化工仪表基本知识

仪表维修基本知识•掌握仪表的分类.•掌握各种仪表的作用.学习目标青岛丽东化工有限公司电仪部GoodtoSafety!1.仪表的定义2.仪表的种类和现状3.仪表系统概述3.液位检测仪表4.温度检测仪表5.流量检测仪表6.DifferentialPressureTransmitter(差压变送器)7.ControlValve(调节阀)9.SolenoidValve(电磁阀)10.压力表11.DCS(集散控制系统)12.ESDSystem(紧急停车系统)13.On-LineAnalyzer(在线分析仪)目录GoodtoSafety!仪表的定义为实现对加热炉,容器,旋转机器等设备的控制目标而安装的测量设备,我们称之为仪表仪表的作用是为了实现工厂的连续运转而对生产过程进行判断和调整.常用的测量参数包括温度,流量,压力,液位,重量,成分等等GoodtoSafety!请把你知道的仪表种类说一下!(回答正确的有奖品)仪表系统的种类•DCS(HONEYWELLTDC3000)•ESD:TMRPLC•主要装置Controller(MARKV,Governor,ASESA/AHESA,ACCS,Anti-SurgeController,BaggingSystem,DockingSonar,T/T输出,…)•其他Controller(ABPLC,SiemensPLC,…•仪表测量基本参数(温度,压力,液位,流量)•Transmitter,Switch,…•VibrationMonitoringSystem,GasDetectorMonitoringSystemCMS,TMS,自动火灾报警和消防设备,CCTV,…•压力表,LevelGauge,FlowIndicator,现场温度表,…•ControlValve,On-OffValve,SolenoidValve,MOV,AOV,Igniter,Controller测量及变送监测和指示仪执行器其他•Regulator,NeedleValve,测量和校正装备,装备配件,Cable,Relay,电线,Panel,Box,..GoodtoSafety!LT,TT,PTI/PFTFICVTDCSANALYZERDCSV/MESDDCSMOV,ESD(SOL)VALVEMCCMotorStopVibrationH/H仪表系统概述1.仪表系统的构成(General)GoodtoSafety!2.Power&Signal&Utility(电源/信号/公用系统)I/PFTFICVTV/MESDDCSMCCDCSANALYZERDCSUPS(AC110V)mV4-20mA4-20mA4-20mARelayContactRelayContact通讯4-20mABatteryCharger(DC110V)DC24VDC24VMOV,ESD(SOL)VALVEInstrumentAir7Kg/Cm2g1.4Kg/Cm2gAIR0.2~1Kg/Cm2g•ESD系统使用UPS及BatteryCharger双重供电.GoodtoSafety!1.DisplacementType(位移型)◆Displacer(浮筒)浸在液体中,接收与其深度和密度成正比的浮力的变化◆浮力的变化通过Torque-Tube(扭力管)以角度位移被检测出来,再转化为4-20mA电信号原理与结构液位检测仪表●各种装置的液位计在设计选型时,除了Glass-Gauge以外原则上选用DisplacementType(当液位高度超过2m时,适合用差压型)●实际上在化工厂DisplacementType是主流,理由是结构简单,值得信赖GoodtoSafety!差压型液位计适用于液位测量距离超过2000mm的液位测量,并且使用的最广泛.◆容器内液位改变时,液柱产生的静压也相应产生变化.◆利用导压管将容器底部液体与变送器的高压侧连接,容器上部与变送器低压侧连接.原理与结构2.差压型(DifferentialPressure)TypeGoodtoSafety!DisplacementType位移型DifferentialPressureType差压型GoodtoSafety!3.超声波/雷达液位计4.放射性液位计*适用于密闭容器内高温,高压,高粘度,强腐蚀,粉尘,颗粒等状态的测量.*主要安装在OilTank,Sump/Pit(油罐和储槽)原理:通过测量发射出去的超声波被液面反射再返回接收装置的时间原理:液位发生变化时,测量放射线被液体吸收后的变化量.GoodtoSafety!温度计种类-200℃0℃500℃1000℃1400℃R型热电偶K型热电偶E型热电偶J型热电偶T型热电偶PT热电阻Bi-metal双金属热电偶*工厂中PT测温电阻(RTD)主要用于Bearing(轴承)温度的测量,此外的温度测量大部分采用热电偶(Thermocouple).电阻式机械式1.种类及使用范围温度检测仪表GoodtoSafety!原理与结构2.热电偶(Thermocouple)◆将两种不同材料的导体焊接起来,形成闭合回路,当两接点温度不同时,回路内便会产生mV级温差电势.◆SheathType(铠装型)热电偶温度响应迅速,所以使用最多.其外部是保护套管,内部是热偶丝和氧化镁绝缘物.GoodtoSafety!3.热电阻(RTD:ResistanceTemperatureDetector)◆特点:测量低温时可以达到高精度.◆工作范围:-200℃~+200℃◆利用金属电阻随温度上升而增加的原理◆Pt100由于线性较好,所以使用较多GoodtoSafety!1.差压式流量计◆流体流经孔板装置(Orifice-Plate)前后压力会发生变化,差压流量计就是根据差压的大小来测量流体的流量.◆差压流量计在工厂中使用较广,约占所有流量计的85%.流量检测仪表GoodtoSafety!2.容积式流量计◆椭圆齿轮流量计:通过检测OVAL-Gear(椭圆齿轮)的转数来测量流量◆罗茨流量计:利用无齿轮转子的Root型.用于高粘度流体测量,工厂中主要安装于FuelOilLine(燃料油线)及产品输出线GoodtoSafety!3.涡轮(TURBINE)流量计◆当叶轮(Wheel)以与流速成正比的速度旋转时,用拾波器(Pick-upCoil)来检测转速脉冲(Pulse)◆测量流量时可以达到高精度(0.2%)◆在上游要加装过滤器(Strainer)◆安装于输出线上,价格昂贵GoodtoSafety!4.超声波流量计◆用于不允许出现压力损失的大流量测量.◆原理:测量超声波发生器发射的超声波被检测端检测出的时间或频率的变化.◆在工厂主要用于放火炬气线(FlareGasLine).5.质量流量计◆当流体在振动的管中流动时,传感管(SensorTube)在科氏力(CoriolisForce)作用下产生扭曲,扭曲产生的相位差与质量流量成正比.◆不受温度变化的影响.◆主要用于厂际之间原料或产品的计量.GoodtoSafety!6.流量计的性能比较流量计种类精度Range-Ab’(量程比)直管段长度压力损失其他要求Orifice孔板流量计+-2%FS3:120D中Ventury文丘里流量计+-2%FS5:115D小Flow-Nozzle流量喷嘴+-2%FS5:115D中面积式流量计+-2%FS10:1不需要小容积式流量计계+-0.5%FS10:1不需要大加装过滤器Turbine涡轮流量计+-0.5%FS10:120D大加装过滤器电磁流量计+-1.0%FS20:1极小无质量流量计+-1.0%FS20:120D小GoodtoSafety!一种测量差压(DifferentialPressure)的变送器,广泛用于压力(Pressure),液位(Level),流量(Flow)的测量.信号(SIGNAL)变送部分STANCHI(立柱)BRACKET(固定支架)TXMANIFOLDV/V(三阀组)引压线表头指示D/PTransmitter(差压变送器)GoodtoSafety!为了得到必要的工艺条件(ProcessCondition),流量,压力,液位,温度(Flow,Pressure,Level,Temperature)等等,而在管线中加入的流速控制(FlowRate)设备.ActuatorPart执行器部分BodyPart阀体部分ControlValve(调节阀)GoodtoSafety!1.Control-Valve(调节阀的流量)为了确定阀门的大小(ValveSize),需要用到Cv值的概念,所有的阀门都有规定的Cv值,它能显示流体通过阀门的流量.2.Cv是什么?在阀门前后压差为1psi时,温度为60℉的水所通过的USgal/min数值Cv=80表示该调节阀在差压为1psi时,1分钟可以通过80gal60℉的水.GoodtoSafety!3.阀门(Valve)的流量特性◆Control-Valve调节阀的开度(Opening)与流量之间的关系◆调节阀前后压差保持一定时,阀门的流量特性称为阀门的固有流量特性阀芯(Plug)形态◆常用流量为Cv值的1.5倍◆规定Cv值的60%可满足常用流量◆最大流量可带1.2倍Cv的阀门选取原则GoodtoSafety!4.阀门形态与特性Single-seat单座阀Double-seat双座阀Cage-valve笼式阀Ball-valve球阀Butter-fly蝶阀•FailtoOpen:供给气源(Air)中断,阀门(Valve)打开(Open).•FailtoClose:供给气源(Air)中断,阀门(Valve)关闭(Close).•DirectAction(正作用):输入增加,阀杆向下运动.•ReverseAction(反作用):输入增加,阀杆向上运动.•DoubleSeatValve:有两个阀座,在小作用力下即可工作,适合大口径场合.•CageValve:抑制噪音和振动能力强,适用于高压差,不含杂质的场合.•BallValve:切断性能好,主要用于两位式切断阀(On/OffValve)•Butter-flyValve:适用于大口径,低压差的场合,价格低廉..GlobeValve球型阀GoodtoSafety!5.Positioner(定位器)◆根据输入信号确定正确的阀门开度◆将DCS输出的电信号(4~20mA),转换为气信号(0.2~1.0kg/cm2g)◆将仪表风(InstrumentAir)由7kg/cm2g减压到定位器工作压力1.4kg/cm2g由于流体流动会导致ValvePlug(阀芯)动态和静态力的不平衡以及膜片(Diaphragm)与弹簧(Spring)的特性变化,出现阀门不按输入信号(InputSignal)的正确比例开启.GoodtoSafety!SolenoidValve(电磁阀)◆电磁阀线圈(ValveCoil)带电或者失电将导致三通阀开或者关◆通常电磁阀在带电状态下开启,在失电状态下关闭◆用于控制阀(ControlValve),紧急切断阀(EmergencyShut-offValve)远程紧急制动GoodtoSafety!수동ResetValve手动复位电磁阀◆带现场手动复位手柄◆按电磁阀结构形态,只有电磁阀(Solenoid)带电或不带电时,才能回到原位.定位器气源(AirSup)信号(Signal)三路电磁阀(3-WayS.O.V)①常闭结构(NormallyClosedConstruction)当阀门断电时,进气切断,排气口与膜头接通;当电磁阀带电时,进气与与膜头相通,排气口关闭.②常开结构(NormallyOpenConstruction)当电磁阀断电时,进气与膜头接通,排气口关闭;当电磁阀接通时,进气切断,膜头与排气口接通.GoodtoSafety!原理:弹簧管受压后远端产生的角位移与压力成正比1.BourdonTubeType(弹簧管型)2.DiaphragmType(隔膜型)◆安装保护用的隔膜,利用内部注入的硅油传导压力◆主要