自動(dòng)化儀表知(zhī)識百科:自動化儀器儀表基礎(chǔ)知(zhī)識(shí),技術方案(àn)
更新時間:2022年12月(yuè)05日
壓力變送(sòng)器是用於檢測各(gè)種流(liú)體的(dí)差壓(yā)和壓力(lì),其工作原(yuán)理是檢測單(dān)元(yuán)的電量(liáng)與輸入的(dí)壓力(lì)信(xìn)號的大小成(chéng)比(bǐ)例變化,經(jīng)轉換(huàn)單元處(chǔ)理(lǐ)放(fàng)大(dà)後,輸(shū)出4~20mA 的(dí)標準信號供用(yòng)戶采集。
因壓力(lì)變送(sòng)器安(ān)裝(zhuāng)方式和用(yòng)途(tú)的(dí)不同,大致(zhì)分為四種類型:差(chà)壓和(hé)流(liú)量(liáng)變送(sòng)器;壓力和(hé)絕對(duì)壓(yā)力變(biàn)送(sòng)器;液位變送器;遠(yuǎn)傳密(mì)封型變送(sòng)器(qì)。
安(ān)裝前的準備工作(zuò)
1,核(hé)對設備(bèi):由於(yú)提供(gōng)設備(bèi)與設計供貨(huò)廠商(shāng),型號不盡相通,故需(xū)要(yào)根據(jù)量(liáng)程和(hé)設(shè)計(jì)安裝方(fāng)式(shì)以及(jí)工(gōng)藝介(jiè)質要(yào)求(qiú)的材(cái)質來確定(dìng)各(gè)個位號所對應的壓(yā)力(lì)變送器(qì)。
2,確(què)定壓力(lì)變送器安(ān)裝(zhuāng)位(wèi)置:各(gè)係(xì)列(liè)的壓(yā)力(lì)變(biàn)送器(qì)要采用(yòng)了(liǎo)防水,防塵(chén)結(jié)構(gòu),可(kě)以安(ān)裝(zhuāng)在任(rèn)何場所。但(dàn)從便(biàn)於日常操作(zuò)維護,延長使用(yòng)壽(shòu)命,保(bǎo)證可靠性等方(fāng)麵(miàn)考慮,安裝位置(zhì)有如下要求:
(1)周圍有足(zú)夠的作業空(kōng)間,與(yǔ)相(xiāng)鄰物(wù)體距離(任(rèn)何方(fāng)向) 大(dà)於(yú)0.5m。
(2)周(zhōu)圍無嚴重的(dí)腐蝕性(xìng)氣(qì)體(tǐ)。
(3)不受周(zhōu)圍的(dí)熱輻(fú)射(shè)和陽光(guāng)直接照射(shè)。
(4)防止(zhǐ)由於(yú)壓(yā)力(lì)變送器(qì)和導(dǎo)壓(yā)管(guǎn)(毛細管(guǎn)) 的振(zhèn)動(dòng)對輸出(chū)產生幹擾,壓力變(biàn)送(sòng)器(qì)應安(ān)裝(zhuāng)在無振動場(cháng)所,導壓管(guǎn)(毛(máo)細管(guǎn)) 應(yīng)固定。
安(ān)裝規範
根(gēn)據(jù)不同(tóng)的(dí)檢(jiǎn)測(cè)介(jiè)質(zhì),有不同(tóng)的安裝(zhuāng)方位。介質一般分(fēn)為液體,蒸汽(qì)和(hé)氣體(tǐ)三種。對液(yè)體和(hé)蒸汽的(dí)測(cè)量,壓力變(biàn)送(sòng)器(qì)應(yīng)安(ān)裝在(zài)過程管(guǎn)綫的(dí)下(xià)方;對氣體的測量(liáng),壓力(lì)變送(sòng)器(qì)一(yī)般(bān)應安(ān)裝(zhuāng)在(zài)過(guò)程管(guǎn)綫(xiàn)的上方。配管的(dí)主閥(fá)需要(yào)考慮zui大過(guò)程(chéng)壓(yā)力(lì),管綫(xiàn)材質必須(xū)滿足(zú)工藝(yì)要(yào)求(qiú),如溫度(dù),壓力(lì),耐腐蝕性等(děng)。壓力變送器的安裝除單法蘭(lán)直接將(jiāng)其(qí)固(gù)定(dìng)在取壓裝置(zhì)法蘭(lán)上,其餘均(jūn)需要支(zhī)架(jià)。
1,安裝位置
壓(yā)力(lì)變送(sòng)器室外(wài)安裝(zhuāng)一般都(dū)配(pèi)有保溫(保護(hù)) 箱(xiāng),箱(xiāng)內(nèi)有(yǒu)相應支(zhī)架(jià),用(yòng)設備(bèi)自帶U型螺栓,將(jiāng)其(qí)緊(jǐn)固在(zài)立柱(zhù)上。室(shì)內和(hé)設計(jì)無(wú)保溫箱的地(dì)方,自製一個(gè)立柱(zhù),同上(shàng)方(fāng)法將(jiāng)其(qí)緊固。
2,配(pèi)管
(1) 確(què)認壓力(lì)變送(sòng)器高(gāo)/低(dī)壓(yā)側:差壓變送器的兩(liǎng)個過程接(jiē)口均有標(biāo)識(shí),標識(shí)“H”為高壓側(cè),“L”為低(dī)壓(yā)側(cè) ,排放閥(fá)裝在正麵(miàn)下(xià)方(fāng),導(dǎo)壓管裝在(zài)上方。
(2) 過程(chéng)壓力引(yǐn)出口的(dí)位(wèi)置,根據被(bèi)測介(jiè)質(zhì)和(hé)測點(diǎn)位(wèi)置(zhì)而定。
某(mǒu)些國(guó)外(wài)產(chǎn)品(pǐn)在測量(liáng)氣體時,引(yǐn)壓口允(yǔn)許在工藝(yì)管道(dào)水平中(zhōng)軸(zhóu)綫(xiàn)以上180°範圍(wéi)內。在馬(mǎ)鋼工程,我(wǒ)們(mén)考慮(lǜ)到(dào)介(jiè)質(zhì)的滿(mǎn)管狀態以及配(pèi)管的方(fāng)便(biàn),仍然采(cǎi)用《冶金工業自(zì)動化(huà)儀表與控製裝(zhuāng)置(zhì)安裝通用(yòng)圖冊(cè)》90版的(dí)安裝方式。同(tóng)時,當壓力變送(sòng)器用於檢(jiǎn)測液體(tǐ)流(liú)量(liáng)時(shí),壓力(lì)引(yǐn)出口取決於(yú)節(jié)流裝置(zhì)的安裝,但節流裝置(zhì)的(dí)安(ān)裝一般都(dū)和壓(yā)力變(biàn)送器(qì)取壓裝(zhuāng)置(zhì)遵循相(xiāng)通的(dí)安裝(zhuāng)標(biāo)準。
(3) 液體(tǐ)流量(liáng)測(cè)量(liáng)。
平(píng)衡(héng)閥組(zǔ)件與導(dǎo)壓(yā)管焊接連接(jiē),材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti,使用不鏽鋼(gāng)焊條即(jí)可(kě)處理(lǐ)。節(jié)流裝(zhuāng)置一(yī)般(bān)為標準(zhǔn)環室孔(kǒng)板,環(huán)室1/4噴(pēn)嘴(zuǐ),托(tuō)巴流量計(jì)和威(wēi)力巴流(liú)量計等,對帶腐(fǔ)蝕性流體流量的(dí)檢(jiǎn)測(cè)馬(mǎ)鋼采(cǎi)用分(fēn)外材(cái)質(zhì)的(dí)孔板(bǎn)或噴嘴(zuǐ),對蒸汽,水(shuǐ)等非腐蝕性流體采(cǎi)用(yòng)了托巴或(huò)威力巴(bā)流量計(jì)。其過細配管圖如(rú)圖(tú)1所(suǒ)示:
①介質(zhì)PN≤110MPa時(shí),導壓管可用焊(hàn)接(jiē)鋼管;PN>1.0MPa時(shí),均可(kě)采(cǎi)用無縫(féng)鋼(gāng)管(guǎn);腐蝕性(xìng)介質(zhì)可用(yòng)無(wú)縫(féng)不(bù)鏽(xiù)鋼(gāng)管(guǎn)。管(guǎn)路自取(qǔ)壓裝置(zhì)至(zhì)壓力變(biàn)送器,zui短(duǎn)距離(lí)不得(dé)小(xiǎo)於3米(mǐ),低(dī)壓或微壓介質配管(guǎn)不能(néng)超過30米(mǐ)。其它壓力等(děng)級管路zui長不(bù)得(dé)超過50米(mǐ)。
②二次(cì)閥(fá)後(hòu)至(zhì)壓(yā)力(lì)變送器(qì)為便於煨(wēi)彎(wān),可采用無縫(féng)紫銅(tóng)管卡(qiǎ)套式連接。紹(shào)興中(zhōng)儀提(tí)供(gōng)的(dí)三閥組(zǔ),其直通(tōng)終端(duān)接(jiē)頭(tóu)是316L焊接式,故隻(zhī)能(néng)使(shǐ)用無(wú)縫鋼(gāng)管與其焊接(jiē)連接。
③不(bù)同(tóng)壓(yā)力等級的介(jiè)質在管(guǎn)路上還要求(qiú)閥(fá)門的壓(yā)力(lì)等(děng)級不同(tóng)。1.0MPa及其以(yǐ)下壓(yā)力等級均(jūn)可采(cǎi)用(yòng)16公(gōng)斤(jīn)(1.6MPa) 管式內(nèi)螺(luó)紋(wén)球閥(fá);其(qí)它(tā)一般(bān)選取(qǔ)介質壓(yā)力(lì)的(dí)1.5倍壓力的內螺紋閘閥(fá)。
④若介質沉澱(diàn)物(wù)較(jiào)多(duō),則(zé)需(xū)要在排汙閥上方(fāng)安裝沉降(jiàng)容(róng)器。
⑤高溫或(huò)強腐蝕(shí)性介(jiè)質(zhì)一般需要(yào)在(zài)二次閥1上(shàng)部安(ān)裝隔離(lí)容(róng)器。隔離(lí)液(yè)和介(jiè)質(zhì)必須(xū)互(hù)不相容,若隔(gé)離液(yè)密(mì)度大於介(jiè)質(zhì),則介(jiè)質由(yóu)容(róng)器上(shàng)部(bù)引(yǐn)入(rù),導壓(yā)管(guǎn)由容器(qì)下(xià)部引出(chū),介質排放閥在(zài)容器(qì)上側,隔離(lí)液(yè)排(pái)放閥(fá)在容(róng)器(qì)下方(fāng)。若(ruò)隔離(lí)液密度小於(yú)介質(zhì),則(zé)相(xiāng)應管(guǎn)件(jiàn)調換位(wèi)置和改變坡度。隔(gé)離液(yè)的灌(guàn)注應該從管(guǎn)路(lù)的zui底處(chǔ)向上至排放閥(fá)。
(4) 蒸汽流量(liáng)測量,如(rú)示(shì)意(yì)圖(tú)2所示(shì),在過程引出口附(fù)近相(xiāng)通(tōng)高度,需要(yào)裝兩個冷(lěng)凝容器。
冷(lěng)凝(níng)容器和(hé)壓(yā)力變(biàn)送器之間的管(guǎn)綫中注(zhù)入(rù)冷(lěng)凝(níng)液(yè),為(wéi)防止(zhǐ)空氣(qì)進入壓力(lì)變(biàn)送(sòng)器測量室(shì),冷(lěng)凝液的灌注(zhù)與(yǔ)隔(gé)離(lí)液的灌注方(fāng)式相(xiāng)通(tōng)。配(pèi)管其(qí)它部分和(hé)圖(tú)1相通,管件的要(yào)求同(3)-①②③。
(5) 氣體流量(liáng)的測量
壓(yā)力(lì)變送(sòng)器要(yào)求在(zài)測量(liáng)氣體(tǐ)流(liú)量時,變送器安(ān)裝(zhuāng)在(zài)取壓口(kǒu)的上(shàng)方(fāng)。取壓(yā)裝(zhuāng)置及其(qí)配管如(rú)圖(tú)3所示(shì)。
①管(guǎn)件(jiàn)要求(qiú)同(tóng)(3)-①②③。
②取壓裝置(zhì)應在隻管段(duàn)上,避開渦流(liú)和(hé)死角處(chǔ),距(jù)90°彎頭後(hòu)方(fāng)≥3D(工(gōng)藝管(guǎn)道(dào)內徑) 處(chǔ)接口。
③取壓管不能(néng)深入工(gōng)藝管道(dào)內壁,避免渦(wō)流(liú)影響,如(rú)臨近測溫元(yuán)件,應裝在測溫元件之前(測溫元件插入部件(jiàn)會(huì)造(zào)成渦(wō)流(liú)) 。
④介質沉澱(diàn)物較多的同(tóng)樣需要(yào)在排汙(wū)閥上方(fāng)安(ān)裝沉(chén)降容器(qì)。
壓(yā)力(lì)變送(sòng)器(qì)也(yě)可以用於(yú)測量(liáng)液體(tǐ)和氣體壓力(lì),配(pèi)管(guǎn)方式(shì)同(tóng)相應(yīng)流量檢測(cè),隻是低(dī)壓(yā)側自平衡(héng)閥組處直(zhí)通(tōng)大氣;它(tā)還可以用於(yú)密閉容器或開口容器的(dí)液位(wèi)檢測。
3,壓力變(biàn)送(sòng)器(qì)配(pèi)綫
一(yī)般現(xiàn)在所使用的(dí)壓(yā)力變送器采用(yòng)兩(liǎng)綫製,也(yě)有是Hart協(xié)議(yì)進行(háng)供電和通(tōng)信。在壓力(lì)變送(sòng)器配(pèi)綫端子“+”“-”上直(zhí)接(jiē)接24VDC電(diàn)源,此(cǐ)電源綫同(tóng)時(shí)用於(yú)傳輸壓力變送器(qì)輸出信(xìn)號(hào)。外殼接地端子必須(xū)可靠接地,在(zài)本(běn)安或(huò)防(fáng)爆區域,端子(zǐ)盒內接地端子也(yě)必須可靠(kào)接(jiē)地,供貨方(fāng)要求接(jiē)地電阻(zǔ)必(bì)須(xū)小於100Ω。施(shī)工(gōng)時我們將(jiāng)其接(jiē)於獨(dú)立保護接地(dì)網(wǎng)(接(jiē)地(dì)電阻(zǔ)小於(yú)10Ω) 。
4,壓(yā)力(lì)變(biàn)送器遷移
在應用差壓變送器測(cè)量液麵時(shí),如果差壓變送器(qì)的正(zhèng),負(fù)壓(yā)室(shì)與容(róng)器的(dí)取壓點(diǎn)處在同(tóng)一水(shuǐ)平(píng)麵上,就(jiù)不需要遷(qiān)移。而在實際(jì)應用中(zhōng),出於(yú)對設備安裝位置(zhì)和(hé)便(biàn)於維(wéi)護(hù)等方麵(miàn)的(dí)考慮,測量儀表(biǎo)不一定(dìng)都能與取壓點在同一水(shuǐ)平麵上;又如(rú)被測介質(zhì)是(shì)強腐(fǔ)蝕性或(huò)重粘度(dù)的液體(tǐ),不能直接把(bǎ)介質引入測(cè)壓儀表,必須安裝隔(gé)離液(yè)罐(guàn),用(yòng)隔離(lí)液來(lái)傳(chuán)遞壓(yā)力信號(hào),以防被測儀表(biǎo)被腐(fǔ)蝕。這(zhè)時(shí)就(jiù)要考(kǎo)慮介質和隔離液(yè)的液(yè)柱(zhù)對(duì)測壓儀表讀(dú)數的影(yǐng)響。差(chà)壓變送器測(cè)量(liáng)液位(wèi)安裝方式(shì)緊張有(yǒu)三(sān)種(zhǒng),為了能夠(gòu)正(zhèng)確(què)指(zhǐ)示(shì)液位(wèi)的(dí)高(gāo)度,差(chà)壓(yā)變送器必須做一些(xiē)技(jì)術(shù)處理:即壓力變送器(qì)安裝(zhuāng)遷(qiān)移(yí)。遷移分(fēn)為(wéi)無遷(qiān)移,負遷移(yí)和正遷移。
測(cè)量範(fàn)圍,量程範(fàn)圍(wéi)和遷(qiān)移(yí)量的(dí)關係(xì)
差(chà)壓變送器(qì)的(dí)測量範圍等(děng)於量程和遷移量之和,即(jí)測量範(fàn)圍=量(liáng)程範圍(wéi)+遷移(yí)量。如(rú)圖4所(suǒ)示,a量程為30kPa,無(wú)遷(qiān)移量(liáng)測量範(fàn)圍等於(yú)量(liáng)程為30kPa ;b量程為(wéi)30kPa,遷移(yí)量為-30kPa,測量範(fàn)圍(wéi)為(wéi)(-30~0)kPa;c量程(chéng)為30kPa,遷移量為30kPa,測量範(fàn)圍(wéi)為(wéi)(30~60)kPa。
由(yóu)此可(kě)見,正,負(fù)遷(qiān)移的(dí)輸入,輸(shū)出(chū)特性曲綫(xiàn)為不帶(dài)遷移量的特(tè)性曲綫(xiàn)沿(yán)吐露(lòu)體(tǐ)現輸(shū)入(rù)量(liáng)的橫坐標(biāo)平移。正遷移向(xiàng)正方向(xiàng)移(yí)動,負(fù)遷(qiān)移(yí)向負方向移動(dòng),而且(qiě)移動的(dí)距離即為遷(qiān)移量。
綜(zōng)上所述(shù),正(zhèng),負(fù)遷(qiān)移的實(shí)質(zhì)是(shì)通過(guò)調校差(chà)壓(yā)變送器,改(gǎi)變量程的(dí)上,下限值,而量程的(dí)大小不變(biàn)。如果從(cóng)負(fù)壓室來(lái)看,也可(kě)以(yǐ)簡(jiǎn)單(dān)理(lǐ)解為正遷(qiān)移,好比在負(fù)壓(yā)室增(zēng)加ρgh 遷移量,而正遷(qiān)移好(hǎo)比在負壓室減(jiǎn)少ρgh遷移(yí)量(liáng)。
利(lì)用遷移(yí)原(yuán)理對(duì)液(yè)麵測量方(fāng)法進(jìn)行改(gǎi)進(jìn)
從(cóng)以上(shàng)分(fēn)析中可(kě)以了(liǎo)解到差(chà)壓(yā)變送器(qì)測液麵(miàn)正,負遷移的(dí)原(yuán)理,這樣在實際(jì)應用(yòng)中(zhōng),就(jiù)可以(yǐ)根據(jù)生產裝(zhuāng)置的工(gōng)藝情(qíng)況和(hé)儀(yí)表的(dí)使用條件及周圍(wéi)環境(jìng)等(děng)靈活應用(yòng),對液麵的(dí)測量方法進(jìn)行相應(yīng)的(dí)改進。
量(liáng)程(chéng)的遷(qiān)移(yí)
在(zài)實際的安裝過程(chéng)中(zhōng),由於所需要的(dí)壓力和(hé)所采(cǎi)購(gòu)的壓力(lì)變送器有一定(dìng)的(dí)出(chū)入(rù),這就(jiù)要求(qiú)對(duì)壓(yā)力(lì)變送器進(jìn)行量程的遷移。量程的(dí)遷(qiān)移(yí)也分為(wéi)兩(liǎng)種(zhǒng);一是為(wéi)了獲(huò)得(dé)更(gēng)大的(dí)量程(chéng)範(fàn)圍,將(jiāng)量程擴大(dà);二(èr)是(shì)為了(liǎo)獲得(dé)在小(xiǎo)量程範圍(wéi)內(nèi)更(gēng)好(hǎo)的壓力電流靈(líng)敏度(dù),將量(liáng)程(chéng)縮(suō)小(xiǎo)。不論(lùn)是將(jiāng)量程(chéng)擴(kuò)大還是縮(suō)小,我(wǒ)們都不(bù)建議(yì)進(jìn)行(háng)量程的(dí)遷移(yí),因為(wéi)這(zhè)樣(yàng)做(zuò)將可能使壓力變送器(qì)的(dí)綫(xiàn)性失(shī)真,同(tóng)時(shí)還可能損壞(huài)壓力(lì)變(biàn)送(sòng)器,降低(dī)了(liǎo)使用壽(shòu)命(mìng)。所以(yǐ)zui好(hǎo)還是(shì)使用(yòng)和壓(yā)力匹配(pèi)的壓(yā)力變(biàn)送(sòng)器。
液(yè)位的精確(què)控(kòng)製是(shì)生產裝(zhuāng)置穩定運行(háng)的前提保(bǎo)證,隻有掌握了(liǎo)差壓變(biàn)送器(qì)測液麵遷(qiān)移的原(yuán)理(lǐ),才(cái)能(néng)在實際(jì)應用中靈(líng)活(huó)運用,及(jí)時精確的(dí)處理(lǐ)現場(cháng)儀(yí)表(biǎo)出現的(dí)故(gù)障,以(yǐ)及對(duì)控製方案(àn)進(jìn)行(háng)改(gǎi)進(jìn)。