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    压力变送器在氯碱行业生产中的产物选型及使用

    颁发时间:2019-08-06 点击次数: 技术支撑:15601403222
    压力变送器在化工行业使用遍及,仪表以福建湄洲湾氯碱工业有限公司为例申明,该公司以烧碱为底子,具有丙烯-环氧丙烷(PO)-聚醚(PPG)和甲醇-1,4-丁二醇(BDO)-聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)两条主财产链,压力变送器在该公司远传丈量仪表中占比约为40%,次要使用于压力、差压、液位、流量等丈量范畴,在生产中作为过程丈量、过程节制和过程联锁等的检测仪表。按照环境前提、使用工况、安装前提、介质特征、经济性的不合,对压力变送器选型具有不合的要求。压力变送器选型与环境前提、使用工况、安装前提、介质特征、经济性等互相关怀,本文连系氯碱行业生产工艺特点,分享氯碱行业压力变送器选型的经验,合理进行压力变送器选型可更好地包管变送器的使用寿命并确保氯碱生产过程的丈量节制不变。

    1、压力变送器的类型 
    1.1 按丈量对象来划分
    压力分为绝对压力、表压、差压三种。变送器按丈量压力对象的不合,可分为压力变送器(即表压变送器)、绝对压力变送器、差压变送器三种。
    单晶硅压力变送器
    绝对真空下的压力叫做绝对零压,以绝对零压为基准暗示的压力叫绝对压力,即绝压。绝对压力(绝压)是介质(液体、气体、蒸汽)所处空间的所有压力。在容器中介质的绝对压力,可高于外界的大气压力也可等于或低于外界的大气压力。

    大气压即地球概况上的空气中因重力而发生的压力。它与所处的海拔高度、纬度及景象抽象情况相关。1个尺度大气压强≈101kPa≈0.1MPa1尺度大气压=760mm汞柱=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱。1尺度大气压=101325 N/m2。(在算计中凡是为 1尺度大气压=1.01×10^5 N/m2)。

    绝对压力即参照压力为真空时所丈量的压力值;表压即参照压力为本地的大气压力时,所丈量的压力值,表压为负值时称为负压力或真空度;差压即丈量两个压力之差,对于变送器而言,即变送器上有两种感压膜盒,称为正负压室,变送器经由对正负压室两头丈量的压力值进行算计得出两者的差压值。

    1.2 压力变送器按膜盒制造布局来划分 
    压力变送器按膜盒制造布局来进行分类,可分为通俗型和隔离式。通俗型变送器即其丈量膜盒只需一个,间接感应传染被测介质的压力或差压。而隔离式变送器则由通俗型的内膜盒和间接感压的外膜盒构成,外膜盒感压后经由一种不变液(硅油、氟油、乙二醇等,一般为硅油)将压力传送至内膜盒上,从而完成压力的丈量。隔离式变送器常用的为法兰式安装,也可作成螺纹连接型,法兰连接隔离式变送器又可分为平膜片和凸膜片型。

    从安装形式上,隔离式变送器可分为一体式间接安装型和远传安装密封型。在使用环境较好,易接近的场所,可选用间接安装型变送器。远传型即外膜盒与内膜盒间经由毛细管进行连接。

    2、压力变送器的使用范畴及选型
    按照使用范畴、工艺管道和设备布局、开孔环境、安装位置的不合,压力变送器选型也不合。由于压力变送器的类型较多,使用面广,故在压力变送器选型,特别是在备品备件压力变送器选型上,建议按通用性、合用范畴广等准绳来统一考量,以削减备品备件的库存数量。

    2.1 压力变送器在压力丈量范畴的类型选择
    在压力丈量上选用的变送器有压力变送器(中低表压)、高压力变送器(中高表压)和绝对压力变送器、单法兰隔阂密封式压力变送器(中低表压)。按照丈量安装编制的不合,压力、高压力和绝对压力变送器可分为管道直连式安装和岛旯管取压安装两种安装类型。对于藐小压力工况,间接丈量压力可能具有丈量波动不不变的环境,按照《主动化仪表选型设想规范》HG/T 20507-2014中的5.3.1,丈量藐小压力(小于500Pa)时,宜选用差压变送器。

    2.2 差压变送器在差压、液位丈量范畴的类型选择
    差压丈量即经由差压变送器丈量正负压室的压力差进行算计得出差压值。
    在液位丈量范畴中,可经由测压力或差压的编制来间接测得液位。丈量介质特征和安装编制的不合,液位丈量选用的差压变送器有差压变送器(静压为中低压)、高差压变送器(静压为高压)、法兰安装式差压变送器、隔阂密封式双法兰差压变送器等。

    ①常压容器液位丈量
    常压容器与大气连通,P-即等于大气压,可间接选用压力变送器或单法兰隔阂密封式压力变送器来进行丈量,如选用差压变送器则负压室间接通大气不需连接。
    按照液柱压强公式P=ρ×g×h, ΔP=P+-P-=ρ1×g×h,式中,ΔP为变送器正、负压室之间的压差;ρ1为在设想温度和压力下,被测容器内的介质密度,kg/m3;h为丈量液位,m。

    ②密闭容器液位丈量
    常压容器的密负压室可能具有气相挥发,或是容器顶部进行氮封,如选用法兰安装式差压变送器则负压室需引岛旯管连接,如选用隔阂密封式变送器,则正负压室均使用远传法兰连接。 
    ΔP=P+-P-=ρ1×g×h+ρ2×g×(H-h),式中,H为被测容器正、负取压点之间的高度,m;ρ1为在设想温度和压力下,被测容器内液体上部气体介的质密度,kg/m3。
    注:由于智能变送器可经由手操器进行零点迁移操作,在这里不考虑由于安装惹起的零点漂移问题。这里也暂不考虑由于变送器安装位置与液位零点不在统一高度而发生的毛细管内硅油的压差影响。

    ③敞开水池液位丈量
    敞开水池一般采用投入式液位变送器较为经济,但对于水池底部有污泥的工况,使用投入式液位变送器可能具有维护量较大的问题,此环境下也可选用单法兰密封隔阂式压力变送器进行液位丈量。
    投入式液位变送器
    2.3 流量丈量范畴选用差压变送器
    差压变送器与孔板、阿牛巴、文丘里等节流安装配套使用完成流量丈量,差压变送器检测出来的是对差压值,对于蒸汽、气体等介质又一次需要进行响应的运算,一般在流量积算仪或DCS/PLC等上位系统长进交运算得出响应的流量值。流量丈量选用的差压变送器有差压变送器和隔阂密封式双法兰差压变送器等。

    3、压力变送器在几种特殊工况的选型及使用
    3.1 高温工况的压力变送器选型
    高温工况应留意考虑传感器填充液、毛细管灌充液的选择。常用毛细管灌充液的硅油一般为200硅油和高温704硅油。在大气压力下,200硅油可用范畴为-45~205℃,高温704硅油可用范畴为0~305℃。在现实选型中,除了领会工况温度外,工况压力也是一种次要参数。跟着温度的升高,介质饱和蒸汽压也会响应降低,在选型中应按照厂家的饱和蒸汽温压曲线来选择,建议130℃以上考虑选用高温硅油。

    对于丈量介质温度较高的场所,过程温度逾越变送器的一般工作范畴,且不能经由岛旯管或间接安装型隔离膜把温度调理到极限范畴内,可选用远传压力变送器/远传差压变送器或600℃超高温远传压力/差压变送器,避免由于高温对变送器电子元件构成的影响。
    600℃超高温远传压力变送器/远传差压变送器
    3.2 易结晶高粘度工况的压力变送器选型
    介质分开工艺设备后易发生结晶现象或是介质粘度太大时,如采用岛旯管连接易构成堵塞,需要常常进行清理疏通,且易构成丈量的不不变,一般选用隔离式变送器。对于结晶较为严峻的工况,可选用凸膜片型变送器,将感压膜片间接插入设备内部,从而可间接感应传染介质的温度,使介质在膜盒处不易结晶,更好地包管丈量的不变靠得住。结晶工况往往同时需要伴热保温,对于此工况,隔离液宜选用高温硅油。

    对于介质在法兰连接处易凝结、堆积的工况,建议在过程法兰和隔阂密封法兰之间装夹冲刷环,通入水等,经由冲刷环侧面的孔冲刷掉堆积物,保持隔阂干净,从而包管膜盒的一般感压。

    3.3 压力变送器侵蚀性工况的压力变送器选型
    侵蚀性工况包罗环境前提、使用工况的侵蚀性。如在岛旯管材质为碳钢或不锈钢合用的工况,选择通俗型的压力和差压变送器;如碳钢或不锈钢无法满足工况要求时,应选用隔离式变送器。

    侵蚀性工况需出格看重材质的选型。变送器的材质包罗了变送器的膜片及接液材质、法兰材质、外壳材质、排气/排液阀材质、传感器填充液材质、毛细管灌充液材质、螺栓螺母材质等,选型中最需要关怀的是膜片及接液材质、法兰材质、外壳材质。

    3.3.1 压力变送器膜片及接液材质
    按照介质化学特征的不合,来进行选择,不合浓度的同种介质在不合温度下的侵蚀性也有所不合。隔阂密封式变送器,一般内膜盒选用不锈钢材质,接液外膜盒按照介质特征进行选择。

    以下为仪表制造有限公司总结的氯碱行业几种介质的膜片材质选择:     

     

     


    介质名称                      压力变送器膜片材质
    聚醚                             316L          
    丙烯                             316L 
    盐水                             钛或钽 
    环氧丙烷                      316L 
    工业水                         316L 
    32%碱                          哈氏C
    甲醛                             316L 
    氯气                             钽  
    144℃/50%碱               镍 
    1,4-丁二醇                 316L 
    盐酸                             钽 
    43%碱                         哈氏C或镍   
    空气、氮气、蒸汽         316L 
    钡盐                             钽 
    次氯酸钠                      钛或钽
    对于其它材质,可查阅《仪表工手册》表1-5-18仪表常用金属材质防腐机能表,或《仪表常用数据手册》中的8.1仪表常用耐侵蚀材料。大师可细心阅读《压力变送器丈量侵蚀介质若何选用耐侵蚀变送器膜片材质》这篇文章。  
    3.3.2 压力变送器法兰材质
    对于法兰连接的变送器,法兰材质一般有碳钢、304SST、316SST三种选型,法兰材质的选择与环境前提、介质特征相关,由于法兰并非间接接液部门,若是在环境前提优良、经济性考量较多的环境下,可选用碳钢材质。但对次要的监控点或安环节制点,为避免出现膜片侵蚀导致法兰也火速侵蚀的环境,建议按316SST来选择。

    3.3.3 压力变送器外壳材质
    按照环境前提和经济性来考虑变送器的外壳材质,外壳材质一般包罗铝合金和不绣钢材质,若是不是处于侵蚀性较强的环境前提,选择铝合金材质更经济些。

    3.4 压力变送器安装位置不便于维护工况
    如可选用岛旯管连接,一般选用通俗型变送器,在经济性答应的环境下,也可选用远传型,将压力变送器装至合适的位置以便进行日常维护。同时应按照工况选择合适长度的毛细管,毛细管的长度不合响应时间也不不异,常用的毛细管长度为3-5米。远传型变送器的代价一般为间接安装型的2倍以上,在选型时应从现实使用需要和经济性两方面来衡量考虑。

    4、压力变送器的其它参数选型
    4.1 压力变送度量程的选择
    量程选择时应遵照量程上下可调、包管精度(一般精度要求为0.075%)、通用性强等准绳来进行分析考虑。量程的选择以工况要求的最大压力或差压为根据,经由按工况要求的1.5-2倍确定量程。

    4.2 压力变送器防爆等第选择
    压力变送器从防爆等第来划分,可分为通俗型、防爆、粉尘防爆、防火、本质平安械寥。对于化工行业来说次要为防爆型和本质平安型,应按照安装的系统设想来进行选择。

    4.3 压力变送器接线编制、电源和输出信号的选择
    压力变送器的接线编制分为四线制和两线制,电源类型有24VDC和220VAC,今朝常用的为24VDC两线制变送器。压力变送器的输出信号分为4-20m+BRAIN和谈、4-20mA+HART和谈、FF现场总线和谈、PROFIBUS PA总线和谈等,1-5VDC低功耗输出等,4-20mA+HART是今朝使用较广的一种信号类型。

    压力变送器作为使用较为遍及的仪表,在日常压力变送器选型中应尽可能考虑全面,选用更合用现场工况、性价比高的产物。合理的选型同时进行精确的安装,才能更效地阐扬变送器在氯碱行业生产中的传染感动。
     

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