SH/T 3020-2013仪表供气装置的质量、容量、压力与冗余

仪表供气的源头怎么把关

气源装置的质量、容量、压力与冗余 ｜ SH/T 3020—2013 第4章

气源装置是仪表供气系统的源头，向全厂仪表和执行机构提供动力空气。它的设计绕不开四件事：气源质量是否合格、容量是否够用、压力是否到位、停气时是否还有后备。这四项要求构成了第4章的主线。

一、气源质量：清洁、干燥的空气（§4.1）

仪表气源应采用清洁、干燥的空气；以氮气作备用气源时，封闭厂房应设低氧检测报警等安全设施（§4.1.1）。质量好坏由四项指标控制。

露点 （§4.1.2）用带压露点衡量，在操作压力下应比当地历史极端最低温度至少低10℃；含尘颗粒直径不大于3μm、含尘量小于1mg/m³（§4.1.3）；油分含量小于10mg/m³（§4.1.4）；并不应含易燃、易爆、有毒及腐蚀性气体或蒸汽（§4.1.5）。

原理  湿、尘、油三害各有去处：水汽低温结露会锈蚀管路与仪表，因此控湿以不结露为原则；颗粒会堵塞节流孔、磨损气动部件；油膜会污染定位器和阀门气路。三者都直接削弱供气可靠性。

二、供气容量：先把耗气量算清（§4.2）

气源装置的设计容量取决于仪表总耗气量。耗气量按连续用气设备（qv1）与间歇用气设备（qv2）两部分汇总，并分计算、连续、开车三种工况（§4.2.1）。

三式的系数都含三段：实用气量、20%备用气量、10%泄漏气量。区别只在间歇设备qv2的计入比例——计算工况按全量、连续工况按10%、开车工况按25%。单台设备的耗气量取值按表4.2.2确定。

原理  间歇设备并非时刻用气，按工况调整qv2的比例，既不让容量虚高，也为开车这种瞬时高峰留出余量。

三、气源压力：逐级满足供气要求（§4.3）

仪表输入端的气源压力应满足其供气压力要求（§4.3.1）。从总管到执行机构是一条逐级降压的链路。

装置出口处总管压力为600kPa~1MPa，进各界区宜达到600kPa（§4.3.3）。到执行机构端，配薄膜执行器的定位器、电气转换器为140~350kPa，配活塞执行器的定位器为350~600kPa（§4.3.2）。

原理  总管压力留得高，是为逐级减压稳压后仍能满足末端；活塞执行器推力大，所需供气压力高于薄膜执行器，选型时按最低供气压力核算推力或扭矩。

四、安全冗余：停气时还能撑住（§4.4~§4.5）

气源装置应设置备用气源，可采用备用压缩机组、储气罐或第二气源（§4.4.1）。三者按可靠性需要叠加。

备用压缩机组应自动切换，工作机组故障即联锁启动（§4.4.2）；储气罐在维持时间内将管网压力维持在最低输出压力以上（§4.4.3）；大型或高可靠装置可再设第二气源，宜自动投入并在控制室声光显示（§4.4.4）。储气罐容量按耗气量、允许最低压力及维持时间计算，维持时间无特殊要求时可取15~30min，设计制造检验应符合TSG R0004—2009（§4.5）。

原理  冗余的核心是切换不中断：自动联锁保证机组故障时无人值守也能顶上，储气罐则负责切换间隙的那几分钟，撑住管网压力不跌破下限。

选型小结

把四项要求串起来，气源装置的设计逻辑是一条因果链：先定质量门槛，保证送出的空气不锈、不堵、不污；再按用气清单和工况算准容量，避免虚高或不足；压力沿链路逐级核算，确保末端执行机构在最低供气压力下仍有足够推力；最后用冗余兜底，让事故停气不演变成停车。质量是前提，容量是基础，压力是衔接，冗余是保险——四者缺一，系统的可靠性就有缺口。