前言
儀表在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,起著(zhù)對工藝參數進(jìn)行檢測、顯示、記錄或控制的重要作用。
工藝生產(chǎn)過(guò)程的檢測是了解和控制工業(yè)生產(chǎn)的基本手段,只有在任何時(shí)刻都能準確地了解工藝過(guò)程的全貌,并進(jìn)行控制,才能保證生產(chǎn)過(guò)程順利,并以高的生產(chǎn)率、小的消耗生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
所以,別看儀表不起眼,卻是最不可缺少的!今天小編帶大家學(xué)習各類(lèi)儀表的選型,非常全面!
今天先為大家介紹自動(dòng)化儀表、溫度儀表、壓力儀表、流量?jì)x表、物位儀表的選型:
一、自動(dòng)化儀表選型的一般原則
檢測儀表(元件)及控制閥選型的一般原則如下:
1.工藝過(guò)程的條件
工藝過(guò)程的溫度、壓力、流量、粘度、腐蝕性、毒性、脈動(dòng)等因素是決定儀表選型的主要條件,它關(guān)系到儀表選用的合理性、儀表的使用壽命及車(chē)間的防火、防爆、保安等問(wèn)題。
2.操作上的重要性
各檢測點(diǎn)的參數在操作上的重要性是儀表的指示、記錄、積算、報警、控制、遙控等功能選定依據。一般來(lái)說(shuō),對工藝過(guò)程影響不大,但需經(jīng)常監視的變量,可選指示型;
對需要經(jīng)常了解變化趨勢的重要變量,應選記錄式;而一些對工藝過(guò)程影響較大的,又需隨時(shí)監控的變量,應設控制;對關(guān)系到物料衡算和動(dòng)力消耗而要求計量或經(jīng)濟核算的變量,宜設積算;一些可能影響生產(chǎn)或安全的變量,宜設報警。
3.經(jīng)濟性和統一性
儀表的選型也決定于投資的規模,應在滿(mǎn)足工藝和自控的要求前提下,進(jìn)行必要的經(jīng)濟核算,取得適宜的性能/價(jià)格比。
為便于儀表的維修和管理,在選型時(shí)也要注意到儀表的統一性。盡量選用同一系列、同一規格型號及同一生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品。
4.儀表的使用和供應情況
選用的儀表應是較為成熟的產(chǎn)品,經(jīng)現場(chǎng)使用證明性能可靠的;同時(shí)要注意到選用的儀表應當是貨源供應充沛,不會(huì )影響工程的施工進(jìn)度。
二、溫度儀表選型
<一>、一般原則
1、單位及標度(刻度)
溫度儀表的標度(刻度)單位,統一采用攝氏溫度(℃)。
2、檢出(測)元件插入長(cháng)度
插入長(cháng)度的選擇應以檢出(測)元件插至被測介質(zhì)溫度變化靈敏具有代表性的位置為原則。但在一般情況下,為了便于互換,往往整個(gè)裝置統一選擇一至二擋長(cháng)度。
在煙道、爐膛及帶絕熱材料砌體設備上安裝時(shí),應按實(shí)際需要選用。
檢出(測)元件保護套材質(zhì)不應低于設備或管道材質(zhì)。如定型產(chǎn)品保護套太薄或不耐腐蝕(如鎧裝熱電偶),應另加保護套管。
安裝在易燃易爆場(chǎng)所的就地帶電接點(diǎn)的溫度儀表、溫度開(kāi)關(guān)、溫度檢出(測)元件和變送器等,應選用防爆型。
<二>、就地溫度儀表的選型
1、精確度等級
一般工業(yè)用溫度計:選用1.5級或1級。
精密測量和實(shí)驗室用溫度計:應選用0.5級或0.25級。
2、測量范圍
最高測量值不大于儀表測量范圍上限值的90%,正常測量值在儀表測量范圍上限值的1/2左右。
壓力式溫度計測量值應在儀表測量范圍上限值的1/2~3/4之間。
3、雙金屬溫度計
在滿(mǎn)足測量范圍、工作壓力和精確度的要求時(shí),應優(yōu)先選用。
表殼直徑一般選用φ100mm,在照明條件較差、位置較高及觀(guān)察距離較遠的場(chǎng)所,應選用φ150mm。
儀表外殼與保護管連接方式,一般應選用萬(wàn)向式,也可以按照觀(guān)測方便的原則選用軸向式或徑向式。
4、壓力式溫度計
適用于-80℃以下低溫、無(wú)法近距離觀(guān)察、有振動(dòng)及精確度要求不高的就地或就地盤(pán)顯示。
5、玻璃溫度計
僅用于測量精確度較高、振動(dòng)較小、無(wú)機械損傷、觀(guān)察方便的特殊場(chǎng)合。但是,由于汞害,不宜使用玻璃水銀溫度計。
6、基地式儀表
就地或就地盤(pán)裝測量、控制(調節)儀表,宜選用基地式溫度儀表。
7、溫度開(kāi)關(guān)
適用于溫度測量需要接點(diǎn)訊號輸出的場(chǎng)合。
<三>、集中溫度儀表的選型
1、檢出(測)元件
(1)根據溫度測量范圍,選用相應分度號的熱電偶、熱電阻或熱敏電阻。
(2)熱電偶適用于一般場(chǎng)合。熱電阻適用于無(wú)振動(dòng)場(chǎng)合。熱敏電阻適用于要求測量反應速度快的場(chǎng)合。
(3)根據測量對象對響應速度的要求,可選用下列時(shí)間常數的檢出(測)元件:
熱電偶:600s、100s和20s三級;
熱電阻:90~180s、30~90s、10~30s和<10s四級;
熱敏電阻:<1s。
(4)根據使用環(huán)境條件,按下列原則選用接線(xiàn)盒:
普通式:條件較好的場(chǎng)所;
防濺式、防水式:潮濕或露天的場(chǎng)所;
隔爆式:易燃、易爆的場(chǎng)所;
插座式:僅適用于特殊場(chǎng)合。
(5)一般情況可選用螺紋連接方式,對下列場(chǎng)合應選用法蘭連接方式:
在設備、襯里管道和有色金屬管道上安裝;
結晶、結疤、堵塞和強腐蝕性介質(zhì):
易燃、易爆和劇毒介質(zhì)。
(6)在特殊場(chǎng)合下使用的熱電偶、熱電阻:
溫度高于870℃、氫含量大于5%的還原性氣體、惰性氣體及真空場(chǎng)合,選用鎢錸熱電偶或吹氣熱電偶;
設備、管道外壁和轉體表面溫度,選用表面或鎧裝熱電偶、熱電阻;
含堅硬固體顆粒介質(zhì),選用耐磨熱電偶;
在同一個(gè)檢出(測)元件保護套管中,要求多點(diǎn)測溫時(shí),選用多點(diǎn)(支)熱電偶;
為了節省特殊保護管材料(如鉭),提高響應速度或要求檢出(測)元件彎曲安裝時(shí),可選用鎧裝熱電偶
2、變送器
與接受標準信號顯示儀表配套的測量或控制系統,選用變送器。
在滿(mǎn)足設計要求的情況下,推薦選用測量和變送一體化的變送器。
3、顯示儀表
(1)單點(diǎn)顯示選用一般指示儀,多點(diǎn)顯示宜選用數字式指示儀,要求查閱歷史數據的,宜選用一般記錄儀。
(2)信號報警系統,宜選用帶接點(diǎn)訊號輸出的指示儀或記錄儀。
(3)多點(diǎn)記錄宜選用中型記錄儀(如30點(diǎn)記錄儀)。
4、附屬設備的選型
(1)當多點(diǎn)共用一臺顯示儀表時(shí),應選用質(zhì)量可靠的切換開(kāi)關(guān)。
(2)采用熱電偶測量1600℃以下的溫度,當冷端溫度變化使測量系統不能滿(mǎn)足精確度要求,而配套顯示儀表又無(wú)冷端溫度自動(dòng)補償功能時(shí),應選用冷端溫度自動(dòng)補償器。
(3)補償導線(xiàn)
a.根據熱電偶的支數、分度號和使用環(huán)境條件,應選用符合要求的補償導線(xiàn)或補償電纜。
b.按使用環(huán)境溫度選用不同級別補償導線(xiàn)或補償電纜:
-20~+100℃選用普通級;
-40~+250℃選用耐熱級。
c.有間斷電加熱或強電、磁場(chǎng)的場(chǎng)所,應選用屏蔽補償導線(xiàn)或屏蔽補償電纜。
d.補償導線(xiàn)的截面積,應按其敷設長(cháng)度的往復電阻值,以及配套顯示儀表、變送器或計算機接口允許輸入外部電阻來(lái)確定。
三、壓力儀表選型
<一>壓力表的選擇
1、按照使用環(huán)境和測量介質(zhì)的性質(zhì)選擇
(1)在大氣腐蝕性較強、粉塵較多和易噴淋液體等環(huán)境惡劣的場(chǎng)合,宜選用密閉式全塑壓力表。
(2)稀硝酸、醋酸、氨類(lèi)及其它一般腐蝕性介質(zhì),應選用耐酸壓力表、氨壓力表或不銹鋼膜片壓力表。
(3)稀鹽酸、鹽酸氣、重油類(lèi)及其類(lèi)似的具有強腐蝕性、含固體顆粒、粘稠液等介質(zhì),應選用膜片壓力表或隔膜壓力表。其膜片或隔膜的材質(zhì),必須根據測量介質(zhì)的特性選擇。
(4)結晶、結疤及高粘度等介質(zhì),應選用膜片壓力表。
(5)在機械振動(dòng)較強的場(chǎng)合,應選用耐震壓力表或船用壓力表。
(6)在易燃、易爆的場(chǎng)合,如需電接點(diǎn)訊號時(shí),應選用防爆電接點(diǎn)壓力表。
(7)下列測量介質(zhì)應選用專(zhuān)用壓力表:
氣氨、液氨:氨壓力表、真空表、壓力真空表;
氧氣:氧氣壓力表;
氫氣:氫氣壓力表;
氯氣:耐氯壓力表、壓力真空表;
乙炔:乙炔壓力表;
硫化氫:耐硫壓力表;
堿液:耐堿壓力表、壓力真空表。
2、精確度等級的選擇
(1)一般測量用的壓力表、膜盒壓力表和膜片壓力表,應選用1.5級或2.5級。
(2)精密測量和校驗用壓力表,應選用0.4級、0.25級或0.16級。
3、外型尺寸的選擇
(1)在管道和設備上安裝的壓力表,公稱(chēng)直徑為φ100mm或φ150mm。
(2)在儀表氣動(dòng)管路及其輔助設備上安裝的壓力表,公稱(chēng)直徑為φ60mm。
(3)安裝在照度較低、位置較高以及示值不易觀(guān)測場(chǎng)合的壓力表,公稱(chēng)直徑為φ200mm或φ250mm。
4、測量范圍的選擇
(1)測量穩定的壓力時(shí),正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的2/3~1/3。
(2)測量脈動(dòng)壓力(如:泵、壓縮機和風(fēng)機等出口處壓力)時(shí),正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的1/2~1/3。
(3)測量高、中壓力(大于4MPa)時(shí),正常操作壓力值不應超過(guò)儀表測量范圍上限值的1/2。
5、單位及標度(刻度)
(1)壓力儀表一律使用法定計量單位。即:帕(Pa)、千帕(kPa)和兆帕(MPa)。
(2)對于涉外設計項目和引進(jìn)儀表,可以采用國際通用標準或相應的國家標準。
<二>變送器、傳感器的選擇
(1)以標準信號(4~20mA)傳輸時(shí),應選用變送器。
(2)易燃、易爆場(chǎng)合,應選用氣動(dòng)變送器或防爆型電動(dòng)變送器。
(3)結晶、結疤、堵塞、粘稠及腐蝕性介質(zhì),應選用法蘭式變送器。與介質(zhì)直接接觸的材質(zhì),必須根據介質(zhì)的特性選擇。
(4)使用環(huán)境較好、測量精確度和可靠性要求不高的場(chǎng)合,可以選用電阻式、電感式遠傳壓力表或霍爾壓力變送器。
(5)測量微小壓力(小于500Pa)時(shí),可選用微差壓變送器。
<三>安裝附件的選擇
(1)測量水蒸汽和溫度大于60℃的介質(zhì)時(shí),應選用螺旋型或U型彎管。
(2)測量易液化的氣體時(shí),若取壓點(diǎn)高于儀表,應選用分離器。
(3)測量含粉塵的氣體時(shí),應選用除塵器。
(4)測量脈動(dòng)壓力時(shí),應選用阻尼器或緩沖器。
(5)在使用環(huán)境溫度接近或低于測量介質(zhì)的冰點(diǎn)或凝固點(diǎn)時(shí),應采取絕熱或伴熱措施。
(6)下列場(chǎng)合應選用儀表保護(溫)箱。
露天安裝的壓力開(kāi)關(guān)和變送器。
在有嚴重大氣腐蝕、多粉塵和其它有害物質(zhì)的廠(chǎng)房?jì)劝惭b的壓力開(kāi)關(guān)和變送器。
四、流量?jì)x表選型
<一>一般原則
1、刻度選擇
儀表刻度宜符合儀表刻度模數的要求,當刻度讀數不是整數時(shí),為讀數換算方便,也可按整數選用。
(1)方根刻度范圍
最大流量不超過(guò)滿(mǎn)刻度的95%;
正常流量為滿(mǎn)刻度的70%~85%;
最小流量不小于滿(mǎn)刻度的30%。
(2)線(xiàn)性刻度范圍
最大流量不超過(guò)滿(mǎn)刻度的90%;
正常流量為滿(mǎn)刻度的50%~70%;
最小流量不小于滿(mǎn)刻度的10%。
2、儀表精確度
用作能源計量的流量計,應符合《企業(yè)能源計量器具配備和管理通則(試行)》的規定。
(1)用于燃料進(jìn)出廠(chǎng)結算的計量,±0.1%;
(2)用于車(chē)間班組、工藝過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟分析的計量,±0.5%~2%;
(3)用于工業(yè)及民用水的計量,±2.5%;
(4)用于包括過(guò)熱蒸汽和飽和蒸汽的蒸汽計量,±2.5%;
(5)用于天然氣、瓦斯及家用煤氣的計量,±2.0%;
(6)用于重點(diǎn)用能設備及工藝過(guò)程控制的油的計量,±1.5%;
(7)用于工藝過(guò)程控制的其它含能工質(zhì)(如壓縮空氣、氧、氮、氫、水等)的計量,±2%。
3、流量單位
體積流量用m3/h、l/h;
質(zhì)量流量用kg/h、t/h;
標準狀態(tài)下氣體體積流量用Nm3/h(0℃,0.1013MPa)。
<二>一般流體、液體、蒸汽流量測量?jì)x表的選型1差壓式流量計
(1)、節流裝置
①標準節流裝置
一般流體的流量測量,應選用標準節流裝置(標準孔板、標準噴咀)。標準節流裝置的選用,必須符合GB2624-8l的規定或國際標準ISO 5167-1980。如有新的國家標準規定,應執行新規定。
②非標準節流裝置
符合下列條件者,可選用文丘里管:
要求低壓力損耗下的精確測量;
被測介質(zhì)為干凈的氣體、液體;
管道內徑在100~800mm范圍;
流體壓力在1.0MPa以?xún)取?/p>
符合下列條件者,可選用雙重孔板:
被測介質(zhì)為干凈氣體、液體;
雷諾數大于(等于)3000、小于(等于))300000范圍內。
符合下列條件者,可選1/4圓噴嘴:
被測介質(zhì)為干凈氣體、液體;
雷諾數大于200、小于100000范圍內。
符合下列條件者,可選圓缺孔板:
被測介質(zhì)在孔板前后可能產(chǎn)生沉淀物的臟污介質(zhì)(如高爐煤氣、泥漿等;
必須具有水平或傾斜的管道。
③取壓方式的選擇
應考慮整個(gè)工程盡量采用統一的取壓方式。
一般采用角接取壓或法蘭取壓方式。
根據使用條件和測量要求,可采用徑距取壓等其它取壓方式。
(2)、差壓變送器差壓范圍的選擇
差壓范圍的選擇應根據計算確定,一般情況下根據流體工作壓力高低不同宜選:
低差壓:6kPa,10kPa;
中差壓:16kPa,25kPa;
高差壓:40kPa,60kPa。
(3)、提高測量精確度的措施
溫度壓力波動(dòng)較大的流體,應考慮溫度壓力補償措施;
當管道直管段長(cháng)度不足或管道內產(chǎn)生旋轉流時(shí),應考慮流體校正措施,增選相應管徑的整流器。
(4)、特殊型差壓流量計
①蒸汽流量計
飽和蒸汽的流量,當要求的精確度不高于2.5級,并為就地或遠傳積算時(shí),可采用蒸汽流量計。
②內藏孔板式流量計
無(wú)懸浮物的潔凈液體、蒸汽、氣體的微小流量測量,當量程比不大于3∶l,測量精度要求不高,管道通徑DN<50mm時(shí),可選用內藏孔板流量計。測蒸汽時(shí),蒸汽溫度不大于120℃。
2、面積式流量計
當要求精度不高于1.5級,量程比不大于10∶1時(shí),可選用轉子流量計。
(1)、玻璃轉子流量計
中小流量、微小流量,壓力小于1MPa,溫度低于100℃的潔凈透明、無(wú)毒、無(wú)燃燒和爆炸危險且對玻璃無(wú)腐蝕無(wú)粘附的流體流量的就地指示,可采用玻璃轉子流量計。
(2)、金屬管轉子流量計
①普通型金屬管轉子流量計
對易汽化、易凝結、有毒、易燃、易爆不含磁性物質(zhì)、纖維和磨損物質(zhì),以及對不銹鋼(1Crl8Ni9Ti)無(wú)腐蝕性的流體中小流量測量,當需就地指示或遠傳信號時(shí),可選用普通型金屬管轉子流量計。
②特殊型金屬管轉子流量計
帶夾套的金屬管轉子流量計
當被測介質(zhì)易結晶或汽化或高粘度時(shí),可選用帶夾套金屬管轉子流量計。在夾套中通以加熱或冷卻介質(zhì)。
防腐型金屬管轉子流量計
對有腐蝕性介質(zhì)流量測量,可采用防腐型金屬管轉子流量計。
(3)、轉子流量計
要求垂直安裝,傾斜度不大于5°。流體應自下而上,安裝位置應振動(dòng)較小,易于觀(guān)察和維護,應設上、下游切斷閥和旁路閥。對臟污介質(zhì),必須在流量計的進(jìn)口處加裝過(guò)濾器。
3、速度式流量計
(1)、靶式流量計
粘度較高,含少量固體顆粒的液體流量測量,當要求精確度不高于1.5級,量程比不大于3∶1時(shí),可采用靶式流量計。
靶式流量計一般安裝在水平管道上。前直管段長(cháng)度為15~40D,后直管段長(cháng)度為5D。
(2)、渦輪流量計
潔凈的氣體及運動(dòng)粘度不大于5×10-6m2/s的潔凈液體的流量測量,當要求較精確計量,量程比不大于10∶1時(shí),可采用渦輪流量計。
渦輪流量計應安裝在水平管道上,使液體充滿(mǎn)整個(gè)管道,并設上、下游截止閥和旁路閥,以及在上游設過(guò)濾器,下游設排放閥。
直管段長(cháng)度:上游不少于20D,下游不少于5D。
(3)、旋渦流量計(卡門(mén)渦街流量計或渦街流量計)
潔凈氣體、蒸汽和液體的大中流量測量,可選用旋渦流量計。低速流體及粘度大于20×10-3pa·s液體的測量,不宜選用旋渦流量計。選用時(shí)應對管道流速進(jìn)行驗算。
該流量計具有壓力損失較小、安裝方便的特點(diǎn)。
對直管段要求:上游為15~40D(視配管情況而定);上游加整流器時(shí),上游不小于10D;下游至少為5D。
(4)、水表
就地累積水的流量,當量程比要求小于30∶1時(shí),可采用水表。
水表安裝于水平管道上,并要求直管段長(cháng)度為:上游不少于8D,下游不少于5D。
<三>腐蝕、導電或帶固體微粒流量測量?jì)x表的選型
1、電磁流量計
用于電導率大于10μS/cm的液體或均勻的液固兩相介質(zhì)流量測量。具有良好的耐腐蝕性和耐磨性,無(wú)壓力損失??蓽y量各種強酸、強堿、鹽、氨水、泥漿、礦漿、紙漿等介質(zhì)。
安裝方向可以垂直、水平,也可傾斜,垂直安裝時(shí),液體必須自下而上。對液固兩相介質(zhì),最好是垂直安裝。
當安裝在水平管道上時(shí),應使液體充滿(mǎn)管段,并應使變送器的電極處于同一水平面上;直管段長(cháng)度,上游不少于5~10D,下游不小于3~5D或無(wú)要求(廠(chǎng)家不同,要求不同)。
變送器不應設置在磁場(chǎng)強度大于398A/m的場(chǎng)所。
<四>高粘度流體流量測量?jì)x表的選型
1、容積式流量計
(1)橢圓齒輪流量計
潔凈的、粘度較高的液體,要求較準確的流量測量,當量程比小于10∶1時(shí),可采用橢圓齒輪流量計。
橢圓齒輪流量計應安裝在水平管道上,并使指示刻度盤(pán)面處于垂直平面內;應設上、下游切斷閥和旁路閥。上游應設過(guò)濾器。
對微流量,可選用微型橢圓齒輪流量計。
當測量各種易氣化介質(zhì)時(shí),應增設消氣器。
(2)腰輪流量計
潔凈的氣體或液體,特別是有潤滑性的油品,精確度要求較高的流量測量,可選腰輪流量計。
流量計應水平安裝,設置旁通管路,進(jìn)口端裝過(guò)濾器。
(3)刮板流量計
連續測量封閉管道中的液體流量,特別是各種油品的精確計量,可選用刮板流量計。
刮板流量計的安裝,應使流體充滿(mǎn)管道,并應水平安裝,使計數器的數字處于垂直的方向上。
當測量各種油品并要求精確計量時(shí),應增設消氣器。
2、靶式流量計
粘度較高,含少量固體顆粒的液體流量測量,當要求精確度不高于1.5級,量程比不大于3∶1時(shí),可采用靶式流量計。
靶式流量計一般安裝在水平管道上。前直管段長(cháng)度為15~40D,后直管段長(cháng)度為5D。
<五>大管徑流量測量?jì)x表的選型
當管徑大時(shí),壓損對能耗有顯著(zhù)影響。常規流量計價(jià)格貴,當壓損大時(shí),可根據情況選用笛形均速管、插入式渦街、插入式渦輪、電磁流量計、文丘里管、超聲波流量計。
1笛形均速管流量計
潔凈氣體、蒸汽、粘度小于0.3Pa·s的潔凈液體的流量測量,當要求壓力損失較小時(shí),可選用笛形均速管流量計。
笛形均速管安裝在水平管道上,直管段長(cháng)度:上游不少于6~24D,下游不少于3~4D。
<六>新型流量測量?jì)x表的選型
1、超聲波流量計
凡能導聲的流體均可選用超聲波流量計,除一般介質(zhì)外,對強腐蝕性、非導電、易燃易爆、放射性等惡劣條件下工作的介質(zhì),當無(wú)法采用接觸式測量時(shí),可采用超聲波流量計。
2、質(zhì)量流量計
需直接精確測量液體、高密度氣體和漿體的質(zhì)量流量時(shí),可選用質(zhì)量流量計。
質(zhì)量流量計可以不受流體溫度、壓力、密度或粘度變化的影響而提供精確可靠的質(zhì)量流量數據。
質(zhì)量流量計可在任何方向安裝,不需直管段。
<七>粉粒及塊狀固體流量測量?jì)x表的選型
1、沖量式流量計
自由落下的粉粒及塊狀固體流量測量,當要求封閉傳送物料時(shí),宜選用沖量式流量計;沖量流量計適用于任意粒度的各種散料,且在塵埃極多的情況下也能準確計量,但散料的料重不得大于預定沖料板重量的5%。
沖量式流量計的安裝,要求物料必須保證自由落下,不得有外加力作用于被測物體上。沖板安裝角度、進(jìn)料口與沖板間角度及高度有一定要求,并與量程選擇有一定關(guān)系,選用前應進(jìn)行計算。
2、電子皮帶稱(chēng)
用于皮帶輸送的固體流量測量,安裝在符合標準性能的皮帶輸送機上。其稱(chēng)框安裝要求嚴格,稱(chēng)框在皮帶上的位置與落料口的距離對測量精度都有影響,應選擇好安裝位置。
3、軌道衡
鐵路貨車(chē)的連續自動(dòng)稱(chēng)量宜選擇動(dòng)態(tài)軌道衡。
五、物位儀表選型
<一>一般原則
(1)應深入了解工藝條件、被測介質(zhì)的性質(zhì)、測量控制系統要求,以便對儀表的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果做出充分評價(jià),使其在保證生產(chǎn)穩定、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加經(jīng)濟效益等方面起到應有的作用。
(2)液面和界面測量應選用差壓式儀表、浮筒式儀表和浮子式儀表。當不滿(mǎn)足要求時(shí),可選用電容式、電阻式(電接觸式)、聲波式等儀表。
料面測量應根據物料的粒度、物料的安息角、物料的導電性能、料倉的結構形式及測量要求進(jìn)行選擇。
(3)儀表的結構形式和材質(zhì),應根據被測介質(zhì)的特性來(lái)選擇。主要考慮的因素為壓力、溫度、腐蝕性、導電性;是否存在聚合、粘稠、沉淀、結晶、結膜、氣化、起泡等現象;密度和密度變化;液體中含懸浮物的多少;液面擾動(dòng)的程度以及固體物料的粒度。
(4)儀表的顯示方式和功能,應根據工藝操作及系統組成的要求確定。當要求信號傳輸時(shí),可選擇具有模擬信號輸出功能或數字信號輸出功能的儀表。
(5)儀表量程應根據工藝對象的實(shí)際需要顯示的范圍或實(shí)際變化范圍確定。除供容積計量用的物位儀表外,一般應使正常物位處于儀表量程的50%左右。
(6)儀表精度應根據工藝要求選擇,但供容積計量用的物位儀表,其精度等級應在0.5級以上。
(7)用于可燃性氣體、蒸汽及可燃性粉塵等爆炸危險場(chǎng)所的電子式物位儀表。應根據所確定的危險場(chǎng)所類(lèi)別以及被測介質(zhì)的危險程度,選擇合適的防爆結構型式或采取其他的防護措施。
(8)用于腐蝕性氣體及有害粉塵等場(chǎng)所的電子式物位儀表,應根據使用環(huán)境條件,選擇合適的外殼防護型式。
<二>液面和界面測量?jì)x表的選型
1、差壓式測量?jì)x表
(1)對于液面連續測量,宜選用差壓式儀表。
對于界面測量,可選用差壓式儀表,但要求總液面應始終高于上部取壓口。
(2)對于測量精度要求高,測量系統需要較為復雜的精確運算,而一般模擬儀表難以達到時(shí),可選用差壓式智能變送儀表,其精度為0.2級以上。
(3)對于在正常工況下液體密度有明顯變化時(shí),不宜選用差壓式儀表。
(4)腐蝕性液體、結晶性液體、粘稠性液體、易汽化液體、含懸浮物液體宜選用平法蘭式差壓儀表。
高結晶的液體、高粘度的液體、結膠性的液體、沉淀性的液體宜選用插入式法蘭差壓儀表。
以上被測介質(zhì)的液面,如果氣相有大量冷凝物、沉淀物析出,或需要將高溫液體與變送器隔離,或更換被測介質(zhì)時(shí),需要嚴格凈化測量頭的,可選用雙法蘭式差壓儀表。
(5)腐蝕性液體、粘稠性液體、結晶性液體、熔融性液體、沉淀性液體的液面在難于使用法蘭式差壓儀表測量時(shí),可采用吹氣或沖液的方法,配合普通壓力表、壓力變送儀表或差壓變送儀表進(jìn)行測量。
(6)對于在環(huán)境溫度下,氣相可能冷凝、液相可能汽化,或氣相有液體分離的對象,在難以使用法蘭式差壓儀表而用普通差壓儀表進(jìn)行測量時(shí),應視具體情況分別設置隔離器、分離器、汽化器、平衡容器等部件,或對測量管線(xiàn)保溫、伴熱。
(7)用差壓式儀表測量鍋爐汽包液面時(shí),應采用溫度補償型雙室平衡容器。
(8)差壓式儀表的正、負遷移量應在選擇儀表量程時(shí)加以考慮。
2、浮筒式測量?jì)x表
(1)對于測量范圍在2000mm以?xún)?,比密度?.5~1.5的液體液面連續測量,以及測量范圍在1200mm以?xún)?,比密度差?.1~0.5的液體界面連續測量,宜選用浮筒式儀表。
真空對象、易汽化的液體宜選用浮筒式儀表。
就地液位指示或調節宜選用氣動(dòng)浮筒式儀表。
浮筒式儀表必須用于清潔液體。
(2)選用浮筒式儀表,當精度要求較高,信號要求遠傳時(shí),宜選用力平衡型;當精度要求不高,就地指示或調節時(shí),可選用位移平衡型。
(3)對于開(kāi)口儲槽、敞口儲液池的液面測量,宜選用內浮筒;對于在操作溫度下不結晶、不粘稠、但在環(huán)境溫度下可能結晶或粘稠的液體對象,也宜選用內浮筒。對于不允許停車(chē)的工藝設備,不應選用內浮筒,而應選用外浮筒。對于高粘稠、結晶或高溫的液體對象,不應選用外浮簡(jiǎn)。
(4)內浮筒儀表在容器內液體擾動(dòng)較大時(shí),應加裝防擾動(dòng)影響的平穩套管。
(5)電動(dòng)浮筒儀表用于被測液位波動(dòng)頻繁的場(chǎng)合,其輸出信號應加阻尼器。
3、浮子式測量?jì)x表
(1)對于大型儲槽清潔液體液面的連續測量和容積計量,以及各類(lèi)儲槽清潔液體液面和界面的位式測量,應選用浮子式儀表。
(2)臟污的液體,以及環(huán)境溫度下結凍的液體,不宜采用浮子式儀表。粘性液體的連續測量和多點(diǎn)位式測量,也不宜采用浮子式儀表。
(3)浮子式測量?jì)x表用于界面測量時(shí),兩種液體的比密度應恒定,且比密度差不應小于0.2。
(4)內浮子式液位儀表用于大型儲槽液面測量時(shí),為防止浮子的飄移,應備有導向設施;為防止浮子受液面擾動(dòng)的影響,應加裝平穩套管。
(5)大型儲槽液體的液位或容積連續計量,對測量精度要求較高的單儲槽或多儲槽,宜選用光導式液面計;對測量精度要求一般的單儲槽可選用鋼帶浮子式液面計。對要求高精度連續計量液位、界面、容積和質(zhì)量的單儲槽或多儲槽,應選用儲罐測量系統。
(6)開(kāi)口儲槽、敞口儲液池的液面多點(diǎn)位式測量,以及有腐蝕性、毒性等危險液體的多點(diǎn)位式測量,宜選用磁性浮子式液面計。
(7)粘性液體的位式測量,宜選用杠桿式浮子液位控制器。
4、電容式測量?jì)x表
(1)對于腐蝕性液體、沉淀性流體以及其他化工工藝介質(zhì)的液面連續測量和位式測量,宜選用電容式液面計。
用于界面測量時(shí),兩種液體的電氣性能必須符合產(chǎn)品的技術(shù)要求。
(2)電容液面計的具體型號、電極結構型式、電極材料,應根據被測介質(zhì)的電氣性能、容器的材質(zhì)等因素確定。
(3)對于不粘滯非導電性液體,可采用軸套筒式的電極;對于不粘滯導電性液體,可采用套管式的電極;對于易粘滯非導電性液體,可采用裸電極,電極表面應選擇具有與被測液體親和力小的材料或采用自動(dòng)清洗的措施。
(4)電容液面計不能用于易粘滯的導電性液體液面的連續測量。
(5)電容式測量?jì)x表易受電磁干擾的影響,應選用屏蔽電纜,或采取其他抗電磁干擾的措施。
(6)用于位式測量的電容液面計,宜采用水平安裝型;用于連續測量的電容液面計,宜采用垂直安裝型。
5、電阻式(電接觸式)測量?jì)x表
(1)對于腐蝕性導電液體液面的位式測量,以及導電液體與非導電液體的界面位式測量,可選用電阻式(電接觸式)儀表。
(2)對于容易使電極結垢的導電液體,以及工藝介質(zhì)在電極間發(fā)生電解現象時(shí),一般不宜選用電阻式(電接觸式)儀表。對于非導電、易粘附電極的液體,不得選用電阻式(電接觸式)儀表。
6、靜壓式測量?jì)x表
(1)對于深度為5m~100m的供水池、水井、水庫的液面連續測量,應選用靜壓式儀表。
對于無(wú)壓容器內的液面連續測量,可選用靜壓式儀表。
(2)在正常工況下,液體密度有明顯變化時(shí),不宜選用靜壓式儀表。
7、聲波式測量?jì)x表
(1)對于普通物位儀表難以測量的腐蝕性液體、高粘性液體、有毒性液體等液面的連續測量和位式測量,宜選用聲波式測量?jì)x表。
(2)聲波式儀表的具體型號、結構型式,應根據被測介質(zhì)的特性等因素確定。
(3)聲波式儀表必須用于可反射和傳播聲波的容器液面測量,不得用于真空容器。不宜用于含氣泡的液體和含固體顆粒物的液體。
(4)對于內部有影響聲波傳播的障礙物的容器,不宜采用聲波式儀表。
(5)對于連續測量液面的聲波式儀表,如果被測液體溫度、成份變化比較顯著(zhù),應考慮對聲波傳播速度的變化進(jìn)行補償,以提高測量的精度。
(6)檢測器和轉換器之間的電纜,應采用屏蔽電纜,或考慮采用防電磁干擾的措施。
8、微波式測量?jì)x表
(1)對于普通液位儀表難以高精度測量的大型固定頂罐、浮頂罐內腐蝕性液體、高粘度液體、有毒液體的液位連續測量,應選用微波式測量?jì)x表。
微波式測量?jì)x表測量方法采用特定頻率范圍內的微波連續掃描,液位和天線(xiàn)之間的距離變化時(shí),傳感信號與反射信號之間產(chǎn)生頻率差,頻率差與液位和天線(xiàn)之間的距離成正比,因此測定頻率差可轉換得出液位。
(2)天線(xiàn)的結構形式及材質(zhì),應根據被測介質(zhì)的特性、儲罐內壓力等因素確定。
(3)對于內部有影響微波傳播的障礙物的儲罐,不宜采用微波式儀表。
(4)對于罐內水蒸汽和烴類(lèi)蒸汽的密度在正常工況下有顯著(zhù)變化時(shí),應考慮對微波傳播速度的變化進(jìn)行補償;對于沸騰的或擾動(dòng)的液面,應考慮采取變徑喇叭筒的靜止管道及其它補償措施,以提高測量精度。
9、核輻射式測量?jì)x表
(1)對于高溫、高壓、高粘度、強腐蝕、易爆、有毒介質(zhì)液面的非接觸式連續測量和位式測量,在使用其他液位儀表難以滿(mǎn)足測量要求時(shí),可選用核輻射式儀表。
(2)輻射源的強度應根據測量要求進(jìn)行選擇,同時(shí)應使射線(xiàn)通過(guò)被測對象后,在工作現場(chǎng)的射線(xiàn)劑量應盡量小,安全劑量標準應符合現行的《輻射防護規定》(GB8703-88),否則,應充分考慮隔離屏蔽等防護措施。
(3)輻射源的種類(lèi)應根據測量要求和被測對象的特點(diǎn),如被測介質(zhì)的密度、容器的幾何形狀、材質(zhì)及壁厚等因素進(jìn)行選擇。當射源強度要求較小時(shí),可選用鐳(Re);當射源強度要求較大時(shí),可選用銫137(Csl37);用于厚壁容器要求穿透能力強時(shí),可選用鈷60(Co60)。
(4)為避免由于輻射源衰變而引起的測量誤差,提高運行的穩定性和減少校驗次數,測量?jì)x表應能對衰變進(jìn)行補償。
10、激光式測量?jì)x表
(1)對于結構復雜或有機械障礙的容器,以及按常規的方法難以安裝的容器的液面連續測量,應選用激光式測量?jì)x表。
(2)對于無(wú)反射的完全透明液體,不能采用激光式測量?jì)x表。
<三>料面測量?jì)x表的選型
1、電容式測量?jì)x表
(1)對于顆粒狀物料和粉粒狀物料,如:煤、塑料單體、肥料、砂子等料面連續測量和位式測量,宜選用電容式測量?jì)x表。
(2)檢測器的延伸電纜應采用屏蔽電纜,或考慮采用防電磁干擾的措施。
2、聲波式測量?jì)x表
(1)對于無(wú)振動(dòng)或振動(dòng)小的料倉、料斗內粒度為10mm以下的顆粒物狀料面的位式測量,可選用音叉料位計。
(2)對于粒度為5mm以下的粉粒狀物料的料面位式測量,應選用聲阻斷式超聲料位計。
(3)對于微粉狀物料的料面連續測量和位式測量,宜選用反射式超聲料位計。反射式超聲料位計不宜用于有粉塵彌漫的料倉、料斗的料面測量,也不宜用于表面不平整的料位測量。
3、電阻式(電接觸式)測量?jì)x表
(1)對于導電性能良好或導電性能差,但含有水份的顆粒狀和粉粒狀物料,如:煤、焦炭等料面的位式測量,可選用電阻式測量?jì)x表。
(2)必須滿(mǎn)足產(chǎn)品規定的電極對地電阻的數值,以保證測量的可靠性和靈敏度。
4、微波式測量?jì)x表
(1)對于高溫、粘附性大、腐蝕性大、毒性大的塊狀、顆粒狀物料的料面位式測量和連續測量,宜選用微波式測量?jì)x表。
(2)不宜用于表面不平整的料位測量。
5、核輻射式測量?jì)x表
(1)對于高溫、高壓、粘附性大、腐蝕性大、毒性大的塊狀、顆粒狀、粉粒狀物料的料面位式測量和連續測量,可選用核輻射式測量?jì)x表。
(2)其它要求應符合前述的規定。
6、激光式測量?jì)x表
(1)對于結構復雜或有機械障礙的容器,以及按常規的方法難以安裝的容器的料面連續測量,應選用激光式測量?jì)x表。
(2)對于無(wú)反射的完全透明物料,不能采用激光式測量?jì)x表。
7、阻旋式測量?jì)x表
(1)對于承壓較小、無(wú)脈動(dòng)壓力的料倉、料斗,物料比密度為0.2以上顆粒狀和粉粒狀物料料面的位式測量,可選用阻旋式測量?jì)x表。
(2)旋翼的尺寸應根據物料的比密度選取。
(3)為避免物料撞擊旋翼造成儀表誤動(dòng)作,應在旋翼上方設置保護板。
8、隔膜式測量?jì)x表
(1)對于料倉、料斗內顆粒狀或粉粒狀物料料面的位式測量,可選用隔膜式測量?jì)x表。
(2)由于隔膜的動(dòng)作易受粉粒附著(zhù)的影響和粉粒流動(dòng)壓力的影響,不能用于精度要求較高的場(chǎng)合。
9、重錘式測量?jì)x表
(1)對于料位高度大,變化范圍寬的大型料倉、散裝倉庫以及敞開(kāi)或密閉無(wú)壓容器內的塊狀、顆粒狀和附著(zhù)性不大的粉粒狀物料的料面定時(shí)連續測量,應選用重錘式測量?jì)x表。
(2)重錘的形式應根據物料的粒度、干濕度等因素選取。
(3)對于有粉塵彌漫嚴重的料倉、容器的料位測量,應使用帶吹氣裝置的重錘式測量?jì)x表。