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文檔簡介
化工儀表基礎知識演示文稿目前一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點化工儀表基礎知識目前二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點一、基本概念(一)壓力概念:這里的壓力概念,實際上指的是物理學上的壓強,即單位面積上所承受壓力的大小。(二)壓力的兩種表示方法:絕對壓力:以絕對真空為基準,高于絕對真空的壓力;相對壓力:以大氣壓力作為基準所標示的壓力。絕對壓力=大氣壓力+相對壓力目前三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(三)名稱:正壓:以大氣壓力為基準,高于大氣壓力的壓力。負壓(真空):以大氣壓力為基準,低于大氣壓力的壓力。差壓:兩個壓力之間的差值。表壓:以大氣壓力為基準,大于或小于大氣壓力的壓力。壓力表:以大氣壓力為基準,用于測量小于或大于大氣壓力的儀表。目前四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(四)壓力單位換算:常見壓力單位及其換算psi,bar,Pa,MPa,公斤力1、PSI英文全稱為Poundspersquareinch。P是磅pound,S是平方square,I是英寸inch。
2、把所有的單位換成公制單位就可以算出:1bar≈14.5psi,1psi=6.895kPa=0.06895bar。
歐美等國家習慣使用psi作單位。
目前五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點在中國,我們一般把氣體的壓力用“公斤”描述(而不是“斤”),其單位是“kgf/cm2”,一公斤壓力就是一公斤的力作用在一個平方厘上。而在國外常用的單位是“Psi”,具體單位是“l(fā)b/in2”,就是“磅/平方英寸”,這個單位就像華氏溫標(F)。此外,還有Pa(帕斯卡,一牛頓作用在一平方米上),KPa,Mpa,Bar,毫米水柱,毫米汞柱等壓力單位。
1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=100千帕(KPa)=1.0197公斤/平方厘米1標準大氣壓(atm)=0.101325兆帕(MPa)=1.0333巴(bar)因為單位相差都很小,你又不是工程人員。所以,可以這樣記:1巴(bar)=1標準大氣壓(atm)=1公斤/平方厘米=100千帕(KPa)=0.1兆帕(MPa)
psi的換算:1標準大氣壓(atm)=14.696磅/英寸2(psi)
目前六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點壓力1巴(bar)=105帕(Pa)
1托(Torr)=133.322帕(Pa)
1毫米汞柱(mmHg)=133.322帕(Pa)
1毫米水柱(mmH2O)=9.80665帕(Pa)1工程大氣壓=98.0665千帕(kPa)
1千帕(kPa)=
0.0102千克力/厘米2(kgf/cm2)=0.0098大氣壓(atm)1物理大氣壓(atm)=101.325千帕(kPa)=1.0333巴(bar)=14.696磅/英寸2(psi)1磅力/英寸2(psi)=6.895千帕(kPa)=0.0703千克力/厘米2(kg/cm2)=0.0689巴(bar)=0.068大氣壓(atm)
目前七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(五)、壓力表分類1.壓力表按其測量精確度,可分為精密壓力表、一般壓力表。2.壓力表按其指示壓力的基準不同,分為一般壓力表、絕對壓力表、差壓表。3.壓力表按其測量范圍,分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。4.壓力表按其組成,液柱式,電子式和機械式。本部分就機械式做以介紹。目前八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(六)、機械式壓力表
1、機械式壓力表
在工業(yè)過程控制與技術測量過程中,由于機械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機械強度以及生產(chǎn)方便等特性,使得機械式壓力表得到越來越廣泛的應用。(1)組成彈性敏感元件齒輪傳動機構(gòu)指針外殼等(2)原理壓力表通過表內(nèi)的敏感原件的彈性形變,再由表內(nèi)機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)將壓力變形傳導至指針,引起指針轉(zhuǎn)動來顯示壓力。(3)彈性敏感元件的種類:彈簧管(波登管),膜片,膜盒,波紋管。目前九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點機械式壓力表并由此分類。(4)彈簧管式壓力表彈簧管(波登管)分為C型管、盤簧管、螺旋管等型式。彈簧管在內(nèi)腔壓力作用下,利用其所具有的彈性特性,可以方便地將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閺椈晒茏杂啥说膹椥晕灰啤椈晒艿臏y量范圍一般在0.1MPa~250MPa。目前,國內(nèi)各生產(chǎn)廠家的壓力表結(jié)構(gòu)大同小異,主要由接口支撐部件、測量機構(gòu)、傳動放大機構(gòu)和示數(shù)裝置組成。目前十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點工作原理是:
當被測介質(zhì)通過接口部件進入彈性敏感元件(彈簧管)內(nèi)腔時,彈性敏感元件在被測介質(zhì)壓力的作用下其自由端端會產(chǎn)生相應的位移,相應的位移則通過齒輪傳動放大機構(gòu)和桿機構(gòu)轉(zhuǎn)換為對應的轉(zhuǎn)角位移,與轉(zhuǎn)角位移同步的儀表指針就會在示數(shù)裝置的度盤刻線上指示出被測介質(zhì)的壓力。目前十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點5、型號表示
目前,我國壓力表沒有統(tǒng)一的型號命名規(guī)范.但一些通用規(guī)格的儀表型號基本相近.但耐震/隔膜/不銹鋼等特殊儀表的型號差別很大。Y-系列一般壓力表表示(1)Y-□□第一個字母Y表示壓力表;橫杠后面第一個框內(nèi)為數(shù)字表示表殼公稱直徑(50,60,100,150);第二個框內(nèi)為字母表示結(jié)構(gòu)形式(無代號表示徑向無邊;Z軸向無邊;ZQ軸向帶前邊T徑向帶后邊)目前十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點Y-系列一般壓力表一般壓力表適用測量無爆炸,不結(jié)晶,不凝固,對銅和銅合金無腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力。(2)Y□-□□第一個字母Y表示壓力表;第一個框內(nèi)為字母則表示該表的型式;橫杠后第一個框內(nèi)為數(shù)字,數(shù)字表示表殼公稱直徑;最后面的框內(nèi)為字母,表描述。YA-100、150氨壓力表,YB-150A、150B系列精密壓力表,YE-100、150系列膜盒壓力表,YE-100BYE-150系列不銹鋼膜盒壓力表目前十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(3)Y□□-□□第一個字母Y表示壓力表;第一個框內(nèi)為字母則表示該表的結(jié)構(gòu)型式;第二個框內(nèi)為字母則表示其它功能性質(zhì)或形式;橫杠后第一個框內(nèi)為數(shù)字,數(shù)字表示表殼公稱直徑;最后面的框內(nèi)為字母,表描述。YEJ-101、121矩形膜盒壓力表YMC、MN系列衛(wèi)生型隔膜壓力表YML、MF隔膜壓力表YPF膜片壓力表YTN、YTN-B系列耐震壓力表YTT-150型差動遠傳壓力表YTZ-150電阻遠傳壓力表目前十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點6、格雷德選型手冊上介紹的的一些類型:
YTQ安全型系列壓力表YEF(631)不銹鋼防腐膜合壓力表YPF(431)不銹鋼防腐膜片壓力表YE普通膜合壓力表YTF一般耐腐蝕壓力表YTN耐震動壓力表YTP衛(wèi)生型系列隔膜壓力表YXC電接點壓力表YX普通電接點壓力表YTZ電阻遠傳壓力表YTT差動遠傳壓力表目前十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點7、技術參數(shù)關鍵名詞介紹:(1)精確度等級壓力表的精度等級是以它的允許誤差占表盤刻度值的百分數(shù)來劃分的,其精度等級數(shù)越大允許誤差占表盤刻度極限值越大。壓力表的量程越大,同樣精度等級的壓力表,它測得壓力值的絕對值允許誤差越大。經(jīng)常使用的壓力表的精度為2.5、1.5級。,如果是1.0和0.5級的屬于高精度壓力表,現(xiàn)在有的數(shù)字壓力表已經(jīng)達到0.25級。目前十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(2)外徑表盤所指示的整個盤面。一般分大,中,小。小的一般為60mm以下,中等的為60-150mm,大的為150mm以上。通過盤面玻璃或其他透明材料的表盤我們可以看到指針的示數(shù),便于觀測和記錄。(3)徑向,軸向徑向指壓力表的連接口徑與表盤成1型;軸向指壓力表的連接口徑與表盤成T型。目前十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點8、選型
按照使用環(huán)境和測量介質(zhì)的性質(zhì)選擇在大氣腐蝕性較強、粉塵較多和易噴淋液體等環(huán)境惡劣的場合,應根據(jù)環(huán)境條件,選擇合適的外殼材料及防護等級。(1)對一般介質(zhì)的測量
①壓力在-40kPa---+40kPa時,宜選用膜盒壓力表。②壓力在+40kPa以上時,一般選用彈簧管壓力表或波紋管壓力計。(2)稀硝酸、醋酸及其它一般腐蝕性介質(zhì),應選用耐酸壓力表或不銹鋼膜片壓力表。目前十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(3)稀鹽酸、鹽酸氣、重油類及其類似的具有強腐蝕性、含固體顆粒、粘稠液等介質(zhì),應選用膜片壓力表或隔膜壓力表。其膜片及隔膜的材質(zhì),必須根據(jù)測量介質(zhì)的特性選擇。(4)結(jié)晶、結(jié)疤及高粘度等介質(zhì),應選用法蘭式隔膜壓力表。(5)在機械振動較強的場合,應選用耐震壓力表或船用壓力表。(6)在易燃、易爆的場合,如需電接點信號時,應選用防爆壓力控制器或防爆電接點壓力表。目前二十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點
電接點壓力表目前二十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點電接點壓力表概述電接點壓力表是工業(yè)中長用的壓力控制儀表他主要作用是通過控制壓力對電機起到轉(zhuǎn)動或停止的目的電接點壓力表的原理:接點壓力表由測量系統(tǒng)、指示系統(tǒng)、磁助電接點裝置、外殼、調(diào)整裝置和接線盒(插頭座)等組成。電接點壓力表的工作原理是基于測量系統(tǒng)中的彈簧管在被測介質(zhì)的壓力作用下,追使彈簧管之末端產(chǎn)生相應的彈性變形一位移,借助拉桿經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)的傳動并予放大,由固定齒輪上的指示(連同觸頭)逐將被測值在度盤上指示出來。與此同時,當其與設定指針上的觸頭(上限或下限)相接觸(動斷或動合)的瞬時,致使控制系統(tǒng)中的電路得以斷開或接通,以達到自動控制和發(fā)信報警的目的。
目前二十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點電接點壓力表的安裝方法首先選定量程,電接點壓力表按量程可分為0-0.6mpa,0-25mpa,等。根據(jù)其不同需要選擇合適的量程0-0.6mpa0-1.6mpa0-25mpa目前二十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點電接點壓力表的參數(shù)選定:接點電氣參數(shù)
工作電壓(最高):380VAC;220VDC最大工作電流:1A持續(xù)電流;0.6A最大功率:30W電接點壓力表使用工作溫度:-25℃~55℃工作壓力上限:不大于儀表上限的2/3工作環(huán)境振動頻率不大于25Hz,振幅不大于0.5mm目前二十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點電接點壓力表的安裝步驟1:關閉導壓管前端截止閥2:關閉電源3:將電接點壓力表纏好生膠帶后連接到導壓管上4:電接點壓力表的接線5:開啟截止閥并按相應要求調(diào)整高爆點和低爆點目前二十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點電接點壓力表的接線圖一:繼電器的結(jié)構(gòu)二:常開及常閉觸點三:繼電器工作原理四:繼電器在電路圖中的畫法五:繼電器在電路圖中的表示方法六:電接點壓力表指針的用途七:電接點壓力表的接線圖目前二十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點交流接觸器的結(jié)構(gòu)主要由電磁系統(tǒng)和觸點組兩部分組成。一:繼電器的結(jié)構(gòu)電磁系統(tǒng)由鐵心、銜鐵、線圈等零件組成電磁鐵的鐵心分為動、靜鐵心,一般靜鐵心是固定不動的,動鐵心在繼電器線圈通電時,在電磁吸作用下向靜鐵心移動;線圈斷電時,在復位彈簧作用下恢復到原來位置目前二十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點11’
電路符號
常開(動合)常閉(動斷)二:常開觸點及常閉觸點當吸引線圈通電時,動鐵心克服復位彈簧作用力向靜鐵心移動,拖動所有觸點動作,這時常閉觸點斷開,常開觸點閉合。常開(動合)常閉(動斷)目前二十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點三:繼電器工作原理繼電器是由線圈,銜鐵,鐵心,復位彈簧,及觸點組成。是根據(jù)電磁感應的原理,簡單來說就是,電生磁的原理當繼電器線圈兩端加上電壓后,線圈得電使鐵心產(chǎn)生磁力,這時銜鐵就會吸向鐵心,使觸點動作,此時常開觸點閉合而常閉觸點則斷開當線圈兩端電壓或電流小于一定值時,機械反力大于電磁吸力時,銜鐵回到初始狀態(tài),常開觸點斷開,常閉觸點接通目前二十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點電路圖中的自保電路圖圖中SB2為啟動按鈕,當按下后電路通電,KM線圈得電,使觸點閉合產(chǎn)生回路。由于控制按鈕SB在復位彈簧的作用下回位,但KM線圈任然處于得電狀態(tài),這種電路現(xiàn)象就稱為自保電路。要使KM線圈失電,只需按下停止按鈕SB1目前三十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點四:繼電器在電路圖中的畫法交流接觸器與繼電器的區(qū)別工作原理一樣都是通過電磁感應原理,通過線圈通電是銜鐵吸合交流接觸器是主設備接通或斷開元件,通過工作電流,容量大。繼電器是控制元件,通過的是控制電流,容量小。交流接觸器用于主電路,電流大,有滅弧裝置,一般只能在電壓作用下動作,中間繼電器用于控制電路,電流小,沒有滅弧裝置,可用在電量和非電量作用下動作目前三十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點五:繼電器在電路圖中的表示方法圖中SB為控制按鈕,KM為繼電器的線圈,當按下控制按鈕后,繼電器的線圈KM得電,使觸頭發(fā)生動作。常開觸點閉合,產(chǎn)生回路電機得電轉(zhuǎn)動。目前三十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點六:電接點壓力表指針的用途上面的指針是上限,下面的指針是下限,中間的黑色指針指示是實際壓力的數(shù)值。實際壓力在上限之上時,與上限接通,與下限斷開。實際壓力在上下限之間時,公共端與上限,下限都斷開。實際壓力在下限之下時,公共端與下限接通,與上限斷開,電接點壓力表就是控制上下限壓力用的。他與繼電器配合使用,通過接通或斷開來控制電機的起停。目前三十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點七:電接點壓力表的接線圖電接點壓力表控制電機停轉(zhuǎn)需要兩個繼電器和一個交流接觸器,圖中j1,j2為繼電器在控制電路中,j3為交流接觸器在主電路中電氣原理:以控制壓縮機電機為例:儲氣灌壓力到達下限自動開啟,到達上限自動停機。控制過程如下:在壓力到達(或開機時低與)下限時,電接點壓力表的活動觸點(電源共公端)與下限觸頭接通,繼電器J1動作,并形成自保電路,其常開觸頭閉合驅(qū)動J3,電動機得電運轉(zhuǎn)。當壓力到達上限時,活動觸點與上限觸頭接通,繼電器J2動作,其常閉觸頭斷開,切斷J1供電,其常開點斷開,J3釋放,電機停轉(zhuǎn)。如此往復,達到自動控制的目的。 目前三十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點壓力表常見故障及處理方法目前三十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點1、電接點壓力表觸頭是劣質(zhì)觸頭排除方法:1、對劣質(zhì)的電接點觸頭更換2、大電流長期使用,產(chǎn)生火花和電弧現(xiàn)象,形成一層氧化膜,接觸不良。2、排除方法:形成氧化膜的觸頭用細砂布拋光。壓力升到上限值或降到下限值時不能控制發(fā)生這種原因如下:目前三十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點隔膜壓力表隔膜壓力表適用于測量強腐蝕、高溫、高粘度、易結(jié)晶、易凝固、有固體浮游物的介質(zhì)壓力以及必須避免測量介質(zhì)直接進入通用型壓力儀表和防止沉淀物積聚且易清洗的場合。隔膜壓力表由隔膜隔離器與通用型壓力儀表組成一個系統(tǒng)的隔膜表。隔膜壓力表與設備連接方式主要有螺紋連接和法蘭連接及衛(wèi)生卡箍式等。隔膜壓力表主要用于石油化工、制堿、化纖、染化、制藥、食品、衛(wèi)生系統(tǒng)和制堿等工業(yè)部門生產(chǎn)過程中測量流體介質(zhì)的壓力之用。隔膜壓力表結(jié)構(gòu)原理當測量介質(zhì)的壓力P作用于隔膜,則隔膜產(chǎn)生變形,壓縮壓力儀表測壓系統(tǒng)的密封液,使其形成P-△P的壓力。當隔膜的剛性足夠小時,則△P也很小,壓力儀表測壓系統(tǒng)形成的壓力就近于測量介質(zhì)的壓力。目前三十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點隔膜壓力表的用途當我們測量一般氣體、水和油液的壓力時,可選用一般壓力表:當測量硝酸。磷酸、強堿的壓力時,可用不銹鋼壓力表。但是當被測量的介質(zhì)有很強的腐蝕性(如鹽酸、濕氯氣、二氯化鐵),有很高的粘度(如乳膠),易結(jié)晶(如鹽水),易凝固(如熱瀝青),有固態(tài)浮游物(如污水),則再選用以上壓力表是不可行的,因為就是SUS316不銹鋼管也會被鹽酸腐蝕,瀝青和污水中的浮游物很快會將壓力表的導壓孔堵塞,而使儀表失去使用功能。隔膜壓力表則能解決這些問題,人們可以根據(jù)不同的強腐蝕介質(zhì)而選用不同的耐腐蝕隔膜膜片材質(zhì)而起到防腐的作用。目前三十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點技術指標1、溫度特性:由于隔膜壓力表系統(tǒng)由填充了密封液作為傳遞壓力的介質(zhì),則由于密封液的溫度體膨脹系數(shù),使壓力儀表隨受壓部溫度升高而示值也升高,其溫度影響量與密封液體膨脹系數(shù),隔膜剛度以及受壓部溫度有關,尤其對于低量程的壓力儀表,則影響更明顯。一般受壓部溫度誤差規(guī)定不大于0.1%/℃。故隔膜壓力儀表總的溫度影響一般是由通用型儀表溫度影響量與隔膜裝置受壓部溫度影響量兩者之和。目前三十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前四十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點2、精度等級:1.6級;2.5級3、測量范圍:(Mpa)螺紋連接式:~0.1~0/0~60/0~100法蘭連接式:~0.1~0/0~25卡箍衛(wèi)生型:~0.1~0/0~2.54、隔膜材料:0Crl7Nil2Mo2(316);蒙乃爾合金(Cu30Ni70);哈氏合金(H276C);鉭(Ta)及氟塑料(F4)。5、密封墊圈材料:丁晴橡膠,氟塑料。
內(nèi)部填充工作液:(1)硅油;(2)根據(jù)客戶需求填充6、工作條件:(1)溫度:環(huán)境溫度-20~+55℃;被測介質(zhì)溫度-20~+55℃(2)工作壓力:靜負荷:用至測量上限值的3/4(3)交變負荷:用至測量上限值的2/3(4)短時壓力:用至測量上限值目前四十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點7、連接尺寸(1)螺紋連接:M20*1.5(G3/8″G1/2″)(2)法蘭連接:A.機械工業(yè)部標準JB81-94《平焊鋼法蘭》B.化學工業(yè)部標準《耐酸平焊鋼法蘭》C.根據(jù)用戶需求定制8、儀表外徑:φ60mm;φ75mm;φ100mm;φ150mm9、儀表執(zhí)行標準JB/T8624-199710、外形尺寸ZNYM系列適用于測量具腐蝕性、易結(jié)晶、高粘度、易凝固、溫度較高的液體、氣體或顆粒狀固體介質(zhì)的壓力以及必須避免測量介質(zhì)直接進入壓力儀表和防止沉淀物積累且易清洗的場合。隔膜壓力表主要用于石油、染化、制藥、化工、化纖、制堿食品等工業(yè)部門。目前四十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點化工、食品行業(yè)指定用表隔膜壓力表選型標準:□---選配壓力表型號□---隔膜膈離器型式L-螺紋式(≤60MPa)F-法蘭式(≤25MPa)F10-工字形法蘭式(≤4MPa)C-夾子式(0.1~2.5MPa)N-螺母式(0.1~2.5MPa)Z-螺栓式(1~25MPa)H-均質(zhì)機用(10~60MPa)□---連接的代號0)直接(被測介質(zhì)溫度<80℃)1)角形(被測介質(zhì)溫度<150℃)2)硬管(被測介質(zhì)溫度<200℃)3)軟管(1米.2米.4米.6米)4)散熱器(被測介質(zhì)溫度<200℃)5)阻尼器□---膜片材料、壓力表首選中能儀表。316.316L,哈氏合金,蒙抗爾合金、鉭片、氟塑料□---測量范圍□---法蘭標準代號□ML螺紋式隔離器型式目前四十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點維護與保養(yǎng)一、壓力表運行至三個月進行一次一級保養(yǎng),其內(nèi)容和要求如下:1、檢查三通旋塞以及存水彎管接頭,消除泄漏。2、檢查壓力表能否回零。3、檢查并沖洗存水彎管,確保暢通。二、壓力表運行至一年后進行一次二級保養(yǎng),其內(nèi)容和要求如下:1、把壓力表拆卸下來,送計量部門校驗并鉛封。2、拆卸檢查存水彎管,絲扣應完好。3、拆卸檢查三通旋塞,研磨密封面,保證嚴密不泄漏,其連接絲扣應完好無損。4、存水彎管,三通旋塞除銹、涂刷油漆。三、壓力表使用時的更換當壓力表在運行中發(fā)現(xiàn)失準時,必須及時更換。目前四十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點操作步驟:1、更換的壓力表必須是經(jīng)過計量部門校驗合格的有鉛封的,在校驗有效期的壓力表或有出廠合格證明的新表。2、換表之前,必須將三通旋塞旋至沖洗壓力表的位置,將存水彎管內(nèi)的污物沖洗干凈。3、將三通旋塞旋至使存水彎管存水的位置,用扳手取下舊表,換上新的壓力表。4、將三通旋塞旋至正常工作時的位置,使新表投入運行。目前四十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(2)精確度等級的選擇1、一般測量用壓力表、膜盒壓力表和膜片壓力表,應選用1.5級或2.5級。2、精密測量用壓力表,應選用0.4級、0.25級或0.16級。(3)外型尺寸的選擇1、在管道和設備上安裝的壓力表,表盤直徑為l00mm或150mm。2、在儀表氣動管路及其輔助設備上安裝的壓力表,表盤直徑為小于60mm。3、安裝在照度較低、位置較高或示值不易觀測場合的壓力表,表盤直徑為大于150mm或200mm。目前四十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(4)測量范圍的選擇1、測量穩(wěn)定的壓力時,正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的1/3---2/3,2、測量脈動壓力(如:泵、壓縮機和風機等出口處壓力)時,正常操作壓力值應在儀表測量范圍上限值的1/3~1/23、側(cè)量高、中壓力時,正常操作壓力值不應超過儀表測量范圍上限值的1/2目前四十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(5)安裝附件的選擇1、測量水蒸汽和溫度大于60℃的介質(zhì)時,應選用冷凝管或虹吸器。2、測量易液化的氣體時,若取壓點高于儀表,應選用分離器。3、測量含粉塵的氣體時,應選用除塵器。4、測量脈動壓力時,應選用阻尼器或緩沖器。5、在使用環(huán)境溫度接近或低于測量介質(zhì)的冰點或凝固點時,應采取絕熱或伴熱措施。目前四十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點9、如何檢查氧氣壓力表內(nèi)有無油脂在進行氧氣壓力表示值檢定時,應先檢定氧氣壓力表內(nèi)有無油脂。方法是:先將純凈的溫水注入彈簧管內(nèi),經(jīng)過搖蕩,再將水倒入盛有清水的器皿內(nèi)。如水面上沒有彩色的油影,即可認為沒有油脂。氧氣壓力表的校驗工作與普通壓力表的一樣,但氧氣壓力表是禁油的,因此校驗它時應使用專用校驗設備和工具。氧氣壓力表校驗常用的設備是油水隔離裝置。
目前四十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點10、測壓儀表分類及其測量原理測壓儀表按轉(zhuǎn)換原理大致分為四大類:
⑴液柱式壓力計:它是根據(jù)流體靜力學原理,將被壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進行測量的。⑵彈性式壓力計:它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形位移進行測量的。⑶電氣式壓力計:它是通過機械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量來進行測量的儀表。
⑷活塞式壓力計:它是根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理,將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加砝碼的質(zhì)量來進行測量的。目前五十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前五十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前五十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前五十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前五十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點11、液柱式壓力計的測量原理及常用類型
工作原理基于流體靜力學原理,用于測量小于200kpa的低負壓或壓差,常用的有U型管式、單管式、斜管式三種。
12、電接點壓力表的組成及工作原理
電接點壓力表由:靜觸點、動觸點、指示燈及壓力表本體組成電接點壓力表由動觸點指示實測壓力,靜觸點指示設定值。當實測壓力(動觸點)與設定值(靜觸點)接觸時,就會使氣源接通,發(fā)出相應的報警信號或引起相應的聯(lián)鎖動作。13、壓力開關是一種簡單的壓力控制裝置,其工作原理是:當被測壓力超過額定值時,彈性元件的自由端產(chǎn)生位移,直接或經(jīng)過比較后推動開關元件,改變開關元件的通斷狀態(tài),送出報警或控制信號,達到控制被測壓力的目的。目前五十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點七、常用溫標攝氏溫標(℃)華氏溫標(℉)、凱氏溫標(K)。三者的關系是:℃=5/9(℉-32);
℃=K-273.15
℉=9/5(℃+32);K=℃+273.15八、溫度測量儀表1、測溫儀表按測量方式分為:
按測量方式分接觸式和非接觸式兩大類。2、接觸式測溫儀表分為:
分為膨脹式、壓力式、熱電偶、熱電阻四大類。3、非接觸式測溫儀表分:
非接觸式測溫儀表有輻射式和紅外線兩大類。目前五十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點4、熱電偶溫度計
熱電偶溫度計是以熱電效應為基礎的測溫儀表。
5、熱電偶溫度計的測溫原理
熱電偶溫度計的測溫原理基于熱電偶的熱電效應。熱電偶產(chǎn)生的電勢差,會隨被測溫度的變化而變化,因此,可以用熱電偶作為測溫元件。6、熱電阻溫度計
熱電阻溫度計是用熱電阻作為測溫(感溫)元件的溫度計。7、熱電阻溫度計的測溫原理
熱電阻溫度計時利用金屬導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來進行溫度測量的。8、溫度儀表最高使用指示值一般為滿量程的90%。正常的指示值為滿量程的1/2~3/4。目前五十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前五十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前五十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點
流量測量儀表目前六十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點流量計作業(yè)區(qū)常見的流量計流量計的分類按結(jié)構(gòu)原理分按測量原理分容積式流量計葉輪式流量計差壓式流量計電磁流量計質(zhì)量流量計流體振蕩流量計沖量式流量計物理原理力學原理熱學原理光學原理差壓式流量計差壓原理標準孔板常見故障結(jié)構(gòu)工作原理標準孔板渦輪流量計、渦街流量計、電磁流量計、橢圓齒輪流量計、質(zhì)量流量計、轉(zhuǎn)子流量計工作原理流量計結(jié)構(gòu)安裝注意事項常見故障故障原因處理方法故障原因處理方法目前六十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點一、流量計的分類二、差壓流量計三、渦輪流量計四、渦街流量計五、電磁流量計六、橢圓齒輪流量計七、科里奧利質(zhì)量流量計八、轉(zhuǎn)子流量計目前六十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點流量計分類測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表.流量計是工業(yè)測量中重要的儀表之一.隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,對流量測量的準確度和范圍的要求越來越高,流量測量技術日新月異.為了適應各種用途,各種類型的流量計相繼問世。目前已投入使用的流量計已超過100種。從不同的角度出發(fā),流量計有不同的分類方法。常用的分類方法有兩種,一是按流量計采用的測量原理進行歸納分類:二是按流量計的結(jié)構(gòu)原理進行分類。一、按測量原理分類(1)力學原理:屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉(zhuǎn)子式;利用動量定理的沖量式、可動管式;利用牛頓第二定律的直接質(zhì)量式;利用流體動量原理的靶式;利用角動量定理的渦輪式;利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式;利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。
目前六十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點2)電學原理:用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。(3)聲學原理:利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式.聲學式(沖擊波式)等。(4)熱學原理:利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。(5)光學原理:激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。(6)原于物理原理:核磁共振式、核幅射式等是屬于此類原理的儀表.(7)其它原理:有標記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關原理等。目前六十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點二、按流量計結(jié)構(gòu)原理分類按當前流量計產(chǎn)品的實際情況,根據(jù)流量計的結(jié)構(gòu)原理,大致上可歸納為以下幾種類型:1.容積式流量計容積式流量計相當于一個標準容積的容器,它接連不斷地對流動介質(zhì)進行度量。流量越大,度量的次數(shù)越多,輸出的頻率越高。容積式流量計的原理比較簡單,適于測量高粘度、低雷諾數(shù)的流體。根據(jù)回轉(zhuǎn)體形狀不同,目前生產(chǎn)的產(chǎn)品分:適于測量液體流量的橢圓齒輪流量計、腰輪流量計(羅茨流量計)、旋轉(zhuǎn)活塞和刮板式流量計;適于測量氣體流量的伺服式容積流量計、皮膜式和轉(zhuǎn)簡流量計等.目前六十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點2.葉輪式流量計葉輪式流量計的工作原理是將葉輪置于被測流體中,受流體流動的沖擊而旋轉(zhuǎn),以葉輪旋轉(zhuǎn)的快慢來反映流量的大小。典型的葉輪式流量計是水表和渦輪流量計,其結(jié)構(gòu)可以是機械傳動輸出式或電脈沖輸出式。一般機械式傳動輸出的水表準確度較低,誤差約±2%,但結(jié)構(gòu)簡單,造價低,國內(nèi)已批量生產(chǎn),并標準化、通用化和系列化。電脈沖信號輸出的渦輪流量計的準確度較高,一般誤差為±0.2%一0.5%。3.差壓式流量計(變壓降式流量計)差壓式流量計由一次裝置和二次裝置組成.一次裝置稱流量測量元件,它安裝在被測流體的管道中,產(chǎn)生與流量(流速)成比例的壓力差,供二次裝置進行流量顯示。二次裝置稱顯示儀表。它接收測量元件產(chǎn)生的差壓信號,并將其轉(zhuǎn)換為相應的流量進行顯示.差壓流量計的一次裝置常為節(jié)流裝置或動壓測定裝置(皮托管、均速管等)。二次裝置為各種機械式、電子式、組合式差壓計配以流量顯示儀表.差壓計的差壓敏感元件多為彈性元件。由于差壓和流量呈平方根關系,故流量顯示儀表都配有開平方裝置,以使流量刻度線性化。多數(shù)儀表還設有流量積算裝置,以顯示累積流量,以便經(jīng)濟核算。這種利用差壓測量流量的方法歷史悠久,比較成熟,世界各國一般都用在比較重要的場合,約占各種流量測量方式的70%。發(fā)電廠主蒸汽、給水、凝結(jié)水等的流量測量都采用這種表計。目前六十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點4.變面積式流量計(等壓降式流量計)放在上大下小的錐形流道中的浮子受到自下而上流動的流體的作用力而移動。當此作用力與浮子的“顯示重量”(浮子本身的重量減去它所受流體的浮力)相平衡時,俘子即靜止。浮子靜止的高度可作為流量大小的量度。由于流量計的通流截面積隨浮子高度不同而異,而浮子穩(wěn)定不動時上下部分的壓力差相等,因此該型流量計稱變面積式流量計或等壓降式流量計。該式流量計的典型儀表是轉(zhuǎn)子(浮子)流量計。5.動量式流量計利用測量流體的動量來反映流量大小的流量計稱動量式流量計.由于流動流體的動量P與流體的密度及流速v的平方成正比,即pv2,當通流截面確定時,v與容積流量Q成正比,故pQ2。設比例系數(shù)為A,則Q=A因此,測得P,即可反映流量Q.這種型式的流量計,大多利用檢測元件把動量轉(zhuǎn)換為壓力、位移或力等,然后測量流量。這種流量計的典型儀表是靶式和轉(zhuǎn)動翼板式流量計。目前六十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點6.沖量式流量計利用沖量定理測量流量的流量計稱沖量式流量計,多用于測量顆粒狀固體介質(zhì)的流量,還用來測泥漿、結(jié)晶型液體和研磨料等的流量。流量測量范圍從每小時幾公斤到近萬噸。典型的儀表是水平分力式?jīng)_量流量計,其測量原理是當被測介質(zhì)從一定高度h自由下落到有傾斜角的檢測板上產(chǎn)生一個沖力,沖力的水平分力馬質(zhì)量流量成正比,故測量這個水平分力即可反映質(zhì)量流量的大小。按信號(九)的檢測方式,該型流量計分位移檢測型和直接測力型。7.電磁流量計電磁流量計是應用導電體在磁場中運動產(chǎn)生感應電動勢,而感應電動勢又和流量大小成正比,通過測電動勢來反映管道流量的原理而制成的。其測量精度和靈敏度都較高。工業(yè)上多用以測量水、礦漿等介質(zhì)的流量??蓽y最大管徑達2m,而且壓損極小。但導電率低的介質(zhì),如氣體、蒸汽等則不能應用。電磁流量計造價較高,且信號易受外磁場干擾,影響了在工業(yè)管流測量中的廣泛應用。為此,產(chǎn)品在不斷改進更新,向微機化發(fā)展.目前六十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點8.超聲波流量計超聲波流量計是基于超聲波在流動介質(zhì)中傳播的速度等于被測介質(zhì)的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設計的。它也是由測流速來反映流量大小的。超聲波流量計雖然在70年代才出現(xiàn),但由于它可以制成非接觸型式,并可與超聲波水位計聯(lián)動進行開口流量測量,對流體又不產(chǎn)生擾動和阻力,所以很受歡迎,是一種很有發(fā)展前途的流量計。利用多普勒效應制造的超聲多普勒流量計近年來得到廣泛的關注,被認為是非接觸測量雙相流的理想儀表。9.流體振蕩式流量計流體振蕩式流量計是利用流體在特定流道條件下流動時將產(chǎn)生振蕩,且振蕩的頻率與流速成比例這一原理設計的.當通流截面一定時,流速與導容積流量成正比。因此,測量振蕩頻率即可測得流量.這種流量計是70年代開發(fā)和發(fā)展起來的.由于它兼有無轉(zhuǎn)動部件和脈沖數(shù)字輸出的優(yōu)點,很有發(fā)展前途。目前典型的產(chǎn)品有渦街流量計、旋進旋渦流量計。目前六十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點10.質(zhì)量流量計由于流體的容積受溫度、壓力等參數(shù)的影響,用容積流量表示流量大小時需給出介質(zhì)的參數(shù)。在介質(zhì)參數(shù)不斷變化的情況下,往往難以達到這一要求,而造成儀表顯示值失真。因此,質(zhì)量流量計就得到廣泛的應用和重視。質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。直接式質(zhì)量流量計利用與質(zhì)量流量直接有關的原理進行測量,目前常用的有量熱式、角動量式、振動陀螺式、馬格努斯效應式和科里奧利力式等質(zhì)量流量計。間接式質(zhì)量流量計是用密度計與容積流量直接相乘求得質(zhì)量流量的。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,流動工質(zhì)的溫度、壓力等運行參數(shù)不斷提高,在高溫高壓的情況下,由于材質(zhì)和結(jié)構(gòu)等方面的原因,直接式質(zhì)量流量計的應用遇到困難,而間接式質(zhì)量流量計由于密度計受濕度和壓力適用范圍的限制,往往也不好實際應用。因此,在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的是溫度壓力補償式質(zhì)量流量計??砂阉醋饕环N間接式質(zhì)量流量計,不是配用密度計,而是利用溫度、壓力與密度間的關系,用溫度、壓力信號經(jīng)函數(shù)運算為密度信號,與容積流量相乘而得到質(zhì)量流量.目前溫度、壓力補償式質(zhì)量流量計雖已實用化,但當被測介質(zhì)參數(shù)變化范圍很大或很迅速時,正確地補償將很困難或不可能,因此進一步研究在實際生產(chǎn)中適用的質(zhì)量流量計和密度計還是一個課題。目前七十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點2.1差壓流量計2.1.1差壓式流量計的結(jié)構(gòu)原理充滿管道的流體,當它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時,如圖所示,流速將在節(jié)流件處形成局部收縮,因而流速增加,靜壓力降低,于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大,產(chǎn)生的壓差愈大,這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種測量方法是以流動連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關,例如當節(jié)流裝置形式或管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)(密度、粘度)不同時,在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。目前七十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點目前七十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點2.1.2楔形孔板楔形孔板的結(jié)構(gòu)如圖所示。其檢測件為V形,設計合適時節(jié)流件上下游無滯流區(qū),不會使管道堵塞,取壓方式未標準化。1-高壓取壓口;2-低壓取壓口;3-測量管;4-楔形孔板;5-法蘭
目前七十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點2.1.3標準孔板又稱同心直角邊緣孔板,其軸向截面如圖4.2所示??装迨且粔K加工成圓形同心的具有銳利直角邊緣的薄板。孔板開孔的上游側(cè)邊緣應是銳利的直角。標準孔板有三種取壓方式:角接、法蘭及D-D/2取壓;如圖4.3所示。為從兩個方向的任一個方向測量流量,可采用對稱孔板,節(jié)流孔的兩個邊緣均符合直角邊緣孔板上游邊緣的特性,且孔板全部厚度不超過節(jié)流孔的厚度。
目前七十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點2.1.4差壓式流量計常見故障、原因及排除方法。
1、指示零或移動很小。其原因為:(1)平衡閥未全部關閉或泄漏;(2)節(jié)流裝置根部高低壓閥未打開;(3)節(jié)流裝置至差壓計間閥門、管路堵塞;(4)蒸氣導壓管未完全冷凝;(5)節(jié)流裝置和工藝管道間襯墊不嚴密;(6)差壓計內(nèi)部故障。
其對應處理方法為:(1)關閉平衡閥,修理或換新;(2)打開;(3)沖洗管路,修復或換閥;(4)待完全冷凝后開表;(5)擰緊螺栓或換墊;(6)檢查、修復。
2、指示在零下。其原因為:(1)高低壓管路反接;(2)信號線路反接;(3)高壓側(cè)管路嚴重泄漏或破裂。
目前七十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點其對應處理方法為:(1)檢查并正確連接好;(2)檢查并正確連接好;(3)換件或換管道。3、指示偏低。其原因為:(1)高壓側(cè)管路不嚴密;(2)平衡閥不嚴或未關緊;(3)高壓側(cè)管路中空氣未排凈;(4)差壓計或二次儀表零位失調(diào)或變位;(5)節(jié)流裝置和差壓計不配套,不符合設計規(guī)定。其對應處理方法為:(1)檢查、排除泄漏;(2)檢查、關閉或修理;(3)排凈空氣;(4)檢查、調(diào)整;(5)按設計規(guī)定更換配套的差壓計。目前七十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點
4、指示偏高其原因為:(1)低壓側(cè)管路不嚴密;(2)低壓側(cè)管路積存空氣;(3)蒸氣等的壓力低于設計值;(4)差壓計零位漂移;(5)節(jié)流裝置和差壓計不配套,不符合設計規(guī)定。
其對應處理方法為:(1)檢查、排除泄漏;(2)排凈空氣;(3)按實際密度補正;(4)檢查、調(diào)整;(5)按規(guī)定更換配套差壓計。
5、指示超出上限其原因為:(1)實際流量超過設計值;(2)低壓側(cè)管路嚴重泄漏;(3)信號線路有斷線。
目前七十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點其對應處理方法為:(1)換用合適范圍的差壓計;(2)排除泄漏;(3)檢查、修復。
6、流量變化時指示變化遲鈍其原因為:(1)連接管路及閥門有堵塞;(2)差壓計內(nèi)部有故障。
其對應處理方法為:(1)沖洗管路、疏通閥門;(2)檢查排除。
7、指示波動大其原因為:(1)流量參數(shù)本身波動太大;(2)測壓元件對參數(shù)波動較敏感。
其對應處理方法為:(1)高低壓閥適當關?。唬?)適當調(diào)整阻尼作用。
8、指示不動其原因為:(1)防凍設施失效,差壓計及導壓管內(nèi)液壓凍?。唬?)高低壓閥未打開。
其對應處理方法為:(1)加強防凍設施的效果;(2)打開高低壓閥。目前七十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點3.1渦輪流量計渦輪流量計是一種速度式流量儀表,由于具有測量精度高、反應速度快、測量范圍廣、價格低廉、安裝方便等優(yōu)點,被廣泛應用于化工生產(chǎn)中。3.1.1渦輪流量計的工作原理
渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成。
被測流體沖擊渦輪流量計渦輪葉片并使之轉(zhuǎn),渦輪的轉(zhuǎn)速隨流量的成正比變化,再經(jīng)磁電轉(zhuǎn)換裝置把渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為相應頻率的電脈沖,經(jīng)前置放大器放大后,送入渦輪流量計流量積算儀進行計數(shù)和顯示,根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖和累計脈沖數(shù)即可求出瞬時流量和累積流量。目前七十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點3.1.2渦輪流量計的安裝及使用
1、渦輪流量計的電源線最好采用蔽線電纜,并進行良好接地。電源為直流24V,650Ω阻抗。
2、渦輪流量計應水平安裝,避免垂直安裝,并保證其前后有適應的直管段,一般前10D,后5D。
3、保證流體的流動方向與渦輪流量計外殼的箭頭方向一致,不得裝反。
4、被測介質(zhì)對渦輪不能有腐蝕,特別是軸承處,否則應采取措施。
5、渦輪流量計磁感應部分不能碰撞。
6、安裝渦輪流量計前,管道要清掃。被測介質(zhì)不潔凈時,要加過濾器。否則導致渦輪、軸承被卡住。
7、投運前先進行儀表系數(shù)的設定。仔細檢查,確定儀表接線無誤,接地良好,方可送電。
8、安裝渦輪流量計時,前后管道法蘭要水平,否則管道應力對流量計影響很大。目前八十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點3.1.3渦輪流量計常見故障處理3.1.3.1液體正常流動無顯示,累積量數(shù)不增加1)供電電路或信號電路斷路或接觸不良;故障排除方法:用萬用表檢查,排除故障點2)顯示儀的印刷線路板,接插件故障或接觸不良故障;排除方法:更換印刷線路板3)前置放大器故障;故障排除方法:用鐵條在檢測頭下快速移動,無信號輸出,則應檢查線圈有無斷線和焊點脫焊4)供給前置放大器的電壓太低;故障排除方法:發(fā)將電源電壓提高至規(guī)定要求5)葉輪卡住不轉(zhuǎn);故障排除方法:去除異物,并清洗或更換損壞零件,更換零件后應重新標定目前八十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點3.1.3.2流量顯示逐漸減小1)過濾器堵塞,壓損逐漸增大,使流量減??;故障排除方法:清除過濾器內(nèi)雜物2)管道上閥芯松動,閥門開度自動減少;故障排除方法:修理或更換閥門3)葉輪受雜物阻礙或軸承間隙內(nèi)進入異物,阻力增大使轉(zhuǎn)速減慢故障;排除方法:清洗流量計,必要時重新標定目前八十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點3.1.3.3流量為零時,流量顯示不為零,顯示值不穩(wěn)1)傳輸線屏蔽接地不良,外界電磁場的干擾;故障排除方法:檢查接地,排除干擾2)管道振動,引起葉輪抖動;故障排除方法:加固管線或在流量計前后加裝支架3)截止閥泄漏;故障排除方法:檢修或更換閥門4)顯示儀內(nèi)部線路板之間或電子元件變質(zhì)損壞,產(chǎn)生干擾;故障排除方法:采取“短路法"或逐一檢查,找出故障點目前八十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點3.1.3.4顯示流量與實際流量不符1)葉輪被腐蝕,葉片變形;故障排除方法:修理葉輪或更換后重新標定2)雜物阻礙葉輪旋轉(zhuǎn);故障排除方法清除雜物3)檢測線圈輸出信號失常;故障排除方法檢查線圈絕緣電阻和導通電阻4)旁通閥泄漏;故障排除方法關嚴旁通閥,必要時更換5)流量計上游流速分布發(fā)生畸變或出現(xiàn)脈動流;故障排除方法找出產(chǎn)生畸變或脈動流的原因,采取措施予以消除6)顯示儀表故障;故障排除方法修復顯示儀表7)顯示儀表接線不正確;故障排除方法更正接線8)顯示儀表設定錯誤;故障排除方法更正設定9)實際流量超出規(guī)定的流量范圍;故障排除方法更換合適口徑的流量計目前八十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點4.1渦街流量計4.1.1工作原理與結(jié)構(gòu)
4.1.1.1工作原理
在流體中設置旋渦發(fā)生體(阻流體),從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街,如圖1所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)來流的平均速度為U,旋渦發(fā)生體迎面寬度為d,表體通徑為D,根據(jù)卡曼渦街原理,有如下關系式
目前八十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點f=SrU1/d=SrU/md
(1)
式中U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s;
Sr--斯特勞哈爾數(shù);
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
4.1.1.2
結(jié)構(gòu)
渦街流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護罩等。近年來智能式流量計還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。
目前八十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點渦街流量計圖:轉(zhuǎn)換器原理框圖:目前八十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點1.安裝注意事項
VSF屬于對管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流和流動脈動等敏感的流量計,因此,對現(xiàn)場管道安裝條件應充分重視,遵照生產(chǎn)廠使用說明書的要求執(zhí)行。
VSF可安裝在室內(nèi)或室外。如果安裝在地井里,有水淹的可能,要選用涎水型傳感器。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝,但測量液體和氣體時為防止氣泡和液滴的干擾,安裝位置要注意,如圖16所示。圖16混相流體的安裝
(a)測量含液體的氣體流量儀表安裝;
(b)測量含氣液體流量儀表安裝
目前八十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點VSF必須保證上、下游直管段有必要的長度,如圖17所示。在各種資料中數(shù)據(jù)有差異,其原因可能是,旋渦發(fā)生體尚未標準化,形狀尺寸的差異有多少影響尚待驗證;對各類阻流件必要的直管段長度試驗研究尚不夠,即還不成熟,對比節(jié)流式差壓流量計,這方面工作還處于初始階段。
圖17渦街流量計對上、下游直管段長度的要求
(a)一個90o彎頭;(b)同心擴管;(c)同心收縮全開閥門;(d)不同平面兩個90o彎頭;
(e)調(diào)節(jié)閥半開閥門;(f)同一平面兩個90o彎頭目前八十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點傳感器與管道的連接如圖18所示。在與管道連接時要注意以下問題。
1)上、下游配管內(nèi)徑D與傳感器內(nèi)徑D`相同,其差異滿足下述條件:0.95D≤D`≤1.1D。
2)配管應與傳感器同心,同軸度應小于0.05D`。
3)密封墊不能凸入管道內(nèi),其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑大1~2mm。
4)如需斷流檢查與清洗傳感器,應設置旁通管道如圖19所示。
目前九十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點5)減小振動對VSF的影響應該作為VSF現(xiàn)場安裝的一個突出問題來關注。首先在選擇傳感器安裝場所時盡量注意避開振動源。其次采用彈性軟管連接在小口徑中可以考慮。第三,加裝管道支撐物是有效的減振方法,一種管道支撐方法如圖20所示。
目前九十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點4.1.2渦街流量計常見故障處理4.1.2.1通電后無流量時有輸出信號1)輸入屏蔽或接地不良,引入電磁干擾;處理方法:改善屏蔽與接地,排除電磁干擾2)儀表靠近強電設備或高頻脈沖干擾源;處理方法:遠離干擾源安裝,采取隔離措施加強電源濾波3)管道有較強振動;處理方法:采取減震措施,加強信號濾波降低放大器靈敏度4)轉(zhuǎn)換器靈敏度過高;處理方法:降低靈敏度,提高觸發(fā)電平
目前九十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點4.1.2.2通電通流后無輸出信號1)電源出故障;故障排除方法:檢查電源與接地2)輸入信號線斷線故障排除方法:檢查信號線與接線端子3)放大器某級有故障故障排除方法:檢測工作點,檢查元器件4)檢測元件損壞故障排除方法:檢查傳感元件及引線,檢查閥門,增大流量或縮小管徑6)管道堵塞或傳感器被卡死故障排除方法:檢查清理管道,清洗傳感器
目前九十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點4.1.2.3輸出信號不規(guī)則不穩(wěn)定1)有較強電干擾信號;處理方法:加強屏蔽和接地2)傳感器被沾污或受潮,靈敏度降低;處理方法:清洗或更換傳感器,提高放大器增益3)傳感器靈敏度過高;處理方法:降低增益,提高觸發(fā)電平4)傳感器受損或引線接觸不良;處理方法:檢查傳感器及引線5)出現(xiàn)兩相流或脈動流;處理方法:加強工藝流程管理,消除兩相流或脈動流現(xiàn)象6)管道震動的影響;處理方法:采取減震措施7)工藝流程不穩(wěn)定;處理方法:調(diào)整安裝位置8)傳感器安裝不同心或密封墊凸入管內(nèi);處理方法:檢查安裝情況,改正密封墊內(nèi)徑9)上下游閥門擾動;處理方法:加長直管段或加裝流動調(diào)整器10)流體未充滿管道;處理方法:更換裝流量傳感器地點和方式11)發(fā)生體有纏繞物;處理方法:消除纏繞物12)存在氣穴現(xiàn)象;處理方法:降低流速,增加管內(nèi)壓力目前九十四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點4.1.2.4測量誤差大1)直管段長度不足;處理方法:加長直管段或加裝流動調(diào)整器2)模擬轉(zhuǎn)換電路零漂或滿量程調(diào)整不對;處理方法:校正零點和量程刻度3)供電電壓變化過大;處理方法:檢查電源4)儀表超過檢定周期;處理方法:及時送檢5)傳感器與配管內(nèi)徑差異較大;處理方法:檢查配管內(nèi)徑,修正儀表系數(shù)6)安裝不同心或密封墊凸入管內(nèi);處理方法:調(diào)整安裝,修整密封墊7)傳感器沾污或損傷;處理方法:清洗更換傳感器8)有兩相流或脈動流;處理方法:排除兩相流或脈動流9)管道泄漏;處理方法:排除泄漏目前九十五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點4.1.2.5測量管泄漏1)管內(nèi)壓力過高;處理方法:調(diào)整管壓,更改安裝位置2)公稱壓力選擇不對;處理方法:選用高一檔公稱壓力傳感器3)密封件損壞;處理方法:更換密封件4)傳感器被腐蝕;處理方法:采取防腐和保護措施
4.1.2.6傳感器發(fā)出異常嘯叫聲1)流速過高,引起強烈顫動;處理方法:調(diào)整流量或更換通徑大的儀表2)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象;處理方法:調(diào)整流量和增加液流壓力3)發(fā)生體松動;處理方法:緊固發(fā)生體目前九十六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點5.1電磁流量計5.1.1電磁流量計原理EMF的基本原理是法拉第電磁感應定律,即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產(chǎn)生感應電動勢。如圖1所示,導電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動,與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應電勢,電動勢的方向按“弗來明右手規(guī)則”,其值如下式
式中
式中E-----感應電動勢,即流量信號,V;
k-----系數(shù);
B-----磁感應強度,T;
D----測量管內(nèi)徑,m;
---平均流速,m/s。設液體的體積流量為
,則
式中K為儀表常數(shù),K=4KB/πD。目前九十七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點5.1.2EMF由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。傳感器典型結(jié)構(gòu)示意如圖2,測量管上下裝有激磁線圈,通激磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應電勢,送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。目前九十八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點5.1.3使用時應注意的一般事項
液體應具有測量所需的電導率,并要求電導率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導率不均勻場所,例如其上游附近加入藥液,加液點最好設于傳感器下游。
使用時傳感器測量管必須充滿液體(非滿管型例外)。有混合時,其分布應大體均勻。
液體應與地同電位,必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時,輸送液體產(chǎn)生摩檫靜電等原因,造成液體與地間有電位差。目前九十九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點5.1.3.1流量傳感器安裝
(1)安裝場所
通常電磁流量傳感器外殼防護等極為IP65(GB4208規(guī)定的防塵防噴水級),對安裝場所有以下要求。
1)測量混合相流體時,選擇不會引起相分離的場所;測量雙組分液體時,避免裝在混合尚未均勻的下游;測量化學反應管道時,要裝在反應充分完成段的下游;
2)盡可能避免測量管內(nèi)變成負壓;
3)選擇震動小的場所,特別對一體型儀表;
4)避免附近有大電機、大變壓器等,以免引起電磁場干擾;
5)易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所;
6)盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體;
7)環(huán)境溫度在-25/-10~50/600℃范圍內(nèi),一體形結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件,范圍要窄些;
8)環(huán)境相對濕度在10%~90%范圍內(nèi);
9)盡可能避免受陽光直照;
10)避免雨水浸淋,不會被水浸沒。
如果防護等級是IP67(防塵防浸水級)或IP68(防塵防潛水級),則無需上述8)、10)兩項要求。目前一百頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(2)直管段長度要求
為獲得正常測量精確度,電磁流量傳感器上游也要有一定長度直管段,但其長度與大部分其它流量儀表相比要求較低。90o彎頭、T形管、同心異徑管、全開閘閥后通常認為只要離電極中心線(不是傳感器進口端連接面)5倍直徑(5D)長度的直管段,不同開度的閥則需10D;下游直管段為(2~3)D或無要求;但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內(nèi)。目前一百零一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(3)安裝位置和流動方向
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可,不受限制。但測量固液兩相流體最好垂直安裝,自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重,低流速時固相沉淀等缺點。
水平安裝時要使電極軸線平行于地平線,不要處于垂直于地平線,因為處于地步的電極易被沉積物覆蓋,頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面,使輸出信號波動。圖5所示管系中,c、d為適宜位置;a、b、e為不宜位置,b處可能液體不充滿,a、e處易積聚氣體,且e處傳感器后管段短也有可能不充滿,排放口最好如f形狀所示。對于固液兩相流c處亦是不宜位置。目前一百零二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(4)旁路管、便于清洗連接和預置入孔
為便于在工藝管道繼續(xù)流動和傳感器停止流動時檢查和調(diào)整零點,應裝旁路管。但大管徑管系因投資和位置空間限制,往往不易辦到。根據(jù)電極污染程度來校正測量值,或確定一個不影響測量值的污染程度判斷基準是困難的。除前文所述,采用非接觸電極或帶刮刀清除裝置電極的儀表,可解決一些問題外,有時還需要清除內(nèi)壁附著物,則可按圖6所示,不卸下傳感器就地清除。
對于管徑大于1.5~1.6m的管系在EMF附近管道上,預置入孔,以便管系停止運行時清洗傳感器測量管內(nèi)壁。目前一百零三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點(5)負壓管系的安裝
氟塑料襯里傳感器須謹慎地應用于負壓管系;正壓管系應防止產(chǎn)生負壓,例如液體溫度高于室溫的管系,關閉傳感器上下游截止閥停止運行后,流體冷卻收縮會形成負壓,應在傳感器附近裝負壓防止閥,如圖7所示。有制造廠規(guī)定PTFE和PFA塑料襯里應用于負壓管系的壓力可在200C、1000C、1300C時使用的絕對壓力必須分別大于27、40、50KPa.目前一百零四頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點5.1.4電磁流量計常見故障及處理方法5.1.4.1電磁流量計常見故障現(xiàn)象
1、無流量信號;2、輸出晃動;3、零點不穩(wěn);4、流量測量值與實際值不符;5、輸山信號超滿度值5類。
目前一百零五頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點5.1.4.2經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容
1、通用常規(guī)儀器檢查。
2、替代法利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)務線路板部件間的互換性,以替代法判別故障所在位置。
3、信號蹤跡法用模擬信號器替代傳感器,在液體未流動條件下提供流量信號,以測試電磁流量轉(zhuǎn)換器。
檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始,逆流量信號傳送的方向進行。用模擬信號器測試轉(zhuǎn)換器,以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還是在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若是轉(zhuǎn)換器故障,如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試;若是傳感器故障需要試調(diào)換時,則必須停止運行,關閉管道系統(tǒng),因涉及面廣,常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器,試換工程量大,通常只有在作完其他各項檢查,最后才卸下管道檢查傳感器測量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。
目前一百零六頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點6.1橢圓齒輪流量計6.1.1橢圓齒輪流量計工作原理本流量計屬容積式流量計,主要部分是計量箱和裝在計量箱內(nèi)的一對橢圓齒輪,它們與蓋板構(gòu)成一密封的初月形空腔,作為量具。流量計進出口處的壓力差推動橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)。流體經(jīng)初月形空腔計量后而排出,所以橢圓齒輪每旋轉(zhuǎn)一周可輸出4倍初月形空腔的容積。因此,橢圓齒輪轉(zhuǎn)數(shù)與流體的流量成正比。
目前一百零七頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點6.1.2結(jié)構(gòu):流量計主要由本體、一對橢圓齒輪、磁性聯(lián)軸器、調(diào)整齒輪、計數(shù)器及發(fā)訊裝置組成(流量計內(nèi)部結(jié)構(gòu)參見附流量計整機解體圖和零部件名稱表)。
流量計的本體分單體和雙體兩種,單體即殼講量箱為一體:雙體即殼體和計量箱為兩體。
橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù),通過磁性聯(lián)軸器和一系列齒輪組成的減速機構(gòu),傳到表頭計數(shù)器。磁性聯(lián)軸器主要由主動磁鋼和從動磁鋼組成。采用磁性聯(lián)軸器可以提高流量計的工作壓力和工作溫度,操作安全,減輕維修工作。目前一百零八頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點6.1.3安裝要求:安裝流量計,應盡量選擇灰塵少、腐蝕性氣體少、無強烈振動、距熱源較遠的地方。安裝流量計外環(huán)境溫度不能高于60℃。
流量計必須水平安裝(指橢圓齒輪轉(zhuǎn)軸水平位置),即流量計的刻度盤垂直地面。目前一百零九頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點為了防止雜物進入流量計內(nèi),在安裝流量計前,管道必須清洗干凈。此外,在流量計前還應安裝過濾器。對雜物較多的場合,可采用串聯(lián)或并聯(lián)過濾器安裝。過濾器結(jié)構(gòu)如右圖所示目前一百一十頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點安裝時,要注意流量計殼體及過濾器殼體上的箭頭方向與液體流動方向必須一致。
為了便于檢修,應裝有旁路管線。流量計前后應裝閥門,當流量計安裝在垂直管路時,流量計應安裝在旁路管道中,以防止雜物落入流量計內(nèi)。由于安裝位置的不同,為了便于讀數(shù),可將計數(shù)器(即表頭)連接螺釘拆下,將計數(shù)器旋轉(zhuǎn)90°或180°目前一百一十一頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點橢圓齒輪流量計常見故障及處理方法橢圓齒輪不轉(zhuǎn)原因:1、管道中有雜物
2、過濾器損壞
3、由于流量過大,軸承磨損處理方法:1、清洗流量計及管道,過濾器
2、更換軸承目前一百一十二頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點6.1.4.2橢圓齒輪轉(zhuǎn)動,指針不動或時走時停原因:1、轉(zhuǎn)動部分松動
2、磁聯(lián)軸器滑動
3、齒輪部件卡住處理方法:1、重新緊定緊固件
2、磁聯(lián)軸器是否靈活
3、排除齒輪部件的故障目前一百一十三頁\總數(shù)一百二十四頁\編于十八點6.1.4.3流量
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