儀表在工業(yè)生產(chǎn)過程中,起著對工藝參數(shù)進(jìn)行檢測、顯示、記錄或控制的重要作用。工藝生產(chǎn)過程的檢測是了解和控制工業(yè)生產(chǎn)的基本手段,只有在任何時刻都能準(zhǔn)確地了解工藝過程的全貌,并進(jìn)行控制,才能保證生產(chǎn)過程順利,并以高的生產(chǎn)率、小的消耗生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
所以,別看儀表不起眼,卻是最不可缺少的!今天小編帶大家學(xué)習(xí)各類儀表的選型,非常全面!
Ⅰ、自動化儀表選型的一般原則
檢測儀表(元件)及控制閥選型的一般原則如下:
1.工藝過程的條件
工藝過程的溫度、壓力、流量、粘度、腐蝕性、毒性、脈動等因素是決定儀表選型的主要條件,它關(guān)系到儀表選用的合理性、儀表的使用壽命及車間的防火、防爆、保安等問題。
2.操作上的重要性
各檢測點的參數(shù)在操作上的重要性是儀表的指示、記錄、積算、報警、控制、遙控等功能選定依據(jù)。一般來說,對工藝過程影響不大,但需經(jīng)常監(jiān)視的變量,可選指示型;對需要經(jīng)常了解變化趨勢的重要變量,應(yīng)選記錄式;而一些對工藝過程影響較大的,又需隨時監(jiān)控的變量,應(yīng)設(shè)控制;對關(guān)系到物料衡算和動力消耗而要求計量或經(jīng)濟核算的變量,宜設(shè)積算;一些可能影響生產(chǎn)或安全的變量,宜設(shè)報警。
3.經(jīng)濟性和統(tǒng)一性
儀表的選型也決定于投資的規(guī)模,應(yīng)在滿足工藝和自控的要求前提下,進(jìn)行必要的經(jīng)濟核算,取得適宜的性能/價格比。
為便于儀表的維修和管理,在選型時也要注意到儀表的統(tǒng)一性。盡量選用同一系列、同一規(guī)格型號及同一生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。
4.儀表的使用和供應(yīng)情況
選用的儀表應(yīng)是較為成熟的產(chǎn)品,經(jīng)現(xiàn)場使用證明性能可靠的;同時要注意到選用的儀表應(yīng)當(dāng)是貨源供應(yīng)充沛,不會影響工程的施工進(jìn)度。
Ⅱ、溫度儀表的選型
一、一般原則
1.單位及標(biāo)度(刻度)
溫度儀表的標(biāo)度(刻度)單位,統(tǒng)一采用攝氏溫度(℃)。
2.檢出(測)元件插入長度
插入長度的選擇應(yīng)以檢出(測)元件插至被測介質(zhì)溫度變化靈敏具有代表性的位置為原則。但在一般情況下,為了便于互換,往往整個裝置統(tǒng)一選擇一至二擋長度。
在煙道、爐膛及帶絕熱材料砌體設(shè)備上安裝時,應(yīng)按實際需要選用。
檢出(測)元件保護套材質(zhì)不應(yīng)低于設(shè)備或管道材質(zhì)。如定型產(chǎn)品保護套太薄或不耐腐蝕(如鎧裝熱電偶),應(yīng)另加保護套管。
安裝在易燃易爆場所的就地帶電接點的溫度儀表、溫度開關(guān)、溫度檢出(測)元件和變送器等,應(yīng)選用防爆型。
二、就地溫度儀表的選型
1.精確度等級
一般工業(yè)用溫度計:選用1.5級或1級。
精密測量和實驗室用溫度計:應(yīng)選用0.5級或0.25級。
2.測量范圍
最高測量值不大于儀表測量范圍上限值的90%,正常測量值在儀表測量范圍上限值的1/2左右。
壓力式溫度計測量值應(yīng)在儀表測量范圍上限值的1/2~3/4之間。
3.雙金屬溫度計
在滿足測量范圍、工作壓力和精確度的要求時,應(yīng)優(yōu)先選用。
表殼直徑一般選用φ100mm,在照明條件較差、位置較高及觀察距離較遠(yuǎn)的場所,應(yīng)選用φ150mm。
儀表外殼與保護管連接方式,一般應(yīng)選用萬向式,也可以按照觀測方便的原則選用軸向式或徑向式。
4.壓力式溫度計
適用于-80℃以下低溫、無法近距離觀察、有振動及精確度要求不高的就地或就地盤顯示。
5.玻璃溫度計
僅用于測量精確度較高、振動較小、無機械損傷、觀察方便的特殊場合。但是,由于汞害,不宜使用玻璃水銀溫度計。
6.基地式儀表
就地或就地盤裝測量、控制(調(diào)節(jié))儀表,宜選用基地式溫度儀表。
7.溫度開關(guān)
適用于溫度測量需要接點訊號輸出的場合。
三、集中溫度儀表的選型
1.檢出(測)元件
?。?)根據(jù)溫度測量范圍,選用相應(yīng)分度號的熱電偶、熱電阻或熱敏電阻。
?。?)熱電偶適用于一般場合。熱電阻適用于無振動場合。熱敏電阻適用于要求測量反應(yīng)速度快的場合。
?。?)根據(jù)測量對象對響應(yīng)速度的要求,可選用下列時間常數(shù)的檢出(測)元件:
熱電偶:600s、100s和20s三級;
熱電阻:90~180s、30~90s、10~30s和<10s四級;
熱敏電阻:<1s。
?。?)根據(jù)使用環(huán)境條件,按下列原則選用接線盒:
普通式:條件較好的場所;
防濺式、防水式:潮濕或露天的場所;
隔爆式:易燃、易爆的場所;
插座式:僅適用于特殊場合。
?。?)一般情況可選用螺紋連接方式,對下列場合應(yīng)選用法蘭連接方式:
在設(shè)備、襯里管道和有色金屬管道上安裝;
結(jié)晶、結(jié)疤、堵塞和強腐蝕性介質(zhì):
易燃、易爆和劇毒介質(zhì)。
?。?)在特殊場合下使用的熱電偶、熱電阻:
溫度高于870℃、氫含量大于5%的還原性氣體、惰性氣體及真空場合,選用鎢錸熱電偶或吹氣熱電偶;
設(shè)備、管道外壁和轉(zhuǎn)體表面溫度,選用表面或鎧裝熱電偶、熱電阻;
含堅硬固體顆粒介質(zhì),選用耐磨熱電偶;
在同一個檢出(測)元件保護套管中,要求多點測溫時,選用多點(支)熱電偶;
為了節(jié)省特殊保護管材料(如鉭),提高響應(yīng)速度或要求檢出(測)元件彎曲安裝時,可選用鎧裝熱電偶。
2.變送器
與接受標(biāo)準(zhǔn)信號顯示儀表配套的測量或控制系統(tǒng),選用變送器。
在滿足設(shè)計要求的情況下,推薦選用測量和變送一體化的變送器。
3.顯示儀表
?。?)單點顯示選用一般指示儀,多點顯示宜選用數(shù)字式指示儀,要求查閱歷史數(shù)據(jù)的,宜選用一般記錄儀。
?。?)信號報警系統(tǒng),宜選用帶接點訊號輸出的指示儀或記錄儀。
(3)多點記錄宜選用中型記錄儀(如30點記錄儀)。
4.附屬設(shè)備的選型
(1)當(dāng)多點共用一臺顯示儀表時,應(yīng)選用質(zhì)量可靠的切換開關(guān)。
(2)采用熱電偶測量1600℃以下的溫度,當(dāng)冷端溫度變化使測量系統(tǒng)不能滿足精確度要求,而配套顯示儀表又無冷端溫度自動補償功能時,應(yīng)選用冷端溫度自動補償器。
?。?)補償導(dǎo)線
a.根據(jù)熱電偶的支數(shù)、分度號和使用環(huán)境條件,應(yīng)選用符合要求的補償導(dǎo)線或補償電纜。
b.按使用環(huán)境溫度選用不同級別補償導(dǎo)線或補償電纜:
-20~+100℃選用普通級;
-40~+250℃選用耐熱級。
c.有間斷電加熱或強電、磁場的場所,應(yīng)選用屏蔽補償導(dǎo)線或屏蔽補償電纜。
d.補償導(dǎo)線的截面積,應(yīng)按其敷設(shè)長度的往復(fù)電阻值,以及配套顯示儀表、變送器或計算機接口允許輸入外部電阻來確定。
Ⅲ、壓力儀表的選型
一、壓力表的選擇
1.按照使用環(huán)境和測量介質(zhì)的性質(zhì)選擇
(1)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,宜選用密閉式全塑壓力表。
(2)稀硝酸、醋酸、氨類及其它一般腐蝕性介質(zhì),應(yīng)選用耐酸壓力表、氨壓力表或不銹鋼膜片壓力表。
(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(yīng)選用膜片壓力表或隔膜壓力表。其膜片或隔膜的材質(zhì),必須根據(jù)測量介質(zhì)的特性選擇。
?。?)結(jié)晶、結(jié)疤及高粘度等介質(zhì),應(yīng)選用膜片壓力表。
?。?)在機械振動較強的場合,應(yīng)選用耐震壓力表或船用壓力表。
?。?)在易燃、易爆的場合,如需電接點訊號時,應(yīng)選用防爆電接點壓力表。
?。?)下列測量介質(zhì)應(yīng)選用專用壓力表:
氣氨、液氨:氨壓力表、真空表、壓力真空表;
氧氣:氧氣壓力表;
氫氣:氫氣壓力表;
氯氣:耐氯壓力表、壓力真空表;
乙炔:乙炔壓力表;
硫化氫:耐硫壓力表;
堿液:耐堿壓力表、壓力真空表。
2.精確度等級的選擇
?。?)一般測量用的壓力表、膜盒壓力表和膜片壓力表,應(yīng)選用1.5級或2.5級。
?。?)精密測量和校驗用壓力表,應(yīng)選用0.4級、0.25級或0.16級。
3.外型尺寸的選擇
?。?)在管道和設(shè)備上安裝的壓力表,公稱直徑為φ100mm或φ150mm。
?。?)在儀表氣動管路及其輔助設(shè)備上安裝的壓力表,公稱直徑為φ60mm。
?。?)安裝在照度較低、位置較高以及示值不易觀測場合的壓力表,公稱直徑為φ200mm或φ250mm。
4.測量范圍的選擇
?。?)測量穩(wěn)定的壓力時,正常操作壓力值應(yīng)在儀表測量范圍上限值的2/3~1/3。
?。?)測量脈動壓力(如:泵、壓縮機和風(fēng)機等出口處壓力)時,正常操作壓力值應(yīng)在儀表測量范圍上限值的1/2~1/3。
?。?)測量高、中壓力(大于4MPa)時,正常操作壓力值不應(yīng)超過儀表測量范圍上限值的1/2。
5.單位及標(biāo)度(刻度)
?。?)壓力儀表一律使用法定計量單位。即:帕(Pa)、千帕(kPa)和兆帕(MPa)。
?。?)對于涉外設(shè)計項目和引進(jìn)儀表,可以采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。
二、變送器、傳感器的選擇
?。?)以標(biāo)準(zhǔn)信號(4~20mA)傳輸時,應(yīng)選用變送器。
?。?)易燃、易爆場合,應(yīng)選用氣動變送器或防爆型電動變送器。
?。?)結(jié)晶、結(jié)疤、堵塞、粘稠及腐蝕性介質(zhì),應(yīng)選用法蘭式變送器。與介質(zhì)直接接觸的材質(zhì),必須根據(jù)介質(zhì)的特性選擇。
?。?)使用環(huán)境較好、測量精確度和可靠性要求不高的場合,可以選用電阻式、電感式遠(yuǎn)傳壓力表或霍爾壓力變送器。
?。?)測量微小壓力(小于500Pa)時,可選用微差壓變送器。
三、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(yīng)選用螺旋型或U型彎管。
?。?)測量易液化的氣體時,若取壓點高于儀表,應(yīng)選用分離器。
?。?)測量含粉塵的氣體時,應(yīng)選用除塵器。
?。?)測量脈動壓力時,應(yīng)選用阻尼器或緩沖器。
?。?)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(yīng)采取絕熱或伴熱措施。
?。?)下列場合應(yīng)選用儀表保護(溫)箱。
露天安裝的壓力開關(guān)和變送器。
在有嚴(yán)重大氣腐蝕、多粉塵和其它有害物質(zhì)的廠房內(nèi)安裝的壓力開關(guān)和變送器。
Ⅳ、流量儀表的選型
一、一般原則
1.刻度選擇
儀表刻度宜符合儀表刻度模數(shù)的要求,當(dāng)刻度讀數(shù)不是整數(shù)時,為讀數(shù)換算方便,也可按整數(shù)選用。
(1)方根刻度范圍
最大流量不超過滿刻度的95%;
正常流量為滿刻度的70%~85%;
最小流量不小于滿刻度的30%。
?。?)線性刻度范圍
最大流量不超過滿刻度的90%;
正常流量為滿刻度的50%~70%;
最小流量不小于滿刻度的10%。
2.儀表精確度
用作能源計量的流量計,應(yīng)符合《企業(yè)能源計量器具配備和管理通則(試行)》的規(guī)定。
?。?)用于燃料進(jìn)出廠結(jié)算的計量,±0.1%;
(2)用于車間班組、工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟分析的計量,±0.5%~2%;
(3)用于工業(yè)及民用水的計量,±2.5%;
(4)用于包括過熱蒸汽和飽和蒸汽的蒸汽計量,±2.5%;
(5)用于天然氣、瓦斯及家用煤氣的計量,±2.0%;
(6)用于重點用能設(shè)備及工藝過程控制的油的計量,±1.5%;
(7)用于工藝過程控制的其它含能工質(zhì)(如壓縮空氣、氧、氮、氫、水等)的計量,±2%。
3.流量單位
體積流量用m3/h、l/h;
質(zhì)量流量用kg/h、t/h;
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積流量用Nm3/h(0℃,0.1013MPa)。
二、一般流體、液體、蒸汽流量測量儀表的選型
1.差壓式流量計
?。?)節(jié)流裝置
?、贅?biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置
一般流體的流量測量,應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置(標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴咀)。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的選用,必須符合GB2624-8l的規(guī)定或國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167-1980。如有新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,應(yīng)執(zhí)行新規(guī)定。
?、诜菢?biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置
符合下列條件者,可選用文丘里管:
要求低壓力損耗下的精確測量;
被測介質(zhì)為干凈的氣體、液體;
管道內(nèi)徑在100~800mm范圍;
流體壓力在1.0MPa以內(nèi)。
符合下列條件者,可選用雙重孔板:
被測介質(zhì)為干凈氣體、液體;
雷諾數(shù)大于(等于)3000、小于(等于))300000范圍內(nèi)。
符合下列條件者,可選1/4圓噴嘴:
被測介質(zhì)為干凈氣體、液體;
雷諾數(shù)大于200、小于100000范圍內(nèi)。
符合下列條件者,可選圓缺孔板:
被測介質(zhì)在孔板前后可能產(chǎn)生沉淀物的臟污介質(zhì)(如高爐煤氣、泥漿等);
必須具有水平或傾斜的管道。
?、廴悍绞降倪x擇
應(yīng)考慮整個工程盡量采用統(tǒng)一的取壓方式。
一般采用角接取壓或法蘭取壓方式。
根據(jù)使用條件和測量要求,可采用徑距取壓等其它取壓方式。
?。?)差壓變送器差壓范圍的選擇
差壓范圍的選擇應(yīng)根據(jù)計算確定,一般情況下根據(jù)流體工作壓力高低不同宜選:
低差壓:6kPa,10kPa;
中差壓:16kPa,25kPa;
高差壓:40kPa,60kPa。
?。?)提高測量精確度的措施
溫度壓力波動較大的流體,應(yīng)考慮溫度壓力補償措施;
當(dāng)管道直管段長度不足或管道內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流時,應(yīng)考慮流體校正措施,增選相應(yīng)管徑的整流器。
?。?)特殊型差壓流量計
①蒸汽流量計
飽和蒸汽的流量,當(dāng)要求的精確度不高于2.5級,并為就地或遠(yuǎn)傳積算時,可采用蒸汽流量計。
?、趦?nèi)藏孔板式流量計
無懸浮物的潔凈液體、蒸汽、氣體的微小流量測量,當(dāng)量程比不大于3∶l,測量精度要求不高,管道通徑DN<50mm時,可選用內(nèi)藏孔板流量計。測蒸汽時,蒸汽溫度不大于120℃。
2.面積式流量計
當(dāng)要求精度不高于1.5級,量程比不大于10∶1時,可選用轉(zhuǎn)子流量計。
?。?)玻璃轉(zhuǎn)子流量計
中小流量、微小流量,壓力小于1MPa,溫度低于100℃的潔凈透明、無毒、無燃燒和爆炸危險且對玻璃無腐蝕無粘附的流體流量的就地指示,可采用玻璃轉(zhuǎn)子流量計。
?。?)金屬管轉(zhuǎn)子流量計
?、倨胀ㄐ徒饘俟苻D(zhuǎn)子流量計
對易汽化、易凝結(jié)、有毒、易燃、易爆不含磁性物質(zhì)、纖維和磨損物質(zhì),以及對不銹鋼(1Crl8Ni9Ti)無腐蝕性的流體中小流量測量,當(dāng)需就地指示或遠(yuǎn)傳信號時,可選用普通型金屬管轉(zhuǎn)子流量計。
?、谔厥庑徒饘俟苻D(zhuǎn)子流量計
帶夾套的金屬管轉(zhuǎn)子流量計
當(dāng)被測介質(zhì)易結(jié)晶或汽化或高粘度時,可選用帶夾套金屬管轉(zhuǎn)子流量計。在夾套中通以加熱或冷卻介質(zhì)。
防腐型金屬管轉(zhuǎn)子流量計
對有腐蝕性介質(zhì)流量測量,可采用防腐型金屬管轉(zhuǎn)子流量計。
?。?)轉(zhuǎn)子流量計
要求垂直安裝,傾斜度不大于5°。流體應(yīng)自下而上,安裝位置應(yīng)振動較小,易于觀察和維護,應(yīng)設(shè)上、下游切斷閥和旁路閥。對臟污介質(zhì),必須在流量計的進(jìn)口處加裝過濾器。
3.速度式流量計
?。?)靶式流量計
粘度較高,含少量固體顆粒的液體流量測量,當(dāng)要求精確度不高于1.5級,量程比不大于3∶1時,可采用靶式流量計。
靶式流量計一般安裝在水平管道上。前直管段長度為15~40D,后直管段長度為5D。
(2)渦輪流量計
潔凈的氣體及運動粘度不大于5×10-6m2/s的潔凈液體的流量測量,當(dāng)要求較精確計量,量程比不大于10∶1時,可采用渦輪流量計。
渦輪流量計應(yīng)安裝在水平管道上,使液體充滿整個管道,并設(shè)上、下游截止閥和旁路閥,以及在上游設(shè)過濾器,下游設(shè)排放閥。
直管段長度:上游不少于20D,下游不少于5D。
(3)旋渦流量計(卡門渦街流量計或渦街流量計)
潔凈氣體、蒸汽和液體的大中流量測量,可選用旋渦流量計。低速流體及粘度大于20×10-3pa·s液體的測量,不宜選用旋渦流量計。選用時應(yīng)對管道流速進(jìn)行驗算。
該流量計具有壓力損失較小、安裝方便的特點。
對直管段要求:上游為15~40D(視配管情況而定);上游加整流器時,上游不小于10D;下游至少為5D。
(4)水表
就地累積水的流量,當(dāng)量程比要求小于30∶1時,可采用水表。
水表安裝于水平管道上,并要求直管段長度為:上游不少于8D,下游不少于5D。
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