运用CAD绘图改进仪表管路的集中敷设

汤世琦，王 杉，刘万中

中国石油天然气第六建设有限公司，广西桂林 541004

在火力发电厂的锅炉建设过程中，热工仪表的管路敷设是不容忽视的施工难点，在立体锅炉框架内，压力测点分布在炉前、炉后、炉顶等各个区域，在满足测量要求的情况下，往往将变送器集中布置在便于检修的平台，方便生产操作和巡检，这样的布置有利于对锅炉各部位的有效性监控和及时维修。因此各测点变送器的合理布置、仪表管路的集中敷设就加大了施工难度，不论在外观布局还是焊接质量上都需全面加强。以往的施工中，管路敷设对于工人技能水平的依赖性过强，造成现场敷设的管路质量参差不齐，施工速度也因人而异，不利于质量及进度控制。为此，本文结合在中国石油吉林石化新建2#锅炉项目建设中的经验体会，介绍运用CAD绘图来指导管路的集中铺设作业、改进施工作业的方法，使管路敷设标准化，使其可复制可控制。

1 确定变送器平面位置

基于系统图、流程图内各压力、差压测点的位置，根据规范选取统一的、符合要求的、便于操作的变送器安装位置，要求压力测量管路小于150 m，微压、真空测量管路小于100 m，水位、流量测量管路小于50 m，根据平台尺寸及通行要求将变送器整体支架位置标注在平台图上，与其他专业核对确认位置无冲突无影响。为保证管路敷设的科学性，避免无谓的交叉，要统筹所有集中安装变送器的管路走向，将变送器排序布置，最后确认变送器平面位置（见图1）。

2 绘制集中敷设管路的效果图

经过对变送器位置、排布顺序的确认后，需要对变送器前端集中敷设的这部分管路进行样式设计，不同的敷设样式或不同的整体布局直接决定着管路的外观质量，同样，清晰的管路敷设更有利于生产后的有效观察和高效检修。

图1 变送器平面位置

设计时采用CAD绘图软件，绘制变送器、保护箱、导压管、管配件及支吊架等整体效果图。首先，根据到货的变送器型号，平、立两种安装形式以及保护箱尺寸与车间操作工进行探讨，确定最佳操作高度和变送器支架的制作尺寸、标高，进而确定管路汇集后支吊架标高。结合支架尺寸和标高，根据上文确定的变送器的平面位置图、平台尺寸图纸，合理分配变送器安装间距、管路安装间距，确认间距是否便于焊接、安装管配件等，合理的安装间距可以提高焊接、安装效率，且科学美观。由于管卡为标准件，所以汇集后的管路间距固定为35 mm。在间距和标高都确定后再进行绘图，可以绘制多种样式，绘制每种效果图后与建设单位、监理单位共同探讨确认。大多集中敷设管路采用扇形或直角形，本项目采用了扇形样式（见图2）。需要注意的是确认的安装方法、管路的距离、弯曲半径等均要符合设计及规范要求。

最终，经过各方确认后的扇形布置样式将作为统一的外观质量标准，将变送器安装、管路集中敷设的外观样式标准化，用于本项目所有的管路集中敷设中，提高了技术准备效率，外观质量有了保证。

图2 集中敷设管路效果

3 绘制各部件安装图并标注

在整体效果图的基础上将变送器、反吹箱、导压管、管配件及支架全部绘制在图内，转化为安装图。锅炉变送器一般分为压力变送器和差压变送器两种，采用单管路或双管路测量。为了使整体管路间距保持一致，差压变送器左右间隔300 mm；压力变送器分层布置，左右间隔150 mm、上下间隔250 mm。在这样的布置（见图3）下所有变送器的管路间距均为150 mm，排列整齐且便于操作，两层支架的标高分别为1 200 mm和950 mm。

图3 变送器安装图

反吹箱管路间距统一为150 mm，分上、下两层布置，下层数量比上层多一个时，较为美观（反吹箱数量为单数），且整体重心下移更为稳固，两箱上下间距100 mm，左右间距70 mm，每根出气管路从反吹箱箱体上中心穿板，上层反吹箱顶标高为1 450 mm，支架中间横撑采用4根50 mm×50 mm×5 mm角钢制作，两反吹箱挂耳中心间距310 mm。如反吹箱的数量为双数，可将箱体上下对称布置，通过制作“鸭脖弯”调整管路间距，保证整齐布置。

反吹箱气源由气源总管提供，为保证分配到各个箱体的反吹管便于巡检观察，管路采用从下进气方式，且与上出管路轴线一致。为保证气源球阀布置位置成一条直线，要求管工严格按图纸尺寸下料（见图4），避免出现多余焊接接头。总管采用DN25不锈钢管，横向固定在支架底部，预留一个DN25不锈钢阀门，交接管道安装专业对接。这种反吹箱管路一一对应的布置方法，能够在检修及巡检时有效、及时辨认每根管路，不会混淆。

4 绘制管路安装图并详细标注

管路安装如图5所示，变送器标高、间距、支架尺寸、管路长度及弯曲角度等均用等比例尺进行标注。此后仪表管工将严格按照本图标高、尺寸及角度下料弯管，所以标注要准确。管路汇集后重量加大、易弯曲，且锅炉及风机振动较大，用50 mm×50 mm×5 mm镀锌角钢制作框型支架对其进行固定，框架中间每隔1 500 mm加横撑，增加整体强度，安装时至少与附近钢结构满焊4个对角，保证稳固。

图4 反吹箱安装图

5 选取或制作作业面，下料弯管

选取水平的作业面，可以保证支架及管路的平面度、弯曲度等误差降到最小。由于本项目地面不平整，采用角钢拼接制作一个水平工作面（见图6）。根据管路安装图标注的尺寸，先弯制管路上升汇集的部分，所有管路均在预制场水平面内预制。管路弯曲角度可采用角度尺从图纸量取，也可根据图纸制作固定角度的管路模型用于比量弯管、批量制作。本项目采用了制作管路模型的方法，实际过程中模型可反复利用，提高了弯管速度。

预制管路期间，仪表工需提前完成变送器支架及管路框架的制作安装，要求焊接后立即镀锌防腐，避免镀锌层破坏后生锈，腐蚀不锈钢管路。管路预制后将管路集中摆放，核查每一组管路的尺寸及角度误差是否在允许范围内，确认无误后集中运至安装位置，到位后及时安装，避免搬运、摆放过程中碰弯管路，减小安装中的误差。

6 管路安装后统一连接

每组管路安装后统一接口位置，管路预留过长的需进行切割，预留焊口，所有安装管路都应及时封口，保证管内清洁度，杜绝后期测量不准确的情况，及时安装管卡，且固定牢固，避免管路下沉弯曲，安装后及时检查各部件各管路的间距、水平度、弯管角度等是否与图纸一致，误差可控、无问题后做好成品保护。

最后，由焊工统一进行全氩弧焊充氩焊接，焊接过程中氩气量应充足且不能产生角变形，更不能有错口现象发生。焊接后及时酸洗，需要注意的是，酸洗过程中酸洗膏体或液体不能接触变送器、镀锌管卡、反吹箱、阀体、手轮等其他部件，以免被腐蚀损坏或变色。

图5 管路安装图

图6 角钢拼接制作水平工作面

7 结束语

运用CAD绘图来改进仪表管路的集中铺设，这种方法在中国石油吉林石化公司新建2#锅炉项目成功实施，并起到了降本增效的作用，不论外观质量还是安装焊接质量都得到了验证，实现了仪表导压管路标准化安装。相信即便是普通仪表工，只要具备基本安装知识，通过这些安装图便能够顺利地完成施工作业。今后可采用三维制图软件绘制立体安装图，将更好地指导施工。

[1]黄志平.AutoCAD工程软件在施工放样中的应用[J].石油工程建设，2001，27（4）：52-53.

[2]李守斌.论电站热控仪表管路敷设的施工[J].科技促进发展，2011（4）：247-248.

[3]DL/T5210.4-2009，电力建设施工质量验收及评价规程第4部分：热工仪表及控制装置[S].