海洋平臺(tái)壓力表及附件設(shè)計(jì)選型
文章主要介紹了海洋油氣生產(chǎn)平臺(tái)壓力表技術(shù)選型的相關(guān)要求，以及壓力表附件(過壓保護(hù)器、阻尼器、散熱器）的合理 選型配置。
1.背景概述
近年來，我國從勘海、東海、黃海、南海形成一條海洋采油/ 氣平臺(tái)的新型能源供給之路。我國海洋國土面積遼闊,資源豐 富，海洋石油、天然氣儲(chǔ)量巨大，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源進(jìn) 口比例不斷增加，海洋石油和天然氣的開采將是有效的補(bǔ)充, 緩解了我國形勢嚴(yán)峻的能源危機(jī)。
海洋采油/氣平臺(tái)的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試是一個(gè)綜 合的系統(tǒng)工程。筆者有幸參與了部分國內(nèi)和國外的海洋平臺(tái)儀 表專業(yè)的工程設(shè)計(jì)工作。壓力表作為海洋平臺(tái)使用最多、最廣 泛的基礎(chǔ)儀表之一 ’其選型是一項(xiàng)重要的工作，如果選用不當(dāng)， 不僅不能正確反映壓力的大小，還可能引起生產(chǎn)事故。
2.壓力表選型要求
在海洋平臺(tái)上，設(shè)備、儀表均處于高濕、鹽霧等惡劣的氣候 條件下，相對陸地上的設(shè)備、儀表，對于性能、質(zhì)量的要求更為 茍刻。
2.1壓力表生產(chǎn)企業(yè)要求
企業(yè)要有IS09001:2008/GBm 9001-2008質(zhì)量體系認(rèn)證；
明確的認(rèn)證機(jī)構(gòu);要有海洋平臺(tái)使用業(yè)績;還有需要提供生產(chǎn) 使用標(biāo)準(zhǔn)。
2.2主要技術(shù)指標(biāo)
①殼體材質(zhì)一般為316 SS。
②兀件形式：一般為Bourdon。
③元件材質(zhì):根據(jù)接液情況來定，一般介質(zhì)為316 SS ’海水 為M0NEL,腐蝕性介質(zhì)要選用哈氏合金。
④精度:一般為1.0級(jí)。
⑤超壓保護(hù):一般為130%。
2.3 一般技術(shù)指標(biāo)
①工藝連接形式:一般為1/2"NPTM。
②表盤尺寸:一般為100 mm(4 inch)/150 mm(6 inch)。
③爆破點(diǎn)的位置:一般在背部。
④測量范圍:壓力表量程的選擇不僅要根據(jù)被測壓力的大 小’而且還應(yīng)考慮被側(cè)壓力變化的速度，其量程需要有足夠的 余地，實(shí)際工作中可按以下原則進(jìn)行:測量穩(wěn)定壓力時(shí),最大工 作壓力不應(yīng)超過量程的2/3;測量脈動(dòng)壓力，最大工作壓力不應(yīng) 超過量程的1/2;測量高壓時(shí),最大工作壓力不應(yīng)超過量程3/5。
為了保證測量的準(zhǔn)確度，最小工作壓力不應(yīng)低于量程的1/3。
⑤玻璃類型:防震碎。
⑥充液類型:一般為硅油。
2.4安裝形式
直接安裝或遠(yuǎn)程安裝需要裝配表閥來與工藝管線隔離，參 照典型安裝圖,壓力表直接安裝典型圖,如圖1所示，壓力表遠(yuǎn) 程安裝典型圖,如圖2所示。
3.壓力表附件的選用
在海上平臺(tái)壓力表數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)過程中，關(guān)于壓力表安裝附 件的選擇一直以來沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的原則，而且對于安裝附 件的配置考慮的也不完整,存在配置過度的情況。一方面造成 了設(shè)計(jì)文件的不規(guī)范，影響了設(shè)計(jì)質(zhì)量，另一方面也造成了材 料的不必要的浪費(fèi)。
壓力表的安裝附件主要有過壓保護(hù)器，阻尼器和散熱器。
3.1過壓保護(hù)器
3.1.1目前壓力表安裝附件的使用現(xiàn)狀
如果量程不能包住設(shè)計(jì)壓力即選擇使用過壓保護(hù)裝置； 如果是使用在泵前或泵后的壓力表，則選用阻尼裝置；溫度 在80~200 t之間時(shí)即使用散熱裝置。這就造成了安裝附件使 用的過于頻繁，一方面沒必要，另一方面造成不必要的浪費(fèi)。
過壓保護(hù)器是對壓力表過壓時(shí)起到保護(hù)作用的一種裝置， 它是利用波紋管和調(diào)節(jié)彈簧來設(shè)定保護(hù)器的壓力設(shè)定值，當(dāng)被 測壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，波紋管或活塞帶動(dòng)壓力切斷系統(tǒng)，使壓 力表與工藝介質(zhì)系統(tǒng)隔斷，從而達(dá)到保護(hù)壓力表的目的；當(dāng)壓 力低于保護(hù)器設(shè)定值時(shí)，在波紋管和彈簧力的作用下，自動(dòng)回 復(fù)原位，接通壓力表。
3.1.2過壓保護(hù)器配置的基本原則
一般情況下，如果操作壓力為滿量程1/3~2/3的量程不能 包含設(shè)計(jì)壓力’但量程提高一檔或兩檔時(shí)即可包含設(shè)計(jì)壓力， 這時(shí)則應(yīng)選用提檔后的量程，而避免使用過壓保護(hù)器;如果通 過量程提檔無法實(shí)現(xiàn)量程包含設(shè)計(jì)壓力時(shí)，壓力表則需配置過 壓保護(hù)裝置，以保證壓力表在超量程時(shí)不致?lián)p壞。
另外，壓力表本身具有130%的超壓保護(hù)功能,但這只能保 證壓力表在瞬間超壓時(shí)不致?lián)p壞，所以當(dāng)操作壓力為滿量程 1/3~2/3的量程不能包含設(shè)計(jì)壓力但設(shè)計(jì)壓力在130%范圍內(nèi)時(shí) 也應(yīng)通過量程提檔來解決。
3.2阻尼器
阻尼器是對壓力的緩沖，主要用在有強(qiáng)烈的流體脈沖的環(huán) 境，以緩解壓力表指針的頻繁變化。一般情況下，對于泵進(jìn)出口 脈動(dòng)情況比較嚴(yán)重時(shí)才需配置阻尼器，以減小流體脈動(dòng)對壓力 表造成的損壞。如果相關(guān)專業(yè)已經(jīng)考慮泵的脈動(dòng)情況比較嚴(yán) 重,在泵的進(jìn)出口巳經(jīng)配置了阻尼裝置，這時(shí)壓力表就無需再 配置阻尼器。
通常情況下海洋平臺(tái)各系統(tǒng)中阻尼器使用情況，見表1。
往復(fù)栗流量和壓力不穩(wěn)定，有較大脈動(dòng)，所以對于這種類 型的泵后壓力表需要選用阻尼器，以減小由于脈動(dòng)而對壓力表 壽命產(chǎn)生的影響。
3.3散熱器
散熱器主要用于控制由于介質(zhì)溫度過高而對壓力表的正 常使用所產(chǎn)生的影響。
目前常用的散熱裝置有兩種常用的形式，一種是虹吸管， 主要通過熱阻隔達(dá)到散熱的目的，主要用在測量蒸汽的環(huán)境 中;另外一種是散熱器’通過盤旋彎管達(dá)到散熱的目的，是目前 海上平臺(tái)使用比較多的散熱裝置。
散熱器配置的基本原則:一般對于介質(zhì)溫度雖已超過80T 但又不是很高的情況下，可以利用隔離球閥和儀表閥的散熱作 用，就無需選擇散熱裝置了;對于介質(zhì)溫度比較高(超過120 t) 時(shí)就需要使用散熱裝置了;如果介質(zhì)溫度太高(超過160 T)或 者太低(低于-70尤）B#就需要遠(yuǎn)程安裝了，以防止由于溫度過 高或過低對人和設(shè)備造成的傷害。
綜上所述，壓力表附件應(yīng)本著保證設(shè)計(jì)質(zhì)量和節(jié)約成本的 原則有效的選擇。
4.結(jié)語
安全生產(chǎn)無小事，在海洋油氣生產(chǎn)領(lǐng)域安全尤為重要’雖 是小小的一塊壓力表，如果在設(shè)計(jì)階段沒有引起足夠的重視， 選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致重大的安全事故。希望通過以上介紹分析， 能夠?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)人員在壓力表及附件的選型時(shí)提供幫助。
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