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浅谈在化工企业中自控仪表的设计及选型心得

来源:柳州化工股份有限企业编辑:颁发时间:2016-05-17 09:28:07

摘要:化工生产中自控仪表发挥着越来越重要的作用,合理的仪表选型是自控设计选型的重中之重,按照“方案合理、技艺先进、运转可靠、操纵方便”的原则,选出各种自控检测仪表。文章对在化工企业中自控仪表的设计及选型心得实行了探讨。
 
在化工生产中,各种自动控制仪表将测量到的温度、压力、流量、物位、组分剖析等参数传送到主控室,以便操纵人员观察、记录、判断后采纳调节动作。这些仪表如同操纵工人的眼睛和手,特别是在易燃易爆、有毒有害的岗位替代工人操纵、改善工作条件上发挥了重要的作用。
 
1 自控仪表的方案设计原则
自控设计的使命是为包管工艺生产正常运转,降低原料、动力消耗,提高产品质量和改善工作条件,对生产过程的首要参数实行监视和控制。自控设计、选型决定于工艺生产过程的请求,并为工艺生产过程办事。因此笔者的体会是:自控方案设计应遵循“方案合理、技艺先进、运转可靠、操纵方便”的原则:
(1)必须包管束制的可靠性,这是对自动控制请求的核心;
(2)按照工艺生产请求合理选择控制系统。请求控制性能稳固,控制精度高,在控制功能方面按不同需要实现多能化;
(3)在考虑先进性的同时,必须注意经济的合理性。防止片面追求仪表新型、仪表多和调节回路多,就是“高度自动化”的错误倾向;
(4)在有高温、高压、高黏度以及有火灾、爆炸危险的场合,在选择仪表设备方面应考虑生产的安全性。在调节系统中对或许引起变乱的关键变量,应采用自动联锁和报警办法。
 
2 各类检测仪表的选型设计思路
自控仪表可以简单地分为检测仪表、显示仪表、控制仪表、实行器。检测仪表最常见的首要是检测温度、压力、流量、物位、组分剖析这五大类参数的仪表。在选型的时候要注意结合工艺条件,看看工艺是希翼达到什么精度、需要就地指示还是集合指示,再考虑选用性价比相对合适的仪表。下面就结合化工厂常用到的检测仪表类型来展开笔者的选型思路。
2.1 温度仪表
2.1.1 就地指示的温度仪表有玻璃管温度计、双金属温度计、压力温度计等。前者由于不耐震,仅用于测量精度较高、振动较小、无机械损伤、观察方便的特殊场合。生产现场多用双金属温度计。选用双金属温度计时注意量程要合理,正常生产时的温度最好落在量程的一半左右,最高温度不超过量程的90%为好;注意选择保护管的材质、插入长度和连接方式。安装在腐蚀介质管道、设备上的最好选用和工艺管道、设备一致或高一个级别的材质,插入长度一般应以测量元件插至被测介质温度变化灵敏具有代表性的位置为原则,连接方式在腐蚀场合首选法兰式连接方式。精度一般是1.5级或1级。
 
2.1.2 远传的温度计也是同样道理,如按照温度测量范围,选用相符合分度号的热电偶热电阻或热敏电阻。热电偶适用于一般场合,热电阻适用于无振动场合,热敏电阻适用于请求测量反应速度快的场合。距离控制室近的可以将温度信号直接引入,距离远的推荐选用测量和变送一体化的温度变送器,送出准则的4~20mA电信号。
 
2.2 压力仪表
2.2.1 就地指示压力表可按照使用环境和测量介质的性质选择。
(1)恶劣的环境如腐蚀性较强、粉尘、潮湿等场合,可选用密闭式全塑压力表;
(2)一般腐蚀性介质,可选用耐酸压力表、氨压力表或不锈钢膜片压力表;
(3)具有强腐蚀性、含固体颗粒、黏稠液等介质,可以选用膜片压力表隔膜压力表。膜片或隔膜的材质必须按照测量介质的特性选择。有些介质如气氨、液氨、氧气、氢气、氯气、乙炔等可选用专用压力表。
 
2.2.2 远传压力变送器:普通介质选用一般的压力变送器;易燃、易爆场合,应选用气动变送器或防爆型电动变送器;结晶、结疤、堵塞、黏稠及腐蚀性介质可考虑选用法兰式变送器,与介质直接接触的膜片,必须按照介质的特性选择;测量微小压力(小于500Pa)时,可选用微差压变送器;使用环境较好、测量精确度和可靠性请求不高的场合,也可以选用霍尔压力变送器。
 
2.3 流量仪表
2.3.1 流量计的刻度、计量单位一开始就先要确定下来,仪表刻度应符合仪表刻度的常规系列,当计算刻度读数不是整数时,可以圆整到最接近的序列数。
(1)方根刻度范围:最大流量不超过满刻度的95%,正常流量为满刻度的70%~85%,最小流量不小于满刻度的30%;
(2)线性刻度范围:最大流量不超过满刻度的90%,正常流量为满刻度的50%~70%,最小流量不小于满刻度的10%。
2.3.2 流体、液体、蒸汽流量测量仪表一般选用差压式流量计,常配以准则或非准则节流装置、均速管等,在温度、压力波动较大的情况下,还需要考虑温度或温度压力补偿,比如蒸汽流量测量时常要温压补偿。也可以视工艺对精度的不同请求选用涡街流量计、旋涡流量计、金属管流量计、水表等。
 
2.3.3 腐蚀、导电或均匀的液固两相介质流量测量常选用电磁流量计,选型时注意介质的电导率。
2.4 物位仪表对液面的连续测量,一般选用差压式仪表、浮筒式仪表和浮子式仪表。差压式的还要注意其迁移量的计算。大型的塔罐如果不方便安装差压式变送器的还可以考虑用超声波液位计或者采纳顶底分别装压力变送器,按照计算压差得出对应的液位。注意:在易燃易爆的场合要选用防爆式的仪表型式;对腐蚀性的介质,其测量接触面也要注意材质的选择。
 
2.5 剖析仪表
国产和进口的剖析仪表价格差别较大,首要是按照工艺专业对组分剖析的精度请求,选用相符合的厂家仪表,用于控制系统的剖析仪表,其线性范围和响应时间须满足控制系统的请求。对单一组分和混合组分的剖析表,要注意取样和预处置装置的请求。鉴于大多数剖析仪都是成套供应的,限于篇幅就不细说了。
 
3 选型设计中要注意控制好质量、投资、进度三者之间的关系任何名目都有质量、投资、进度这三个方面的办理请求,三者是既对立又统一的关系,合理处置好三者间的关系,使大家选用的仪表性价比达到最满意的程度。
 
3.1 质量办理
工程设计质量是决定工程质量的关键环节。安全第一要靠好质量的仪表来包管。选型时一定要选用成熟、稳固可靠的仪表产品,包管能够安全顺遂地运转下去,还要注意整个名目中仪表的一致性、互换性,就可以减少备品备件的贮备数量。
 
3.2 投资办理
在施工图设计阶段,影响名目投资的或许性为5%~35%。在名目做出投资决策后,控制名目投资的关键就在于设计。仪表选型设计时在考虑质量的同时还要兼顾到仪表的合理投资情况,比如简单观测类的仪表可以考虑选用国内成熟的仪表,而需要精确计量、精确剖析成分、精确调节的参数可以按照国内→合资→进口厂家的顺序来考虑选用。不能一概迷信国外产品或最新产品,造成仪表成本过高,也不要为了降低投资而选用一些太低价的仪表,这或许会造成故障率高、更换频繁,维护成本过高。这两种做法都是不可取的。
 
3.3 进度办理
影响进度的因素有很多,有人为因素、技艺因素、某些仪表制造周期长等。在设计选型的时候可以合理安排工作内涵,确定选型顺序来实行主动的设计进度控制。比如提前熟悉工艺流程、心中有个全局观,了解土建施工进度,先把安装时要用到的预埋件、预埋孔的仪表定下型号,并将条件及时提交给土建施工,制造周期长的仪表如特殊的阀门、成分剖析仪等仪表先设计选型,以便先行订货。这样就可以把不利因素的影响降到最低,从而提高进度,使工程名目能够尽快完工,及早发挥投资效益。
 
4 结语
仪表的更新换代很快,每个人都要持续研习新常识,把握最新仪表动态,跟上科学技术发扬的步伐,灵活地实行设计、选型,同时注意从全方位和长远的角度,如从质量、投资、进度、延续运转、维护成本等方面来考虑问题,做出合理的选型设计。
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