氟化工生產(chǎn)裝置儀表設計選型及應用報告人：王志昌內(nèi)容概要〔三局部〕氟化工裝置儀表設計選型的意義氟化工裝置一般儀表設計選型及應用氟化工裝置其它儀表的設置1.氟化工裝置儀表設計選型的意義2.氟化工裝置一般儀表設計選型及應用溫度儀表氟化工裝置常用的溫度儀表包括雙金屬溫度計、熱電阻和熱電偶。〔1〕工藝設備及管道溫度計對于溫度不高、有腐蝕性介質(zhì)的塑料管道或碳鋼襯PTFE的管道上的溫度計采用法蘭安裝，溫度計保護管采用不銹鋼外包PTFE的雙金屬溫度計或裝配式熱電阻。對溫度較高、有腐蝕性介質(zhì)〔例如AHF〕的管道上的溫度計采用法蘭安裝，溫度計保護管材質(zhì)采用Inconel600。對于普通鋼管道上的溫度計采用螺紋連接?！?〕反響器熱電偶HCFC-22、HFC-32等裝置的立式氟化反響器溫度的控制非常重要，采用了多點熱電偶，可以測量不同深度的溫度，有利于掌握反響器內(nèi)部反響溫度的分布。四氟乙烯生產(chǎn)裝置的裂解反響器屬于管式反響器，由于反響器結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的原因，只能測量其外表溫度，因此采用了外表接觸式熱電偶。壓力儀表〔1〕壓力表一般壓力表采用普通不銹鋼彈簧管壓力表。普通泵出口壓力表采用表殼充油耐震壓力表。爆破片后采用記憶型壓力表以記錄管道或設備的爆破壓力。對于含有腐蝕性介質(zhì)的管道或設備壓力的測量采用隔膜型壓力表，膜片可采用哈氏合金C或PTFE〔溫度不高〕襯里?！?〕壓力變送器一般壓力變送器采用引壓管壓力變送器。對于含有氫氟酸或鹽酸等腐蝕性介質(zhì)的管道或設備上壓力的測量，采用膜片+毛細管壓力變送器，膜片采用不銹鋼噴涂PTFE，這樣對溫度不高、有腐蝕性的介質(zhì)起到防腐的作用。由于AHF在一般情況下對普通金屬管道的腐蝕性很低，但在100℃左右對金屬的腐蝕性非常大，理論上這種工況下測量壓力膜片材質(zhì)選用不銹鋼噴涂PTFE是可行的，而且比較經(jīng)濟，但在實際應用中膜片材質(zhì)很快就會被腐蝕，效果很差。假設膜片采用哈氏合金C鍍金在實際應用中平安性高，使用效果相對較好，但價格較高。液位儀表目前氟化工裝置液位儀表一般采用磁翻柱液位計、磁致伸縮液位計、雷達液位計、雙法蘭液位計以及射頻導納液位計。〔1〕磁翻柱液位計磁翻柱液位計具有測量精準、性能穩(wěn)定、可靠性高、維護簡便、使用靈活、價格低相對較低等優(yōu)點。一般用于容器及普通塔器液位的測量，有時也會配合其它類型液位計使用。〔2〕磁致伸縮液位計磁致伸縮液位計具有精度高〔最高可到達1mm〕、分辨率高、維護量低等優(yōu)點。在一些具有腐蝕性介質(zhì)的塔釜采用了磁翻板液位計內(nèi)掛磁致伸縮液位計。磁翻板液位計測量管材質(zhì)采用不銹鋼襯PTFE，磁致伸縮液位計的測量桿及浮球均采用不銹鋼襯PTFE材質(zhì)。由于磁致伸縮液位計的可動部件只有浮球一個局部，因此維護量極低。磁致伸縮液位計可以頂裝測量界面，例如R22裝置的堿別離器就采用了磁致伸縮液位計?！?〕〔導波〕雷達液位計氟化工裝置對貯存AHF、且大于一定容積的設備一般不允許設備側(cè)面和底部開管口。在這種情況下，設計選用了雷達液位計。雷達液位計無可動部件，并且免受介質(zhì)密度和溫度的變化，而測量精度不受影響。氟化工裝置內(nèi)的AHF貯槽屬于國家重點監(jiān)管的重大危險釋放源，因此雷達液位計納入了平安儀表系統(tǒng)，平安完整性等級為SIL2，信號引入平安儀表系統(tǒng)〔SIS〕?！?〕雙法蘭液位計對于含有鹽酸、氫氟酸和硫酸等強腐蝕性介質(zhì)設備上，設置雙液位計的場合考慮采用雙法蘭液位計，液位計膜片材質(zhì)采用不銹鋼噴涂PTFE。另外對于具有腐蝕性介質(zhì)的塔釜遠傳液位計，也可采用雙法蘭液位計，與塔釜磁翻板液位計進行比照校正。對于AHF介質(zhì)溫度在100℃左右其對金屬的腐蝕性較大特性，與壓力變送器一致，雙法蘭液位計膜片材質(zhì)同樣采用哈氏合金C鍍金，可以起到不錯的防腐效果。流量儀表常用的遠傳流量儀表有轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計和渦街流量計。另外還選用了孔板節(jié)流裝置〔同心〕+差壓變送器和質(zhì)量流量計?！?〕轉(zhuǎn)子流量計氟化工裝置工藝介質(zhì)一般具有流量小、量程比大、強腐蝕性等特點，而轉(zhuǎn)子流量計的優(yōu)良性能恰恰適合氟化工裝置對這些方面流量測量的要求。轉(zhuǎn)子流量計對腐蝕性介質(zhì)也能夠做到不銹鋼襯PTFE或者采用塑料的材質(zhì)，而且相對其它流量計來說，價格不高，經(jīng)濟性能佳?！?〕電磁流量計在氟化工裝置電磁流量計主要應用具有強酸、強堿等腐蝕性導電介質(zhì)。電磁流量計比轉(zhuǎn)子流量計有更寬的量程比，精度更高，可應用于大直徑的管道，強酸或強堿介質(zhì)中也可選用耐腐蝕性的材質(zhì)。相對渦街流量計來說前后直管段要求低，降低了配管的難度。對于像循環(huán)水總管〔大直徑管道〕上采用插入式電磁流量計，安裝維護方便，計量精度高，造價相對較低，應用效果比其它類型流量計效果更好。〔3〕質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計具有很高的測量精度，并且測量不受流體物性的影響，無上、下直管段的要求，可以多參數(shù)測量，如溫度、密度等，但本錢較高。在氟化工裝置內(nèi)，質(zhì)量流量計主要應用于進出裝置物料計量使用，利用質(zhì)量流量計精度高的特點，方便企業(yè)本錢核算，滿足其計量的需求。由于質(zhì)量流量計具有多參數(shù)測量的優(yōu)點，在含氟污水處理裝置中用來測量含有氫氧化鈣固體顆粒污水質(zhì)量流量，同時輸出密度參數(shù)?？刂崎y控制閥是過程控制的執(zhí)行元件，控制閥的好與壞直接影響著控制目標的結(jié)果，因此控制閥的選型對過程控制工程非常重要。根據(jù)被測介質(zhì)的性質(zhì)〔介質(zhì)狀態(tài)、溫度、壓力和腐蝕性〕及閥門用途〔調(diào)節(jié)、兩位開關閥〕選用不同類型、材質(zhì)的調(diào)節(jié)閥和開關閥。一般設計閥體材質(zhì)等級不低于管道材質(zhì)等級，閥內(nèi)件〔閥芯、閥桿和閥座〕材質(zhì)選用SS316；對于含有腐蝕性介質(zhì)〔AHF、HCl等〕要求選用波紋管密封閥門。氟化工裝置中對于普通氣動調(diào)節(jié)閥閥芯形式一般選用柱塞型，能夠很好的實現(xiàn)工藝所要求的參數(shù)控制。對于壓差較大的氣動調(diào)節(jié)閥，閥芯形式選用了套筒類的調(diào)節(jié)閥，防止了普通柱塞閥因壓差大造成的調(diào)節(jié)不準確缺點。對于有可能產(chǎn)生氣蝕或沖刷較為嚴重的介質(zhì)，閥芯閥座選用了不銹鋼堆焊的方式。對于腐蝕性的液體或氣體，一般選用不銹鋼襯PTFE的氣動閥，對溫度較高的腐蝕性氣體選用哈氏合金C的防腐材質(zhì)，甚至選用了Inconel600的材質(zhì)，可靠性好，但本錢較高。對調(diào)節(jié)閥和開關閥在選型設計時特別注意密封填料性能，不僅看耐溫參數(shù)，也要看耐腐蝕性能。只有將可能出現(xiàn)的情況考慮周全，才能降低儀表維護頻率，為裝置長周期運行提供保證，降低企業(yè)的維修本錢?！?〕開關閥與調(diào)節(jié)閥一樣，在大局部情況下開關閥選用了氣動閥門。工藝物料介質(zhì)選用氣動切斷球閥，尤其是關鍵部位的聯(lián)鎖或平安切斷局部，對進入SIS的開關閥有平安完整性等級的要求。對于公用工程管道上的開關閥，小口徑選用開關球閥，大口徑〔200mm以上〕那么選用了氣動切斷蝶閥。這樣根據(jù)不同工況，選用不同形式的開關閥，既可有效降低企業(yè)生產(chǎn)本錢，也能滿足工藝聯(lián)鎖和平安控制的要求。3.氟化工裝置其它儀表的設置由于氟化工裝置的特殊性，還需要設置一些用量較少但很重要的其它類型儀表。例如在線水份含量分析儀、在線氧含量分析儀、在線氟離子分析儀以及可燃、有毒氣體報警儀等儀表。有些工藝介質(zhì)需要確保較低的水、氧含量，需要設置水份含量、氧含量分析儀。四氟乙烯是特別需要提出的介質(zhì)，在較低水含量、氧含量的條件下純四氟乙烯平安性較高，一旦水含量或氧含量超標，四氟乙烯易產(chǎn)生自聚、堵塞設備、劇烈放熱，可能引起超壓或爆炸，危險性極高，因此四氟乙烯生產(chǎn)裝置內(nèi)設置在線水份含量、氧含量分析儀很有必要。對于含有易燃、易爆或有毒氣體的裝置區(qū)域，需要設置可燃或有毒氣體檢測報警器。對提高裝置平安性、保證現(xiàn)場人員的人身平安是不可缺少的儀表平安系統(tǒng)。在線水份含量分析儀在線氧含量分析儀氟化工裝置自控設計是一項系統(tǒng)工程，它是由多項工作相互協(xié)調(diào)、相互關聯(lián)、密切合作完成的