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    壓力/差壓變送器選型和應用的詳細方法和產品介紹
    信息來源: 壓力/差壓變送器 | 2022-03-02 點擊量: 78

       1概述

      在自動化過程儀表中,變送器的應用非常廣泛。變送器一般分為壓力變送器和差壓變送器。當然,很多具有數據計算單元和傳輸功能的儀器也統稱為變送器。變送器常用于測量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。有兩線制和四線制變送器,特別是兩線制變送器。有智能的,也有非智能的,智能變送器越來越多;有氣動的,也有電動的,大部分是電變送器。另外,根據應用場合有本質安全型和隔爆型;根據應用條件,變送器的主要類型如下:低(微)壓/低壓差變送器;中/中壓差壓變送器;高壓/差壓變送器;絕對/真空/負壓差壓變送器;高溫/壓力和差壓變送器;耐腐蝕/壓力和差壓變送器;簡易結晶/壓力和差壓變送器。
      變送器的選擇通常根據安裝條件、環境條件、儀表性能、經濟性和應用介質來考慮。在實踐中,分為直接計量和間接計量;其應用包括過程測量、過程控制和設備聯鎖。常見的變送器有普通壓力變送器、差壓變送器、單法蘭變送器、雙法蘭變送器、插入式法蘭變送器等。
      2壓力/差壓變送器介紹
      壓力變送器和差壓變送器只測量壓力和兩個壓力的差值,但它們間接測量許多參數。如壓力變送器,除了測量壓力外,還可以測量設備內的液位。當測量大氣容器中的液位時,需要一個壓力互感器。測量壓力容器的液位時,可以使用兩個壓力傳感器,即一個測量下限,一個測量上限??梢詼p去它們的輸出信號來測量液位。通常,使用差壓變送器。也可用于在容器內液位和壓力不變的情況下測量介質的密度。壓力變送器的測量范圍可以很寬,從絕對壓力0到100MPa(一般)。
      差壓變送器除了測量兩個被測壓力的壓差外,還可以測量帶有各種節流元件的流量,可以直接測量壓力容器的液位、常壓容器的液位、壓力和負壓。
      2.1生產
      從壓力和差壓變送器的結構來看,可分為普通型和隔離型。有普通的測量波紋管,直接感受被測介質的壓力和壓差;隔離的測量波紋管接收穩定液體(通常是硅油)的壓力,液體密封在兩個隔膜之間,接收測量壓力的隔膜是外隔膜。原來普通波紋管的膜是內膜。當外膜接收到壓力信號時,通過硅油的傳輸,將外膜的壓力原封不動地傳遞給普通波紋管,測量外膜感受到的壓力。
      隔離變送器主要用于特殊測量介質。比如被測介質離開設備后會結晶,而普通變送器需要取出介質,會堵塞壓力管和波紋管室,使其無法正常工作,所以必須選擇隔離式變送器。隔離型通常采用法蘭安裝,即被測設備的開口采用法蘭連接,使變送器的傳感膜片在安裝后成為設備壁的一部分,這樣就不會帶出被測介質,一般也不會造成晶體堵塞。當被測介質所需結晶溫度較高時,可選擇凸形膜片結構,使傳感膜片插入設備中,使被測介質溫度不會降低,從而保證測量,即選擇插入式法蘭變送器。
      隔離變送器有遠傳型和集成型。遠傳式是指外膜箱與測量膜箱之間用加強毛細管連接,一般為3~5米,這樣外膜箱安裝在設備上,內膜箱和變送器可以安裝在支架上,方便維修;另一種形式是外膜盒與變送器一體化,通過法蘭直接安裝在設備上。對于隔離式壓力變送器,也可以做成螺紋連接式,即外波紋管或外彈性元件可以在安裝螺紋的前面,通過在被測設備上焊接內螺紋凸臺,將變送器直接擰到設備上,安裝非常方便。隔離式壓力/差壓變送器制造復雜,材料要求高,所以其價格通常是普通型的3倍。
      2.2選擇原則
      在選擇壓力/差壓變送器時,主要依據是被測介質的性能指標,參考是節省資金和方便安裝維護。如果被測介質粘度大、易結晶、腐蝕性強,必須選用隔離式變送器。
      選型時要考慮其介質對波紋管金屬的腐蝕,一定要選擇波紋管的材質,否則使用后短時間外膜片會被腐蝕,法蘭也會被腐蝕造成設備和人身事故,所以選材很重要。變送器的膜盒材料有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材料等。
      選擇時應考慮待測介質的溫度。如果溫度一般在200~400,應選擇高溫型,否則硅油會汽化膨脹,導致測量不準確。選型時應考慮設備的工作壓力等級,變送器的壓力等級必須與應用場合相一致。從經濟的角度來說,外波紋管和插入部分的材料比較合適,但是連接法蘭可以用碳鋼和鍍鉻,這樣會節省很多錢。
      螺紋連接是隔離式壓力變送器的最佳選擇,既省錢又便于安裝。
      對于普通壓力和差壓變送器的選擇,也要考慮被測介質的腐蝕性,但所用介質的溫度可以忽略,因為普通壓力互感器是將壓力引入儀表,長期工作溫度是常溫,但普通型使用的維護量比隔離型大。首先是保溫問題。北方冬天,零下的時候,壓管會結冰,變送器無法工作甚至損壞,這就需要加伴熱和保溫箱。
      從經濟上講,在選擇變送器時,只要不是易結晶介質就可以使用普通變送器,對于低壓易結晶介質的間接測量也可以增加吹掃介質(只要工藝允許吹掃液體或氣體)。普通變送器的應用需要維修人員定期檢查,包括各種壓力管道是否泄漏,吹掃介質是否正常,保溫是否良好等。只要維護好,大量使用普通發射機的一次性投入會節省很多。從變送器的測量范圍選擇,一般變送器都有一定的量程可調范圍。*將使用的量程設置在其量程的1/4~3/4,這樣可以保證精度,這一點對于差壓變送器更為重要。在實踐中,在一些應用中(液位測量),有必要轉移變送器的測量范圍??筛鶕F場安裝位置計算測量范圍和遷移量。遷移可分為正遷移和負遷移。
      目前,智能變送器已經相當普及。其特點是精度高,可調范圍大,調節方便,穩定性好,選型時應多加考慮。怡恒和EJA、北京遠東1751、霍尼韋爾ST3000、ARK800系列等。使用起來都很可靠。
      根據設計規范,在工程設計選擇中是采用氣動變送器還是電變送器,因其各自的特殊性,應根據裝置的具體情況綜合考慮和分析。以下幾點可以借鑒:
      集中經營程度;是否與DCS計算機配合;響應速度;經濟;可靠性、使用和維護;安全(防爆、斷電、氣源故障等。);環境和傳輸距離。
      一般來說,氣動儀表適用于以下情況:
      變送器到顯示調節儀表的距離較短,一般小于150m。工藝物料為易燃易爆介質和相對濕度高的場所;需要較少的儀器投資;一般中小型企業要求維護方便、經濟可靠;在以電氣儀表為主的大型裝置中,一些現場就地調節回路不需要引入中央控制室集中操作。
      以下情況適合選擇電動儀表:
      變送器和顯示調節裝置之間的距離大于150m大型企業要求高度集中管理的中央控制;有由DCS計算機控制和管理的對象;對于需要快速響應速度和復雜信息處理操作的場合。其實在現代生產裝置中,都是根據各自的特點進行混合選擇的。
      3差壓變送器的選擇
      根據以下幾點選擇差壓變送器:
      (1)測量范圍、要求的精度和測量功能;
      (2)測量儀器所面對的環境,如石油化工行業的工業環境,有易燃(毒)易爆的危險氣氛,環境溫度高等。(3)被測介質的物理化學性質和狀態,如強酸、強堿、粘稠、易凝固、結晶和氣化等;(4)操作條件的變化,如介質溫度、壓力和濃度的變化。有時需要考慮從開車到正常生產過程中氣相和液相的濃度和密度的變化。(5)應考慮被測容器的結構、形狀和尺寸,容器內的設備附件和各種進出口管口,如塔、溶液罐、反應器、鍋爐汽包、立式罐、球罐等。(6)其他要求,如環境保護和衛生要求;(7)工程儀表的選型應統一考慮,要求盡量減少品種規格和備品備件,便于管理;(8)方法專利權人的具體要求。
      (9)實際工藝條件:
      (1)考慮被測對象屬于哪種設備。比如坦克坦克,坦克體積小,測量范圍不要太大,坦克體積大,測量范圍可能大;(2)取決于介質的理化性質和清潔度。*常規差壓式變送器和浮子式液位變送器,應選擇與介質接觸部分的材料。單法蘭差壓變送器可用于一些懸浮固體、泡沫等介質。有些用插入式雙法蘭差壓變送器容易沉淀結晶;對于高粘度介質的液位和高壓設備的液位,由于設備不能開孔,可用輻射液位計測量;除了測量方法和技術問題,還有儀器投入問題。
      綜上所述,變送器的選擇應做到技術上可行,經濟上合理,易于管理。
      4壓力變送器的選擇方法
      從物理的角度來看,任何物體上的壓力都應該包括大氣壓力和被測介質的壓力(一般稱為表壓)。作用在被測物體上的這兩部分壓力之和稱為*壓力。
      氣壓
      測量壓力的儀器叫做絕對壓力計。普通工業壓力表測量的是表壓,即*壓和大氣壓之間的壓差。*壓力大于大氣壓時,測得的表壓為正,稱為正表壓;當*壓力小于大氣壓時,測得的表壓為負,稱為負表壓,即真空度。測量真空度的儀器叫做真空計。
      (1)為保證壓力測量精度,*小壓力測量值應高于壓力表測量范圍的1/3;對于需要遠距離測量或測量精度要求高的場合,應選用壓力傳感器或壓力變送器;測量精度不高時,可選用電阻、電感、霍爾效應遠程壓力表;氣動底座壓力指示調節器適用于就地壓力指示調節;壓力變送器和壓力開關應根據安裝場所的防爆要求合理選擇。
      壓力表的選擇
      (1)范圍選擇
      測量穩定壓力時,一般壓力表*大量程選擇接近或大于正常壓力測量值的1.5倍;測量脈動壓力時,一般壓力表*大量程選擇接近或大于正常壓力測量值的2倍;測量泵出口壓力時,一般壓力表*大量程選擇在靠近泵出口*大壓力值處;測量高壓時,一般壓力表的*大量程選擇應大于*大壓力測量值的1.7倍;為保證壓力測量的準確性,*小壓力的測量值應高于壓力表量程的1/3。
      (2)選型
      當壓力為0.4 4MPa時,可選用彈簧管壓力表。壓力為0.04MPa時,可選用波紋管和波紋管壓力表。當測量粘度、易結晶、腐蝕性和含有固體顆粒時,可采用膜片壓力表或附加化學密封裝置;測量60以上的蒸汽或介質壓力應選用不銹鋼壓力表或冷凝環;脈動壓力測量應附加阻尼器或耐沖擊壓力表;測量粉塵氣體時應設置除塵器;測量含有液體的氣體壓力時,應設置氣液分離器;測量某些化學介質應使用專用壓力表:氨壓力表用于測量含氨介質的壓力,氧壓力表用于測量氧氣的壓力,乙炔壓力表用于測量乙炔的壓力,耐硫壓力表用于測量含硫介質的壓力;高壓壓力表(大于10MP
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