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探究磁翻板液位计在化工行业的选型与应用

编辑: 来源: 发布日期:2020-01-04
    摘 要:自控仪表系统在化工生产中肩负着数据采集、分析、存档、控制以及监视等多方面任务,而自控仪表又分为两部分,即自动化控制系统与自动化仪表。其中,自动化仪表的选择与使用直接影响化工生产的安全与稳定。安全生产是化工行业赖以生存的基石,因此,本文探讨了化工行业中自动化仪表的种类、选型及应用,以供参考。

    在化工行业中,无论是流程工业还是间歇性生产,都不可避免地要用到自动化生产装置或者系统。在科技高速发展的今天,仪表已和以前不太一样,变得更加精确,更加稳定,合理选型、科学应用仪表有助于化工企业的稳定发展;反之,如果选型不当,会出现计量不准或者系统跳车等现象,严重时甚至会危及工作人员生命安全。

    1 自动化仪表行业背景
    在 20 世纪 50 年代之前,技术不够发达,工业仪表主要以液动式、机械式这两种类型存在。由于这两种类型的体积庞大且功能单一,只能进行简单的指示和记录。随着电子技术的发展,集成电路与嵌入式芯片的革新,系统总线技术的兴起,自动化仪表日渐朝着标准化、智能化、集成化方向推进。时至今日,单从外观已很难分辨测量原理,但是万变不离其宗,仪表仍然由传感器和变送器组成,有些仪表嵌入了控制器的部分功能[1]。

    2 自动化仪表的种类
    2.1 压力仪表
    压力仪表分为就地压力表、磁翻板液位计、磁性浮子液位计三大类。就地压力表一般为弹簧管压力表,在小压力情况下可选择膜盒压力表。磁翻板液位计与磁性浮子液位计主要是使用硅谐振传感器,比如,EJA 的单晶硅谐振传感器。压力仪表的一般安装方式分为引压管安装和螺纹安装,测量腐蚀性介质也可使用隔膜安装。 2.2 温度仪表温度仪表分为就地温度计、温度变送器两大类。就地温度计一般为双金属温度计,也有电子式数显温度计。温度变送器一般由感温元件和变送单元组成。感温元件一般为热电阻或热电偶,也有采用数字式传感器,如18B20等。变送单元主要将感温元件的输出信号转换成DDZ Ⅲ型仪表标准信号。针对温度仪表的安装,一般配温度计保护套管[2]。

    2.3 流量仪表
    流量仪表分为就地流量计和流量变送器两大类。就地流量计一般为浮子流量计、叶轮式流量计、容积式流量计,这几种流量计在没有供电的情况下仍然可以工作。流量变送器种类丰富,按照原理分为体积流量计和质量流量计,zui常见的是节流差压式流量计,如孔板流量计、文丘里管流量计、楔形流量计等,还有电磁流量计、涡街流量计、金属转子流量计、靶式流量计以及超声波流量计等。以上流量计测量值均为体积流量,要转换成质量流量,需引入温压补偿或者密度系数换算。另外还有一些流量计可直接获得质量流量,如科里奥利质量流量计、热式质量流量计等。

    2.4 液位仪表
    液位仪表分为就地液位计和磁性液位计两大类。就地液位计一般为石英玻璃管液位计和磁翻板液位计。液 位变送器可分为接触式和非接触式两部分,一般有远传磁翻板液位计、浮筒液位计、磁致伸缩液位计、差压式液位计、雷达液位计、射频导纳液位计以及超声波液位计等。

    2.5 其他仪表
    除了上述仪表,还有一些其他仪表,如PH计、电导率仪、在线分析仪表以及化验室分析仪表等。其一般起到监测作用,为控制结果提供反馈。

    3 自动化仪表的选型
    从以上分析可以看出,仪表的测量原理非常多样,不同的工况应选择不同的仪表,如果使用不当,可能造成严重的后果。

    3.1 工艺目标
    由于化工企业被测变量物料性质不同要综合考量,使用仪表的原理、材质、测量方式。选型时应着重考虑物料的工艺性质,包括并不仅限于状态、密度、操作温度、操作压力、正常工况数据、zui大值以及zui小值、物料组成、相对分子质量、电导率、黏度、酸碱性以及腐蚀性等数据。通过分析以上数据,首先要确定测量形式,再进行材质选型,zui后根据其他要求确定附件规格。另外,还要分析工艺介质的变动性。由于批次不同,介质物理特性与化学特性也会有所变化,要综合分析选择。在高温、高压或重度危险源处使用的仪表,也要特殊考虑。

    3.2 经济性
    仪表选型应合理考虑经济性,仪表材质的选择并不是越高越好,常规仪表的接液部分材质一般选择比管道材质高一个等级的材质,若材质价格较高也可与管道同等级配置。在工艺允许的情况下,可通过膜片镀金、衬聚四氟乙烯等工艺替代钽、铂、哈氏合金等贵金属。此外,对价格影响较大的是精度,精度越高,价格越贵,建议选择合理的精度,没有必要盲目追求高精度[3]。

    3.3 智能化
    自动化仪表的智能化一般指两方面:①仪表本身测量的多样性和数据处理能力;②仪表自我诊断能力和通信能力。当代仪表智能程度已经很高,一台电磁流量计,内部可能集成了温度传感器、压力传感器、密度传感器以及电导率传感器等多个传感器。经过内部运算,这些数据通过总线可全部上传到上位机,可实现一表多用,准确性也较高。

    3.4 安装方式
    安装方式对仪表测量的影响非常大,即使同一种测量原理的仪表,不同厂家的安装要求也会不同,所以在安装过程中,要综合考虑安装方式,比如:水平、竖直安装。此外,要满足直管段要求、满管要求、法兰要求以及震动要求。安装位置要便于检修、维护、更换。

    4 自动化仪表的应用
    自动化仪表的合理选型对其稳定性、寿命有很大的影响,在石油化工、煤化工、精细化工中,信号采集是控制的龙头。以下列示例对仪表选型的影响进行说明。

    在某项目改造的过程中,主反应装置已就位,但是工艺要求在某物料滴加管道上加一台质量流量计,由于管道不长,且靠重力把物料压下去,因此,仪表选型时受到管道长度、空间、操作压力不足等多方面的影响,安装后试车时仪表运行异常,显示流量与实际流量不符。后经分析,判断是由于物料不满管、表前压力不足导致流量未达到设计流量。因为已经试车,无法动火变更管线,后来经过工艺研究后决定将仪表前所有阀门全开,用表后的一个手阀控制物料要求,方能满足要求。

    5 结论
    自动化仪表的选型与应用,对化工行业生产的安全与稳定至关重要。一代代的自控仪表人将时间和精力花费在仪表选型之中,促使当前仪表的智能化程度越来越高,安装的要求越来越低,使材质的选择更具有经验传承性,安装方式也具有引导性。相关人员要根据工艺指标、经济性、智能化以及安装方式的要求,合理选择仪表,合理使用仪表,保证化工装置生产稳定有序长久。

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