化工儀表選型方法分析

李學(xué)玲

[摘 要]隨著我國化工領(lǐng)域的快速發(fā)展，化工企業(yè)已然成為了國家經(jīng)濟的重要組成部分，在國民生產(chǎn)總值中占有舉足輕重的地位。化工所應(yīng)用的設(shè)備對可靠性具有很高的要求?；x表可以簡單比作化工生產(chǎn)的神經(jīng)系統(tǒng)及視覺器官，儀表系統(tǒng)的持續(xù)正常運行可以為化工企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)帶來保障。為保證企業(yè)的經(jīng)濟效益，應(yīng)該詳細(xì)了解化工儀表的工作原理和相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)狀態(tài)，保證選型準(zhǔn)確。

[關(guān)鍵詞]檢測儀表；氣動執(zhí)行器；選型

中圖分類號：P634.3+6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）19-0118-01

前言

化工企業(yè)的檢測儀表按能源形式分為氣動、電動、液動三大類，一般來說，閥體是通用的，既可以和氣動執(zhí)行機構(gòu)匹配，也可以和電動等其它執(zhí)行機構(gòu)匹配。本文重點講解氣動執(zhí)行器的選型。下面結(jié)合山西潞安高純硅業(yè)科技有限責(zé)任公司實際選型過程，講解相關(guān)儀表簡單原理與選型注意事項。

1 壓力表的選擇

山西潞安高純硅業(yè)科技有限責(zé)任公司采購的壓力表包括就地壓力表和遠(yuǎn)傳壓力變送器，就地壓力表主要包括隔膜壓力表和普通非隔膜壓力表，兩種壓力表都存在防震類型。壓力表按其轉(zhuǎn)換原理的不同，大致分為四類：液柱式壓力表、彈性式壓力表、電氣式壓力表、活塞式壓力表。壓力表選擇首先根據(jù)工藝過程對壓力檢測的要求，被測介質(zhì)的性質(zhì)。現(xiàn)場環(huán)境條件來確定儀表的種類、型號、量程和精度，并確定是否遠(yuǎn)傳、報警等功能。我公司選擇的就地壓力表屬于彈性式壓力表，根據(jù)工藝介質(zhì)，普通水、氣介質(zhì)工況，采用普通就地國產(chǎn)壓力表，針對介質(zhì)為氯硅烷的，采用進口的隔膜壓力表，實現(xiàn)遠(yuǎn)傳的壓力變送器，采用羅斯蒙特電容式壓力及差壓變送器，根據(jù)工藝介質(zhì)的不同，又分為帶毛細(xì)管的和普通壓力變送器二種，帶毛細(xì)管的變送器主要用于介質(zhì)為氯硅烷等具有腐蝕介質(zhì)的壓力及差壓測量。

2 溫度儀表的選擇

溫度儀表按工作原理可分為膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶、熱電阻和輻射高溫計。雙金屬溫度計屬于膨脹式溫度計，屬于就地儀表。而熱電阻、熱電偶、一體化溫度變送器都要求信號遠(yuǎn)傳，信號經(jīng)電纜送入控制室，進行顯示或參與控制。熱電阻是根據(jù)金屬隨著溫度的變化，電阻也隨著變化的原理，使用半導(dǎo)體材料，一般多是銅和鉑。根據(jù)分度號可查出溫度與電阻的對應(yīng)關(guān)系。我公司熱電阻大多為鎧裝鉑熱電阻pt100，為2線制。熱電偶是利用把不同的金屬焊接在一起，形成電勢差，焊點稱為熱端，另一端稱為冷端，根據(jù)組成金屬的不同包括S、R、B、K、E、T、J等不同分度熱電偶，我公司采用的是K型熱電偶，采用專用補償導(dǎo)線，為二線制。我公司的熱電偶主要用在合成爐上，各特點是長度較長，最長達10m。一體化溫度變送器， 是把熱電阻或熱電偶信號轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)4—20MA信號，使用方便，我公司主要用于空壓站氣體溫度的測量。

3 流量檢測儀表的選擇

山西潞安高純硅業(yè)科技有限責(zé)任公司用到的流量儀表有：轉(zhuǎn)子流量計、渦街流量計、質(zhì)量流量計、均速管流量計、一體化孔板流量變送器等。流量檢測儀表可分為速度式、容積式及質(zhì)量流量計。其中轉(zhuǎn)子、電磁、渦街、均速管及孔板流量計為速度型流量計，我公司用的質(zhì)量流量計有熱式和科里奧式兩種。均速管流量計與一體化孔板流量變送器為差壓式流量計，由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管、差壓計和顯示儀表組成。他的節(jié)流裝置為分別為均速管和孔板。電磁流量計是利用電磁感應(yīng)的原理，可以用來測量酸、堿、鹽等導(dǎo)電液體的體積流量。轉(zhuǎn)子流量計，是以流體流動時節(jié)流原理為基礎(chǔ)的一種流量測量儀表。轉(zhuǎn)子流量計要求流體自下而上，可分為就地指示與遠(yuǎn)傳型兩種。渦街流量計利用流體振蕩的原理來進行測量的，在流體中插入一個非流線型柱狀物，利用卡門漩渦列來測量。他可以測量管道中氣體、液體和蒸汽的流量，但他不能用于振動嚴(yán)重的工況。特點是精度高、范圍寬、無機械磨損、維護方便。質(zhì)量流量計不同于以上的體積流量儀表，他能直接測到介質(zhì)質(zhì)量，不需換算和修正，科里奧及熱式質(zhì)量流量計，是根據(jù)液體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力，即利用U形管，使得流體通過時，產(chǎn)生一定扭曲，利用這一現(xiàn)象，經(jīng)過電磁檢測器，把相位差變?yōu)橄鄳?yīng)電平信號，最終轉(zhuǎn)換成為質(zhì)量成正比的4—20Ma模擬信號。在實際的選型中，是根據(jù)所測流體的介質(zhì)，比如測量微量的氯硅烷，一開始使用了渦街流量計，但由于流量太小，最后只能使用質(zhì)量流量計，比如電磁流量計，必須測量導(dǎo)電的介質(zhì)。渦街流量計不能用于測量振動的工況，多用于氣體的測量，并且要根據(jù)溫度與壓力進行溫壓補償。

4 物（液）位檢測儀表的選擇

山西潞安高純硅業(yè)科技有限責(zé)任公司用到的相關(guān)儀表有，磁致伸縮液位計、雷達液位計、差壓變送器、射頻導(dǎo)納物位計等。磁致伸縮液位計主要用來測量氯硅烷儲罐的液位，雷達液位計帶有導(dǎo)波索，主要用在測量硅粉儲罐的物位，用于固體、液固混合的工況。差壓式變送器主要測量非腐蝕介質(zhì)的液位。測量物位（液位）的儀表按工作原理可分為：直讀式、差壓式、浮力式、電磁式、核輻射式、聲波式、光學(xué)式等類型。磁致伸縮液位計屬于浮力式，不能用于固體及非接觸液體的測量。我公司我以上儀表選型中主要考慮了儀表的安全等級、測量精度、介質(zhì)等，盡管如此，在實際使用中，仍有部分儀表，不得不更換類型。

5 氣動執(zhí)行器的選擇

氣動執(zhí)行器采用氣動執(zhí)行機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出力大、防火防爆功能。氣動執(zhí)行機構(gòu)接受定位器及電磁閥等氣壓信號，根據(jù)氣壓大小，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)推桿位移，推動機構(gòu)動作。氣動執(zhí)行機構(gòu)分薄膜式、活塞式和長行程三種。閥體分為直通單座閥、雙座閥、角式閥、蝶閥、三通閥等。按調(diào)節(jié)形式可分為切斷、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)切斷型。我公司用到閥門種類很多，包括普通球形調(diào)節(jié)閥，帶玻玟管球形調(diào)節(jié)閥、軟密封球閥、硬密封球閥、蝶閥、盤閥、滑板閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等。由于多晶硅特殊的工況，主要是涉及部分介質(zhì)含有硅粉，硅粉會對閥門造成嚴(yán)重磨蝕，所以，盤閥、滑板閥這些閥門，大量使用，盤閥是通過滑動圓盤來實現(xiàn)開關(guān)的一種快開快關(guān)型閥門。其設(shè)計專門針對帶有磨損、沖蝕特性的物料，它能在惡劣工況下連續(xù)長期的正常工作。具有的硬密封面，并具有自研磨作用，使其在磨損、沖蝕物料上應(yīng)用的過程中不斷提高密封性，壽命要比普通球閥長好幾倍?；彘y是應(yīng)用于固體物料輸送系統(tǒng)中，用于啟閉管道的專用閥門，完全密封的結(jié)構(gòu)可適用于料倉、料斗或相關(guān)設(shè)備的底部。刀鋒式閘板設(shè)計，關(guān)閉時由斜面施力于閥座，密封性好；材質(zhì)可以選擇陶瓷和金屬等，大部分多晶硅企業(yè)采用了德國思瑞思陶瓷滑板閥。對于部分氯硅烷要求的交變工況，即介質(zhì)溫度或冷或熱，溫度差異較大，在世界知名品牌的球閥中，只有少數(shù)才能滿足要求，應(yīng)引起重視。在沒有硅粉的其它介質(zhì)中，首先考慮是使用調(diào)節(jié)還是切斷功能，對于含有腐蝕介質(zhì)如氯硅烷、氯化氫等時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)選擇帶波紋管密封，而切斷閥應(yīng)選擇硬密封閥門，保證閥門球體與閥座面均采用火箭噴涂硬化處理。

結(jié)語

常見化工儀表的選型方法，要根據(jù)各個廠家的技術(shù)特點和不同工況，選擇具有特定適應(yīng)和研發(fā)的公司的產(chǎn)品，根據(jù)要求介質(zhì)、工況，選擇儀表的種類、材質(zhì)、參數(shù)以及電氣接口等，以確保企業(yè)正常運行。

參考文獻

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