的含量，当空气中可燃气体浓度接近或达到爆炸极限时，可燃气体报警器及时报警，警示区域管理人员或操作人员查找并排除可燃气体泄漏源，并启用区域排风措施，避免火灾或爆炸事故的发生。

生产过程中的可燃气体或蒸汽的泄漏，与空气相混合，当空气中的可燃气体或蒸汽浓度在爆炸下限至爆炸上限范围之内时，只要有一定能量的点火源存在，这种混合气体就会发生燃烧或爆炸。

可燃气体报警器安装正确与否关系到报警器功能的正常使用。检测器的安装位置应根据生产设备、管线布局、可燃气体密度、环境地势、主导风向和空气流通状况等情况决定。

（1）安装在易燃易爆场所的可燃气体检测器必须符合危险区域的防爆等级。

（2）可燃气体检测器应安装在无冲击、无振动、无强电磁场干扰、有可燃气体泄漏源的场所，周围应留有不小于0.3米的净空间。

（3）检测器安装标高应视被检测气体的相对密度而定，当检测比空气重的可燃气体时，检测器的探头位置安装高度应距地面0.3米～0.6米，当检测比空气轻的可燃气体时，检测器探头应安装在泄漏源的上方，安装高度宜高出泄漏源0.5米～2米。

（4）可燃气体检测器的有效覆盖平面半径，室内宜为7.5米，室外宜为15米。

（5）检测器的安装位置应严格按施工平面图进行。

（6）为遮挡日照或雨水，检测器在露天安装时应有防护罩。在多尘或污浊的环境中，也应给检测器提供防尘罩。

（7）室内安装时，检测器安装位置应避开强制通风或采暖设施的主气流。

（8）为检测燃料罐区是否有可燃气体进入生产装置或管路，可采用长距离式红外吸收式可燃气体检测器。

（9）检测器应在装置吹扫试压完成后进行安装，防止进水和污染。

2.7.2　有毒气体报警器的安装

硫化氢、二氧化硫、氯气对人体生命与健康都是有害的，为了对有毒气体区域的监视，设置有毒气体报警器是非常必要的。

有毒气体取样点位置的正确选择，对于环境监测和人身安全有着十分重要的意义。取样点位置的选择应根据现场工艺设备、建筑、地势、自然风向、强制通风状况和有毒气体相对密度而定。环境温度对有毒性气体检测器的准确性无影响，湿度对检测器的准确性有一定影响。

有毒气体的发生源分为有形气体排放和隐形泄漏区段。取样点对于有形的排放地点，取样点宜靠近排放点和易集聚有毒气体的地方。对于相对密度大于空气的有毒气体，如氯气、二氧化硫、硫化氢，均比空气重，极易在不通风的低洼地段和建筑沟道内集聚。另外，对于隐形的泄漏区段，如果通风条件差，也极易集聚有毒气体，且浓度更高，危险性更大。类似这些地点、区段，是重点取样位置。当取样区域烟尘较大时应设置烟尘过滤器。

（1）安装在易燃易爆场所的有毒气体检测器必须符合危险区域的防爆等级。

（2）有毒气体检测器探头安装标高应视被检测气体的相对密度而定，当检测比空气重的介质时，检测器的安装高度应距地面0.3米～0.6米，当检测比空气轻的介质时，检测器的安装高度不大于1.5米。

（3）有毒气体检测器与释放源的距离，室内不宜大于1米，室外不大于2米。检测器的接线盒外壳要有可靠的接地。

（4）气体检测仪表的报警设备应安装载便于观察和维修的表盘或操作台上，其周围环境不应有强电磁场。

（5）可燃气体和有毒气体同时存在的场所，应同时设置可燃气体和有毒气体检测报警仪。

（6）检测器应在装置吹扫试压完成后进行安装，防止进水和污染。

2.8　火焰监测器的安装

火焰监测装置一般用于加热炉和工业锅炉的火焰监测，火焰监测装置由检测探头和信号放大、转换单元组成，探头可分为红外线和紫外线检测探头。一般情况下这两种检测探头配备冷却系统，采用氮气和冷却水。

一般情况下探头配有尾线 ，经接线盒与电缆连接，火焰监测装置应满足防爆要求。

安装前检查探头位置应满足测量要求，设备上配套法兰的规格、型号、压力等级应与火焰监测装置的法兰相配套。

2.9 分析仪表校验

分析仪表校验见《仪表设备单体校验作业指导书》。

2.10 施工机具一览表

施工机具一览表

3　质量保证措施

3.1 技术员在分析仪表安装前对施工人员进行施工技术交底，使参与施工人员掌握施工方法、技术质量要求。

3.2 仪表设备安装施工应严格按照自控设计图纸、仪表设备安装使用说明书及GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》、《仪表施工技术方案》的要求进行安装。

3.3 分析仪表安装应严格按照项目部编制的该工程《质量计划》的相关规定进行，并自觉接受项目部质检人员对施工质量的监督检查。

3.4 仪表设备安装施工过程中严格遵守“三检制”和工序报验制度，并自觉接受并积极配合业主、监理公司及质量检验人员的监督检查。

3.5 在施工过程中加强对班组人员的质量、服务意识教育和施工质量的检查，发现问题及时整改。

3.6 分析仪表安装完及时报监理验收，安装记录及时报监理和业主相关人员签字。

4　安全保证措施

4.1 施工严格按照《HSE作业计划书》的要求进行，施工前对施工人员进行详细的安全交底。在施工中加大安全生产宣传力度，使安全意识深入人心。建立班前安全讲话制度，将工作任务分解，落实具体的安全措施。

4.2 各工种严格遵守本工种安全操作规程及通用安全操作规程。本工程特种作业人员包括仪表工、焊工、起重工等，必须持证上岗。

4.3 施工作业前，必须按照有关安全管理规定办理各种特种作业许可证，不得擅自随意施工。施工中加强目视化管理、现场“5S” 管理和属地管理，保持环境卫生清洁，保证施工现场整洁畅通。

4.4 分析仪取样管及放空管线试压，需严格按照技术文件规定压力值进行试压，严禁超压操作，检查漏点时，面部不得正对法兰或过程连接处，处理漏点时不得带压处理或焊接。

4.5 脚手架使用前应经严格检查，符合要求后方可使用。使用过程中不允许随意拆卸架杆，如需要拆卸个别架杆，应由专业的架子工完成，使用后及时恢复。

4.6 使用电动设备机具时，设备机具接地牢固可靠，并安装漏电保护器。

4.7 对有毒气体检测仪在现场进行标定时，标定人员需站在上风口，标定完成后要及时关闭标定气瓶阀门，避免有毒气体对人体造成伤害。

SY01-009

分析仪表安装作业指导书 新doc