化工新建項目中儀控專業(yè)的管理

李文勝，李國鑄，李思遠(.山東華魯恒升化工股份有限公司，山東 德州 5304； .青島科技大學，山東 青島 6604)

0 引言

隨著自動化技術(shù)水平的不斷提高，化工儀控專業(yè)在化工流程行業(yè)的重要性日漸突出。在化工新項目的建設(shè)中，如何管理好儀控專業(yè)的施工質(zhì)量和施工進度是保障整個項目能否正常開車、順利達產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。

化工新建項目中儀控專業(yè)的管理開始于設(shè)計階段，結(jié)束于開車達產(chǎn)階段。只有貫徹好這一思想并在每一個環(huán)節(jié)做好管控才能確保整個項目有條不紊進行。

本文站在生產(chǎn)管理部門的視角，場景設(shè)置為有專業(yè)的設(shè)計單位和建設(shè)施工隊伍，施工完畢后交由生產(chǎn)管理部門接收進行維護管理展開。

1 過程管理

整個過程按照項目的進展分為三個大的階段。

1.1 設(shè)計階段

根據(jù)整體項目的規(guī)模與性質(zhì)的區(qū)別，項目設(shè)計一般有三種形式，一是由獨立于集團公司之外的專業(yè)設(shè)計院進行，二是由本公司的設(shè)計院進行，三是由本公司的生產(chǎn)部門自行設(shè)計。無論是哪一種情形，應主動聯(lián)系設(shè)計、施工單位，將類似項目之前在運行中總結(jié)的經(jīng)驗教訓包括儀表的選型、施工材料的選擇、儀表設(shè)備品牌的選擇、儀表的安裝方式等施工細節(jié)等各方面的意見反饋給設(shè)計單位，設(shè)計單位進行方案設(shè)計時應重視上述意見。

1.2 施工階段

施工開始前應對進入施工現(xiàn)場的人員進行培訓，培訓包括安全培訓和施工相關(guān)的專業(yè)知識培訓。安全培訓內(nèi)容包括工藝介質(zhì)特性，對現(xiàn)場危險的辨識及防范，作業(yè)注意事項等。施工知識培訓主要包括施工及驗收規(guī)范，生產(chǎn)工藝流程及詳細的項目儀控專業(yè)資料等。

施工開始后監(jiān)督施工情況是否合乎規(guī)范，應針對不同儀表類型編制出檢查表格，明確技術(shù)標準及責任人，一方面使檢查工作有章可循，再者利用追責的形式增強項目的嚴肅性，使項目整體施工質(zhì)量可控，間接確保后續(xù)工作的順利進行。檢查過程中發(fā)現(xiàn)不符合要求的情況及時反饋給施工單位，責令整改。有不同意見進行友好協(xié)商，原則問題嚴格按照規(guī)范執(zhí)行。

以渦街流量計為例，檢查項應包括安裝方式是否正確 (比如測量液體流量，流量計安裝在豎直管道上時，介質(zhì)流向只能自下而上)、前后直管段是否滿足要求、流向、安裝位置 (避開高溫、腐蝕等環(huán)境)、墊片情況 (材質(zhì)、壓力等級)、緊固情況、接線等是否滿足使用要求。

如果項目有隱蔽工程，如壓縮機內(nèi)部的溫度、轉(zhuǎn)速測量等，除正確進行儀表安裝外，應對內(nèi)部儀表線纜進行良好固定，并考慮到設(shè)備轉(zhuǎn)動及充油后的情況，留好照片[1]。

施工過程中對與工藝介質(zhì)直接接觸的部分必須仔細核準，包括部件的選型、材質(zhì)、公稱壓力與溫度等，因為由于施工問題一旦發(fā)生泄漏將會直接影響開車順利進行及裝置長周期運行，甚至引發(fā)安全問題。

在施工階段，控制系統(tǒng) (包括DCS、SIS、GDS、PLC等)機柜固定、配線及組態(tài)工作同步展開。施工中應注意對接地電阻的測量并確保合格，并按照控制系統(tǒng)廠家技術(shù)要求進行接地施工。為確保控制系統(tǒng)側(cè)的設(shè)備不被意外損壞，接線前應確認現(xiàn)場電纜線不會串進強電、不被短路，并且確認安全后再逐一送電。控制系統(tǒng)組態(tài)一般由廠家的工程師來完成，為了以后維護的順利也可以由用戶完成。控制系統(tǒng)組態(tài)中的流程圖部分要充分征求工藝專業(yè)的意見，甚至讓工藝人員來繪制。各控制系統(tǒng)中的聯(lián)鎖邏輯及聯(lián)鎖報警參數(shù)、復雜的控制方案要讓工藝專業(yè)負責人進行確認。如果生產(chǎn)管理部門的工藝人員對初始設(shè)計中的內(nèi)容不滿意要求修改應該讓他們與設(shè)計部門溝通并提供有效變更單。控制系統(tǒng)施工時應確認系統(tǒng)內(nèi)主要設(shè)備的狀態(tài)如直流電源模塊、動力電源、機柜溫度等都實現(xiàn)報警功能，這樣對以后的設(shè)備維護會提供極大的便利。

1.3 調(diào)試階段

施工到一定程度，就應該推動調(diào)試工作的進行。

調(diào)試包括分項調(diào)試與聯(lián)校。分項調(diào)試指的是對局部的控制系統(tǒng)或儀表進行調(diào)試。分項調(diào)試包括控制系統(tǒng) (包括DCS、SIS、GDS、PLC等) 校驗、智能儀表參數(shù)的設(shè)置以及閥門的調(diào)試等等。聯(lián)校指的是對控制系統(tǒng)及現(xiàn)場儀表、閥門整體模擬實際運行情況進行的調(diào)試。

控制系統(tǒng)校驗是指在系統(tǒng)的信號輸入端 (安全柵或卡件)輸入信號，觀察計算機屏幕上的顯示，或者在控制系統(tǒng)畫面上改變控制信號，測量系統(tǒng)輸出電流、狀態(tài)信號的變化等。一般來說控制系統(tǒng)出廠前都進行過出廠測試，單獨進行控制系統(tǒng)的校驗效率太低，可以合并到聯(lián)校過程中。校驗開始前，應對安全柵參數(shù)進行修改、核實，使一個通道中，變送器、安全柵、DCS卡件、PID回路的參數(shù)一致。另外，如果進行分項的控制系統(tǒng)校驗，聯(lián)校時可以只在現(xiàn)場通過導線的通斷試驗來確認測點位置是否正確。但是，鑒于相比分項校驗，聯(lián)校時引入了較長的線纜，對測量回路尤其是熱電阻的測量回路帶來了較大改變，建議這種情況務(wù)必自現(xiàn)場輸入不同類型的信號對系統(tǒng)功能進行抽查，因為在實際施工中發(fā)現(xiàn)，有些廠家的DCS模塊在獨立調(diào)試和實際聯(lián)校中顯示是不同的，并且遠超允許誤差。所以，建議還是自現(xiàn)場輸入信號聯(lián)校來得保險些[2]。

閥門的調(diào)試指在閥門的信號輸入端輸入對應的信號(4～20 mA DC)，調(diào)整閥門定位器使閥位對應電流信號輸入，如果有閥位反饋開關(guān)或閥位反饋變送器應同步進行校驗。

按照項目提供的工藝條件對渦街流量計、壓力變送器、雙法蘭液位變送器等智能儀表進行參數(shù)設(shè)置。

以上調(diào)試除了閥門調(diào)試有共性不需要單獨列出表格外，其余均應該有特定的表格明確技術(shù)參數(shù)。

另外，對一些復雜的控制系統(tǒng)，比如流量補償、防喘振控制等也可以在此階段進行仿真調(diào)試。

聯(lián)校是指控制系統(tǒng)與現(xiàn)場儀表閥門聯(lián)合校驗。

聯(lián)校最大的目的在于核對現(xiàn)場與控制系統(tǒng)畫面中的相同測控點是否完全對應，防止發(fā)生錯亂。其二，核對現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置是否匹配。

校驗開始前要根據(jù)測控點情況編制好校驗表格，一般將測控范圍分為5個點進行校驗。根據(jù)不同點明確測量范圍、測量單位、是否開方等，按照表格有條不紊地進行。通常情況下，一組聯(lián)校小組至少包括5人，中控室需要儀控專業(yè)DCS人員一名，工藝人員一名，現(xiàn)場需要儀表人員一名，工藝人員一名，施工方人員一名，如果項目較大，或者工期很緊，可以分多組共同進行。聯(lián)校時如果變送器為智能式，可以用HART手操器進行電流信號仿真，同時核對變送器的參數(shù)與設(shè)計是否吻合。

聯(lián)校完成后進行聯(lián)鎖報警試驗。聯(lián)鎖試驗要最大程度地模仿實際情況，盡量自靠近信號的發(fā)生端進行。如做油壓低停機試驗，應采取真正的開油泵，逐漸降低油壓的方法，記下停主機時油壓的真實數(shù)值，這樣更容易發(fā)現(xiàn)問題。為了節(jié)省時間，報警試驗可以穿插在聯(lián)校或聯(lián)鎖試驗中進行 (聯(lián)校完成的點才可以做報警試驗)，報警試驗可以采用最小報警系統(tǒng)內(nèi)部仿真的方法。如果只是DCS內(nèi)部的報警可以采用DCS仿真的方式進行，如果報警信號是由其他系統(tǒng)進行判斷，而將報警信號送到DCS系統(tǒng)，則應該在其他報警系統(tǒng)進行信號試驗對兩個系統(tǒng)同時進行確認。

在調(diào)節(jié)閥的校驗中，首先要根據(jù)閥門的銘牌對氣源壓力進行調(diào)整，檢驗過程中除了對閥位進行確認外，對調(diào)節(jié)閥的附件比如閥位開關(guān)、電磁閥等也要進行聯(lián)校，并且如實記錄閥門的氣開氣關(guān)特性，與工藝人員一同核對PID正反作用是否正確。

對控制系統(tǒng)本身進行冗余切換試驗，包括主控器、模塊、網(wǎng)絡(luò)、電源，對UPS進行斷電、切換試驗，并應測試電池續(xù)電是否滿足要求。

控制系統(tǒng)之間如果有通過串口通訊相連的情況，也應該進行聯(lián)校，以免由于組態(tài)時數(shù)據(jù)類型選擇不合適引起數(shù)據(jù)變化時顯示錯誤。

調(diào)試階段應同步檢查儀表根部閥門是否處于合適位置，比如，塔頂?shù)膲毫x表如檢查正常工藝不再進行酸洗、吹掃等處理時可以正常投運，而分析儀表則應該關(guān)閉根部閥門，以免工藝設(shè)備進介質(zhì)后造成儀表的損壞。

在調(diào)試階段，工藝專業(yè)會對工藝管道進行吹掃等工藝處理，這時應將已安裝到位的流量計、調(diào)節(jié)閥等臨時拆下，拆下的流量計、調(diào)節(jié)閥做良好保護，如果不拆線要保護好撓性管，拆線則要對導線進行絕緣防護或在DCS側(cè)斷開接線。也要防止放置狀態(tài)異常造成對人員的傷害。工藝處理結(jié)束回裝時應注意墊片全部更新，對墊片的形式、材質(zhì)、尺寸大小、壓力等級進行確認，對螺栓螺母的材質(zhì)、形式、尺寸進行確認，回裝緊固時應采取對角緊固的方式。如果項目中用到焊接式流量計，要在管道吹掃結(jié)束后才能安裝[3]。

保溫工作一般在調(diào)試階段進行，要做好監(jiān)督，防止將儀表電子部分包進導致儀表損壞。

1.4 開車階段

系統(tǒng)進介質(zhì)后的階段統(tǒng)稱為開車階段。

正式開車前工藝一般來講都要試運行，此時主要是用水、空氣、氮氣等無害介質(zhì)代替正常的工藝介質(zhì)打通工藝流程，蒸汽也會同步進入系統(tǒng)，要提前查看分析儀表的根部取樣閥是否關(guān)閉，靠近蒸汽管道的儀表及附件是否有過熱損壞的風險，如果是冬季，要將伴熱及時投入。水運過程中應關(guān)注各測控點的顯示控制情況，安排正常巡檢，查看是否有泄漏等等。根據(jù)升溫情況安排對流量計、閥門進行熱緊。

正常投產(chǎn)后再次確認儀表顯示控制狀況，關(guān)注聯(lián)鎖投運情況，系統(tǒng)納入正常生產(chǎn)管理。

2 結(jié)語

在實際的化工項目中不乏因為儀控專業(yè)施工質(zhì)量問題造成開車延遲甚至引發(fā)事故的情況，開車時故障頻發(fā)更是司空見慣。然而，如果真正把好施工質(zhì)量與驗收關(guān)，完全可以做到無儀控人員值守開車，并長周期穩(wěn)定運行。