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压力变送器和差压变送器的应用及选型

发表时间:2021-07-17
结合实际应用经验,详细介绍了压力/差压变送器的应用和选择。
 
1概述
 
在各种仪表中,变送器应用广泛,一般分为压力变送器和差压变送器。变送器通常用于测量压力、压差、真空、液位、流速和密度。变送器分为两线制和四线制,两线制变送器很多;有智能和非智能之分,智能变送器越来越多;有气动和电动的,大部分都是电动发射器。此外,根据应用情况,有本质安全型和隔爆型;根据应用条件,变送器的主要类型如下:
 
低(微)压/低差压变送器;
 
中/中压差压变送器;
 
高压/高差压变送器;
 
绝对压力/真空/负压差压力变送器;
 
高温/压力和差压变送器;
 
耐腐蚀/压力和差压变送器;
 
易于结晶/压力和差压变送器。
 
变送器的选择通?;诎沧疤跫?、环境条件、仪表性能、经济性和应用介质。实际应用分为直接测量和间接测量。其应用包括过程测量、过程控制和设备联锁。常见的变送器包括普通压力变送器、差压变送器、单法兰变送器、双法兰变送器和插入式法兰变送器。
 
压力变送器和差压变送器测量压力和两个压力之间的差值,但它们间接测量许多参数。例如,压力变送器不仅可以测量压力,还可以测量设备中的液位。当测量大气容器中的液位时,需要一个压力变压器。测量压力容器液位时,可以使用两个压力互感器,即一个下限和一个上限??梢约跞ニ堑氖涑鲂藕爬床饬恳何?。通常,选择压差变送器。也可用于在容器内液位和压力不变的情况下测量介质的密度。压力变送器的测量范围可以很宽,从绝对压力0到100兆帕(一般情况下)。
 
2压力/差压变送器介绍
 
差压变送器除了测量两个被测压力的差压值外,还可以用各种节流元件测量流量,可以直接测量压力容器和大气容器的液位,以及压力和负压。

2.1生产
 
从压力差变送器的结构来看,可分为普通型和隔离型。常见的测量波纹管是一种,直接感受被测介质的压力和压差;隔离测量波纹管接收稳定液体(一般为硅油)的压力,该液体密封在两个隔膜之间,接收测量压力的隔膜是外隔膜。原来普通波纹管的隔膜是内隔膜。当在外膜片上接收到压力信号时,外膜片的压力通过硅油的传输原封不动地传递给普通波纹管,测量外膜片感受到的压力。
 
隔离变送器主要用于特殊测量介质。比如被测介质离开设备时会产生结晶,使用普通变送器时需要取出介质,会堵塞压力导管和波纹管室,使其无法正常工作。因此,必须选择隔离变送器。隔离式通常采用法兰式安装,即被测设备的开口采用法兰连接,使其传感膜片在变送器安装后成为设备壁的一部分,这样就不会将被测介质取出,一般不会造成结晶堵塞。当被测介质的结晶温度较高时,可以选择膜片凸出的结构,这样可以将传感膜片插入设备中,使被测介质的温度不会下降,从而保证测量,即选择插入式法兰变送器。
 
隔离变送器包括远程传输型和集成型。远传式,即外波纹管和测量波纹管通过加强毛细管连接,一般毛细管为3~5米,这样外波纹管安装在设备上,内波纹管和变送器可以安装在支架上,便于维护;在另一种形式中,外部波纹管与变送器集成在一起,并通过法兰直接安装在设备上。对于隔离式压力变送器,也可以做成螺纹连接式,即可以在螺纹前安装外波纹管或外弹性元件,只要将内螺纹凸台焊接在被测设备上,变送器就可以直接拧到设备上,安装非常方便。
 
由于制造复杂,材料要求高,隔离式压力/差压变送器的价格通常是普通变送器的三倍。
 
2.2选择原则
 
选择压力/差压变送器的主要依据是被测介质的性能指标,以节约资金和便于安装维护为参考。如果被测介质粘度大、易结晶、腐蚀性强,必须选用隔离变送器。在选择时,要考虑其介质对波纹管金属的腐蚀,必须选择波纹管的材料,否则使用后短时间内外隔膜会被腐蚀,法兰也会被腐蚀,造成设备和人身事故,所以材料选择很重要。变送器的波纹管由普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢和钽波纹管制成。选择类型时,应考虑被测介质的温度。如果温度一般为200℃~400℃,应选择高温型,否则硅油会产生汽化膨胀,使测量不准确。
 
选型时应考虑设备的工作压力等级,变送器的压力等级必须与应用情况一致。从经济角度来说,外波纹管和插入件的材料是合适的,但连接法兰可以用碳钢和镀铬制成,这样会节省很多钱。
 
隔离式压力变送器选择的非常好,采用螺纹连接的形式,既省钱又方便安装。

对于常用的压力和差压变送器的选择,也要考虑被测介质的腐蚀性,但不能考虑所用介质的温度,因为常用的压力互感器引入到仪表中,长期工作温度为常温,但常用型的维护量大于隔离型。首先是绝缘问题。北方冬季零下时,压力管道会结冰,变送器不工作甚至损坏,需要增加伴热保温箱。
 
从经济的角度来看,在选择变送器时,只要不是易结晶介质,就可以使用普通变送器,对于低压易结晶介质,可以加入吹扫介质进行间接测量(只要工艺允许使用吹扫液体或气体)。普通变送器的应用需要维修人员定期检查,包括各种压力管道是否泄漏,吹扫介质是否正常,绝缘是否良好等。只要保养得好,一次性投入大量资金使用普通发射机,就会节省很多。
 
就所选变送器的测量范围而言,一般的变送器都有一定的可调范围,所以将使用范围设置在其范围的1/4~3/4是非常好的,这样可以保证精度,对于微差压变送器来说更为重要。实际上,在某些应用(液位测量)中,有必要转移变送器的测量范围。测量范围和转移量根据现场安装位置计算,转移可分为正转移和负转移。
 
目前比较流行的是智能变送器,它的特点是精度高、可调范围广、调节方便、稳定性好,所以在选型时要多加考虑。
 
根据设计规范,工程设计选型时,应根据装置的具体情况,综合考虑分析是采用气动变送器还是电气变送器。以下几点可供参考:
 
集中作业程度;
 
是否与DCS计算机配合;
 
响应速度;
 
经济;
 
可靠性和维护;
 
安全(防爆、停电、气源故障等。);
 
环境条件和传输距离。
 
一般来说,气动仪表适用于以下情况:
 
变送器与显示调节仪表的距离较短,通常在150m以上;
 
工艺材料为易燃易爆介质和相对湿度较高的场所;
 
需要较少的仪器投资;
 
一般中小企业要求维护方便、经济可靠;
 
在以电气仪表为主的大型设备中,有些是现场调整的
 
中央控制室不需要引入电路进行集中操作。
 
建议在以下条件下选择电气仪表:
 
变送器与显示调节单元之间的距离超过150m
 
大型企业需要高度集中的中央控制;
 
对象用集散控制系统计算机进行控制和管理;
 
它需要快速的响应速度和复杂的信息处理和计算。
 
在实践中,在现代生产设备中,它们根据各自的特性进行混合和选择。
 
3差压变送器的选择

应根据以下几点选择差压变送器:
 
(1)测量范围、要求的精度和测量功能;
 
(2)测量仪器面临的环境,如石油化工行业的工业环境,有易燃(毒)易爆的大气,环境温度高等。;
 
(3)被测介质的理化性质和状态,如强酸、强碱、粘度、易凝固、易结晶、易气化;
 
(4)操作条件的变化,如介质温度、压力和浓度的变化。有时需要考虑启动到正常生产时气相和液相浓度和密度的变化;
 
(5)应考虑被测容器的结构、形状和尺寸,容器内的设备附件和各种进出料喷嘴,如塔、溶液罐、反应器、锅炉汽包、立式罐和球罐;
 
(6)其他要求,如环境?;ず臀郎?;
 
(7)工程仪表的选择要统一考虑,要求尽可能减少品种规格和备品备件,便于管理;
 
(8)工艺专利权人的具体要求。
 
(9)实际工艺条件:
 
(1)考虑被测对象属于哪种设备。如坦克、坦克,坦克体积小,测量范围不会太大,坦克体积大,测量范围可能大;
 
②根据介质的理化性质和清洁度,优选常规差压变送器和浮子式液位变送器,还应选择接触介质的零件材料;
 
③单法兰差压变送器可用于一些悬浮物、泡沫等介质。有些插入式双法兰差压变送器容易沉淀结晶;
 
④对于高粘度介质和高压设备的液位,由于设备不能开孔,可用辐射液位计测量;
 
⑤除了测量方法和技术问题,还有仪器投资问题。
 
综上所述,变送器的选择应在技术上可行,经济上合理,管理上方便。
 
4压力变送器的选择方法
 
从物理角度看,任何物体上的压力都应该包括大气压力和被测介质的压力(一般称为表压)。这两部分作用在被测物体上的总压称为绝对压力。P =P表+大气压力
 
测量绝对压力的仪器叫做绝对压力计。对于普通的工业压力表,测量的是表压,即绝对压力和大气压力之间的压差。当绝对压力大于大气压时,测得的表压为正,称为正表压;当绝对压力小于大气压时,测得的表压为负,称为负表压,即真空度。测量真空度的仪器叫做真空计。
 
(1)为保证压力测量精度,极小的压力测量值应高于压力表测量范围的1/3;
 
(2)需要远距离测量或测量精度高的场合,应选用压力传感器或压力变送器;
 
③测量精度不高时,可选用电阻、电感、霍尔效应远传压力表;
 
④气动基础压力指示调节器适用于就地压力指示调节;
 
5压力表的选择
 
(1)范围选择
 
测量稳定压力时,一般压力表的很大量程接近或大于正常压力测量值的1.5倍;
 
测量脉动压力时,一般压力表的很大量程接近或大于正常压力测量值的2倍;
 
测量泵出口压力时,一般压力表量程很大,选择靠近泵出口的压力值很大;
 
测量高压时,一般压力表的超大范围应大于超大压力测量值的1.7倍;
 
为保证压力测量精度,极小的压力测量值应高于压力表测量范围的1/3。

(2)类型选择
 
当压力大于> 0.4MPa时,可选用弹簧管压力表;
 
当压力小于< 0.04MPa时,可选用波纹管和波纹管压力表;
 
测量粘稠、易结晶、有腐蚀性和含有固体颗粒时,可采用隔膜压力表或附加化学密封装置;
 
60℃以上的蒸汽测量或中压测量应选用不锈钢压力表或冷凝环;
 
应安装阻尼器或抗冲击压力计,用于脉动压力测量。
 
测量含尘气体时应设置除尘器;
 
测量含液气体压力时,应设置气液分离器;
 
应使用特殊的压力表来测量某些化学介质:含氨介质的压力
 
氨压力表用于测量,氧压力表用于含氧压力测量,乙炔压力表用于乙炔压力测量,耐硫压力表用于含硫介质压力。
 
高压压力表(大于10兆帕)应有泄压安全设施。
 
⑤根据安装现场的防爆要求,合理选择压力变送器和压力开关。

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