化工自动化仪表选型与规格书

工艺参数到仪表规格之间的断层

做过化工装置自控设计的人都遇到过这类问题：工艺专业给出一张条件表，写着介质名称、操作温度、操作压力、流量和容器类型，自控专业却要据此回答一连串问题——测温元件选 热电偶 还是 热电阻？保护套管材质能不能扛住介质腐蚀？流量计在精度、量程比和压损之间如何取舍？容器有搅拌时雷达液位计还准不准？这些问题散落在标准条文和经验里，每台仪表都重新查表、核对材质、算量程，是一件重复但容易出错的工作。

instrument-specification 要填的正是这个断层。它定位为 process-design 的下游技能，输入工艺参数，输出可直接用于设计评审的仪表选型结果。

选型逻辑：规则表 + 介质驱动 + 评分制

五大类仪表覆盖选型主干：

• 温度：1600℃ 以上走 B 型双铂铑热电偶，中低温区比较热电偶与热电阻；保护套管材质由介质关键词匹配，例如盐酸/硫酸/甲酸推荐 316L+PTFE衬里（上限 200℃），氢氟酸推荐蒙乃尔，湿氯与次氯酸推荐哈氏合金 C-276。
• 压力：按压力区间切分，大于 42 MPa 用高压型电容式变送器，0.1~42 MPa 用智能压力变送器，0.001~0.1 MPa 用微差压变送器。
• 流量：采用评分制，每种候选流量计先按适用性打分，再经介质特性修正后取最高分。导电液体（电导率大于 5 μS/cm）倾向 电磁流量计（±0.2%），需要质量流量时选 科里奥利（±0.1%），大管径非侵入测量选 超声波流量计，有压损可接受时用 差压式(孔板)。
• 液位：有搅拌的反应釜首选 导波雷达，常压储罐用 FMCW 雷达，高压容器（>2 MPa）用差压式液位变送器。
• 分析：pH、电导率、溶氧、氧化锆氧分析、可燃/有毒气体检测、在线气相色谱分别对应明确量程。

两种工作模式：

• 单台选型：通过 --type、--medium 等参数指定一台仪表，补全 --temp、--pressure、--design-temp、--design-pressure、--dn、--flow-rate、--density、--viscosity、--conductivity 等条件。
• 批量生成：传入 --batch-from-process，直接读取工艺设计输出的 JSON，按反应釜、精馏塔、储罐、安全评估四类对象自动展开仪表清单，例如精馏塔生成塔顶温度、塔釜温度、塔顶压力、回流流量、塔釜液位。

输出交付物： 仪表数据表（类型、材质、量程、精度、防爆等级、安装方式）、批量模式下的仪表索引表，以及每台仪表的选型理由与备选方案。

适用边界与注意点

• 标准有限定范围。 选型规则以 HG/T 20507-2014、SH/T 3005-2016 为骨架，防爆判定依据 GB 50058 和 GB 3836 系列。项目执行 ASME、EN 或企业自有标准时，等级映射需要人工复核。
• 材质匹配是关键词驱动。 腐蚀性介质靠名称关键词查表推荐，真实腐蚀数据仍需对照材质腐蚀手册确认，尤其是混合溶剂、高温浓酸和非常规介质。
• 输入参数有必填项。 --type 和 --medium 必填，其余参数缺省时会退化为经验默认值。缺少 --temp 或 --pressure 时，量程计算结果只能作初步参考。
• 不做控制回路设计。 该技能解决仪表选型与规格书编制，不涉及控制方案、联锁逻辑或电缆敷设设计。