氣化爐儀表及控制知識

1、儀控知識講義氣化四班 李國棟22021/2/22綱要v自動化裝置組成部分及方塊圖v工業(yè)儀表的分類v壓力檢測儀表v流量檢測儀表v物位檢測儀表v溫度檢測儀表32021/2/22一、自動化裝置組成部分及方塊圖v測量元件與變送器現(xiàn)場傳感器，變送裝置v自動控制器v執(zhí)行器v被控對象：在自動控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的消費設備或機器叫做被控對象。v 42021/2/22典型控制系統(tǒng)方框圖一、自動化裝置組成部分及方塊圖52021/2/22二、工業(yè)儀表的分類v1、按儀表使用的能源分類：v 氣動儀表、電動儀表和液動儀表v 2、按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類：v 檢測儀表如溫度、壓力、流量、物位等v

2、 顯示儀表記錄儀、顯示儀、圖象顯示器等v 集中控制裝置儀表控制盤和操作臺等v 控制儀表控制器v 執(zhí)行器氣動、電動、液動閥門等62021/2/22二、工業(yè)儀表的分類：v3、按儀表的組成分類：v 基地式儀表如煤灰鎖現(xiàn)場控制柜v 單元組合儀表DDZ儀表72021/2/22三、壓力檢測儀表 在壓力測量中，可以有不同的計量基準，如以絕對真空(即零大氣壓)為基準，稱為絕對壓力absolute pressure。如以當?shù)卮髿鈮簽榛鶞剩敲捶Q為表壓(gauge pressure)。它與絕對壓力的關系，可用下式表示 表壓絕對壓力大氣壓力 當被測流體的絕對壓力小于大氣壓時，其低于大氣壓的數(shù)值稱為真空度vacuum

3、，即 真空度大氣壓力絕對壓力 注意：此處的大氣壓力均應指當?shù)卮髿鈮骸?2021/2/22三、壓力檢測儀表v絕對壓力、表壓、真空度如以下圖所示。 92021/2/22三、壓力檢測儀表v現(xiàn)場常見的測壓儀表：v1、膜盒壓力表因其壓力敏感元件是由兩塊波浪型的金屬膜片組成，故而稱之為膜盒壓力表，它與一般壓力表不同之處在于它能量測較為微小的壓力，故又稱微壓表。 102021/2/22三、壓力檢測儀表v 膜盒式壓力表的作用原理是測量介質(zhì)的壓力作用在膜盒腔內(nèi)側(cè)，由此產(chǎn)生的彈性變形與壓力通常呈線性，壓力敏感元件的變形幅度取決于介質(zhì)壓力的大小，可用來間接的測量介質(zhì)的壓力。壓力值的大小通過齒輪及連桿傳遞到終端指示裝

4、置指針及刻度盤顯示。v 表盤內(nèi)充液體的目的：一般用的是硅油，主要是抗震和阻止指針直接到達測量值使指針震壞和測量值的不準！增加表的壽命！ 112021/2/22三、壓力檢測儀表v2、壓力變送器：v 壓力變送器工作原理 壓力變送器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。 當兩側(cè)壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。122021/2/22三、壓力檢測儀表v 壓力變送器和絕對壓力變送器

5、的工作原理和差壓變送器一樣，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。v 3、 壓力表的安裝及使用本卷須知 1儀表應垂直于程度面安裝； 2儀表測定點與儀表安裝處在同一程度位置，否考慮附加高度誤差的修正； 3儀表安裝處與測定點之間的間隔 應盡量短，以免指示緩慢； 4保證密封性，不應有泄漏現(xiàn)象出現(xiàn)，尤其是易燃易爆氣體介質(zhì)和有毒有害介質(zhì)。 132021/2/22三、壓力檢測儀表v 儀表在以下情況使用時應加附加裝置，但不應產(chǎn)生附加誤差，否那么應考慮修正.1為了保證儀表不受被測介質(zhì)侵蝕或粘度太大、結(jié)晶的影響，應加裝隔離裝置；2為了保證儀表不受被測介質(zhì)的急劇變化或脈動壓力的影響，加裝緩沖器。尤其在壓力劇增和壓力

6、陡降，最容易使壓力儀表損壞報廢，甚至彈簧管崩裂，發(fā)生泄漏現(xiàn)象；3為了保證儀表不受振動的影響，壓力儀表應加裝減振裝置及固定裝置；142021/2/22三、壓力檢測儀表 4為了保證儀表不受被測介質(zhì)高溫的影響，應加裝充滿液體的彎管裝置；5專用的特殊儀表，嚴禁他用，也嚴禁在沒有特殊可靠的裝置上進展測量，更嚴禁用一般的壓力表作特殊介質(zhì)的壓力測量；6對于新購置的壓力檢測儀表，在安裝使用之前，一定要進展計量檢定，以防壓力儀表運輸途中震動、損壞或其它因素破壞準確度。152021/2/22四、流量檢測儀表v 氣化現(xiàn)場多為孔板式差壓流量計，因此對孔板式流量計進展下一詳述。v 孔板式差壓流量計是將標準孔板與多參數(shù)差

7、壓變送器或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測量氣體、蒸汽、液體的流量。 節(jié)流裝置是人為地在介質(zhì)流通的管道內(nèi)造成節(jié)流，當被測介質(zhì)流過節(jié)流裝置后，造成一個部分收縮，流束集中，流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件的上下游兩側(cè)產(chǎn)生一個靜壓力差。這個靜壓力差與流量之間呈一定的函數(shù)關系，流量愈大，所產(chǎn)生的靜壓力差愈大，因此通過測量差壓的方法，就可測得流量。162021/2/22四、流量檢測儀表v 充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置，在節(jié)流件附近造成部分收縮，流速增加，在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差。 孔板式流量計廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域的過程控制和

8、測量。172021/2/22五、物位檢測儀表v物位測量儀表是測量液態(tài)和粉粒狀材料的液面和裝載高度的工業(yè)自動化儀表。v 測量塊狀、顆粒狀和粉料等固體物料堆積高度，或外表位置的儀表稱為料位計；測量罐、塔和槽等容器內(nèi)液體高度，或液面位置的儀表稱為液位計，又稱液面計；測量容器中兩種互不溶解液體或固體與液體相界面位置的儀表稱為相界面計。182021/2/22五、物位檢測儀表v物位測量儀表的分類： 常用的有直讀式液位計、差壓式液位計、浮力式液位計、電容式物位儀表、聲波式物位儀表和核輻射物位儀表。此外，還有電觸點式、翻板式和機械葉輪探測式等物位測量儀表。192021/2/22五、物位檢測儀表v差壓式液位變送

9、器v液位變送器工作原理： 液體中某一點的靜壓力與該點到液面的間隔 成正比，即：P=gh。其中：P被測點的壓力(壓強)、介質(zhì)密度、g重力加速度、h被測點到液面的高度。對已確定的被測介質(zhì)及地點，、g為常數(shù)，故被測點到液面的位置的變化只與被測的壓力壓強有關。202021/2/22五、物位檢測儀表v舉例：200#CL006就是利用雙法蘭差壓變送器測量液位。212021/2/22五、物位檢測儀表v核輻射物位計：v 核輻射液位計是通過放射源發(fā)出射線，穿過被測物料后由探測器接收。當物位改變時，由于被測物料的吸收劑量改變，而使探測器接收到的輻射強度改變，再轉(zhuǎn)換為電信號的變化，經(jīng)放大后送給顯示儀表連續(xù)顯示物位。

10、核輻射物位儀表的特點是：射線能穿透很厚的壁以實現(xiàn)不接觸測量，因此可用于高壓、高溫和有毒的密封容器的液位或料位測量，且不受周圍電磁場、煙氣和灰塵等影響，但使用時須注意保護。 v舉例：200#煤灰鎖r射線料位計就是采用此種原理。222021/2/22五、物位檢測儀表v射頻導納液位計B007液位計：v 射頻導納是一種從電容式開展起來的、防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的新型物位控制技術，是電容式物位技術的晉級。所謂射頻導納，導納的含義為電學中阻抗的倒數(shù)，它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合而成，而射頻即高頻無線電波譜，所以射頻導納可以理解為用高頻無線電波測量導納。儀表工作時，儀表的傳感器與罐壁

11、及被測介質(zhì)形成導納值，物位變化時，導納值相應變化，電路單元將測量導納值轉(zhuǎn)換成物位信號輸出，實現(xiàn)物位測量。232021/2/22五、物位檢測儀表v射頻導納物位計的特點v 通用性強：可測量液位及料位，可滿足不同溫度、壓力、介質(zhì)的測量要求，并可應用于腐蝕、沖擊等惡劣場合v 防掛料 ：獨特的電路設計和傳感器構(gòu)造，使其測量可以不受傳感器掛料影響，無需定期清潔，防止誤測量。v 免維護 ：測量過程無可動部件，不存在機械部件損壞問題，無須維護。v 抗干擾 ：接觸式測量，抗干擾才能強，可抑制蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。v 準確可靠：測量量多樣化，使測量更加準確，澤良不受環(huán)境變化影響，穩(wěn)定性高，使用壽命長。24

12、2021/2/22六、溫度檢測儀表v以下圖為各種溫度計的優(yōu)缺點比照252021/2/22測溫方式溫度計種類常用測溫范圍（）優(yōu)點缺點非接觸式測溫儀表輻射式輻射式4002000測溫時，不破壞被測溫度場低溫段測量不準，環(huán)境條件會影響測溫準確度光學式7003200比色式9001700紅外線熱敏探測-503200測溫時，不能破壞被測溫度場，響應快，測溫范圍大，適于測溫度分布易受外界干擾，標定困難光電探測03500熱電探測2002000接觸式測溫儀表膨脹式玻璃液體-50600結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量準確，價格低廉量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，易碎，不能記錄和遠傳雙金屬-80600結(jié)構(gòu)緊湊，牢固可靠精度低，

13、量程和使用范圍有限壓力式液體-30600耐震，堅固，防爆，價格低廉精度低，測溫距離短，滯后大氣體-20350蒸汽0250熱電偶鉑銠-鉑01600測溫范圍廣，精度高，便于遠距離、多點、集中測量和自動控制需冷端溫度補償,在低溫段測量精度較低鎳鉻-鎳鋁0900鎳鉻-考銅0600熱電阻鉑-200500測溫精度高，便于遠距離、多點、集中測量和自動控制不能測高溫,須注意環(huán)境溫度的影響銅-50150熱敏-50300262021/2/22六、溫度檢測儀表v熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是： 測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 測量范圍廣。常用的熱電偶從-50+1600

14、均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269如金鐵鎳鉻，最高可達+2800如鎢-錸。 構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。272021/2/22六、溫度檢測儀表v1熱電偶測溫根本原理 將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當導體A和B的兩個端點之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因此在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。282021/2/22六、溫度檢測儀表v2、熱電偶的種類及構(gòu)造形成1熱電偶的種類 常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。

15、所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶 我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準消費，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。292021/2/22六、溫度檢測儀表v(2)熱電偶的構(gòu)造形式 v 為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的構(gòu)造要求如下： 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須結(jié)實； 兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路； v 補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； 保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。302021/2/22六、溫度檢測儀表v熱電偶冷端的溫度補償 由于熱電偶的材料一般都比較貴重特別是采用貴 金屬時，而測溫點到儀表的間隔 都很遠，為了節(jié)省熱 電偶材料，降低本錢，通常采用補償導線把熱電偶的冷 端