氣化爐儀表及控制知識(shí)

1、儀控知識(shí)講義氣化四班 李國(guó)棟22021/2/22綱要v自動(dòng)化裝置組成部分及方塊圖v工業(yè)儀表的分類(lèi)v壓力檢測(cè)儀表v流量檢測(cè)儀表v物位檢測(cè)儀表v溫度檢測(cè)儀表32021/2/22一、自動(dòng)化裝置組成部分及方塊圖v測(cè)量元件與變送器現(xiàn)場(chǎng)傳感器，變送裝置v自動(dòng)控制器v執(zhí)行器v被控對(duì)象：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的消費(fèi)設(shè)備或機(jī)器叫做被控對(duì)象。v 42021/2/22典型控制系統(tǒng)方框圖一、自動(dòng)化裝置組成部分及方塊圖52021/2/22二、工業(yè)儀表的分類(lèi)v1、按儀表使用的能源分類(lèi)：v 氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表和液動(dòng)儀表v 2、按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過(guò)程分類(lèi)：v 檢測(cè)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(pán)和操作臺(tái)等v 控制儀表控制器v 執(zhí)行器氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)閥門(mén)等62021/2/22二、工業(yè)儀表的分類(lèi)：v3、按儀表的組成分類(lèi)：v 基地式儀表如煤灰鎖現(xiàn)場(chǎng)控制柜v 單元組合儀表DDZ儀表72021/2/22三、壓力檢測(cè)儀表 在壓力測(cè)量中，可以有不同的計(jì)量基準(zhǔn)，如以絕對(duì)真空(即零大氣壓)為基準(zhǔn)，稱(chēng)為絕對(duì)壓力absolute pressure。如以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榛鶞?zhǔn)，那么稱(chēng)為表壓(gauge pressure)。它與絕對(duì)壓力的關(guān)系，可用下式表示 表壓絕對(duì)壓力大氣壓力 當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓力小于大氣壓時(shí)，其低于大氣壓的數(shù)值稱(chēng)為真空度vacuum

3、，即 真空度大氣壓力絕對(duì)壓力 注意：此處的大氣壓力均應(yīng)指當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?2021/2/22三、壓力檢測(cè)儀表v絕對(duì)壓力、表壓、真空度如以下圖所示。 92021/2/22三、壓力檢測(cè)儀表v現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的測(cè)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(chēng)之為膜盒壓力表，它與一般壓力表不同之處在于它能量測(cè)較為微小的壓力，故又稱(chēng)微壓表。 102021/2/22三、壓力檢測(cè)儀表v 膜盒式壓力表的作用原理是測(cè)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(lái)間接的測(cè)量介質(zhì)的壓力。壓力值的大小通過(guò)齒輪及連桿傳遞到終端指示裝

4、置指針及刻度盤(pán)顯示。v 表盤(pán)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(dá)測(cè)量值使指針震壞和測(cè)量值的不準(zhǔn)！增加表的壽命！ 112021/2/22三、壓力檢測(cè)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(cè)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(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。 當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)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(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。122021/2/22三、壓力檢測(cè)儀表v 壓力變送器和絕對(duì)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(yīng)垂直于程度面安裝； 2儀表測(cè)定點(diǎn)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(cè)定點(diǎn)之間的間隔 應(yīng)盡量短，以免指示緩慢； 4保證密封性，不應(yīng)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(cè)儀表v 儀表在以下情況使用時(shí)應(yīng)加附加裝置，但不應(yīng)產(chǎn)生附加誤差，否那么應(yīng)考慮修正.1為了保證儀表不受被測(cè)介質(zhì)侵蝕或粘度太大、結(jié)晶的影響，應(yīng)加裝隔離裝置；2為了保證儀表不受被測(cè)介質(zhì)的急劇變化或脈動(dòng)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?yè)p壞報(bào)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(dòng)的影響，壓力儀表應(yīng)加裝減振裝置及固定裝置；142021/2/22三、壓力檢測(cè)儀表 4為了保證儀表不受被測(cè)介質(zhì)高溫的影響，應(yīng)加裝充滿液體的彎管裝置；5專(zhuān)用的特殊儀表，嚴(yán)禁他用，也嚴(yán)禁在沒(méi)有特殊可靠的裝置上進(jìn)展測(cè)量，更嚴(yán)禁用一般的壓力表作特殊介質(zhì)的壓力測(cè)量；6對(duì)于新購(gòu)置的壓力檢測(cè)儀表，在安裝使用之前，一定要進(jìn)展計(jì)量檢定，以防壓力儀表運(yùn)輸途中震動(dòng)、損壞或其它因素破壞準(zhǔn)確度。152021/2/22四、流量檢測(cè)儀表v 氣化現(xiàn)場(chǎng)多為孔板式差壓流量計(jì)，因此對(duì)孔板式流量計(jì)進(jìn)展下一詳述。v 孔板式差壓流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(dāng)被測(cè)介質(zhì)流過(guò)節(jié)流裝置后，造成一個(gè)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(gè)靜壓力差。這個(gè)靜壓力差與流量之間呈一定的函數(shù)關(guān)系，流量愈大，所產(chǎn)生的靜壓力差愈大，因此通過(guò)測(cè)量差壓的方法，就可測(cè)得流量。162021/2/22四、流量檢測(cè)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(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過(guò)程控制和

8、測(cè)量。172021/2/22五、物位檢測(cè)儀表v物位測(cè)量?jī)x表是測(cè)量液態(tài)和粉粒狀材料的液面和裝載高度的工業(yè)自動(dòng)化儀表。v 測(cè)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(chēng)為料位計(jì)；測(cè)量罐、塔和槽等容器內(nèi)液體高度，或液面位置的儀表稱(chēng)為液位計(jì)，又稱(chēng)液面計(jì)；測(cè)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(chēng)為相界面計(jì)。182021/2/22五、物位檢測(cè)儀表v物位測(cè)量?jī)x表的分類(lèi)： 常用的有直讀式液位計(jì)、差壓式液位計(jì)、浮力式液位計(jì)、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(diǎn)式、翻板式和機(jī)械葉輪探測(cè)式等物位測(cè)量?jī)x表。192021/2/22五、物位檢測(cè)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(diǎn)的靜壓力與該點(diǎn)到液面的間隔 成正比，即：P=gh。其中：P被測(cè)點(diǎn)的壓力(壓強(qiáng))、介質(zhì)密度、g重力加速度、h被測(cè)點(diǎn)到液面的高度。對(duì)已確定的被測(cè)介質(zhì)及地點(diǎn)，、g為常數(shù)，故被測(cè)點(diǎn)到液面的位置的變化只與被測(cè)的壓力壓強(qiáng)有關(guān)。202021/2/22五、物位檢測(cè)儀表v舉例：200#CL006就是利用雙法蘭差壓變送器測(cè)量液位。212021/2/22五、物位檢測(cè)儀表v核輻射物位計(jì)：v 核輻射液位計(jì)是通過(guò)放射源發(fā)出射線，穿過(guò)被測(cè)物料后由探測(cè)器接收。當(dāng)物位改變時(shí)，由于被測(cè)物料的吸收劑量改變，而使探測(cè)器接收到的輻射強(qiáng)度改變，再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)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(diǎn)是：射線能穿透很厚的壁以實(shí)現(xiàn)不接觸測(cè)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(cè)量，且不受周?chē)姶艌?chǎng)、煙氣和灰塵等影響，但使用時(shí)須注意保護(hù)。 v舉例：200#煤灰鎖r射線料位計(jì)就是采用此種原理。222021/2/22五、物位檢測(cè)儀表v射頻導(dǎo)納液位計(jì)B007液位計(jì)：v 射頻導(dǎo)納是一種從電容式開(kāi)展起來(lái)的、防掛料、更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的新型物位控制技術(shù)，是電容式物位技術(shù)的晉級(jí)。所謂射頻導(dǎo)納，導(dǎo)納的含義為電學(xué)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(wú)線電波譜，所以射頻導(dǎo)納可以理解為用高頻無(wú)線電波測(cè)量導(dǎo)納。儀表工作時(shí)，儀表的傳感器與罐壁

11、及被測(cè)介質(zhì)形成導(dǎo)納值，物位變化時(shí)，導(dǎo)納值相應(yīng)變化，電路單元將測(cè)量導(dǎo)納值轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)物位測(cè)量。232021/2/22五、物位檢測(cè)儀表v射頻導(dǎo)納物位計(jì)的特點(diǎn)v 通用性強(qiáng)：可測(cè)量液位及料位，可滿足不同溫度、壓力、介質(zhì)的測(cè)量要求，并可應(yīng)用于腐蝕、沖擊等惡劣場(chǎng)合v 防掛料 ：獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)和傳感器構(gòu)造，使其測(cè)量可以不受傳感器掛料影響，無(wú)需定期清潔，防止誤測(cè)量。v 免維護(hù) ：測(cè)量過(guò)程無(wú)可動(dòng)部件，不存在機(jī)械部件損壞問(wèn)題，無(wú)須維護(hù)。v 抗干擾 ：接觸式測(cè)量，抗干擾才能強(qiáng)，可抑制蒸汽、泡沫及攪拌對(duì)測(cè)量的影響。v 準(zhǔn)確可靠：測(cè)量量多樣化，使測(cè)量更加準(zhǔn)確，澤良不受環(huán)境變化影響，穩(wěn)定性高，使用壽命長(zhǎng)。24

12、2021/2/22六、溫度檢測(cè)儀表v以下圖為各種溫度計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)比照252021/2/22測(cè)溫方式溫度計(jì)種類(lèi)常用測(cè)溫范圍（）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)非接觸式測(cè)溫儀表輻射式輻射式4002000測(cè)溫時(shí)，不破壞被測(cè)溫度場(chǎng)低溫段測(cè)量不準(zhǔn)，環(huán)境條件會(huì)影響測(cè)溫準(zhǔn)確度光學(xué)式7003200比色式9001700紅外線熱敏探測(cè)-503200測(cè)溫時(shí)，不能破壞被測(cè)溫度場(chǎng)，響應(yīng)快，測(cè)溫范圍大，適于測(cè)溫度分布易受外界干擾，標(biāo)定困難光電探測(cè)03500熱電探測(cè)2002000接觸式測(cè)溫儀表膨脹式玻璃液體-50600結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)量準(zhǔn)確，價(jià)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(yuǎn)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(jiān)固，防爆，價(jià)格低廉精度低，測(cè)溫距離短，滯后大氣體-20350蒸汽0250熱電偶鉑銠-鉑01600測(cè)溫范圍廣，精度高，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制需冷端溫度補(bǔ)償,在低溫段測(cè)量精度較低鎳鉻-鎳鋁0900鎳鉻-考銅0600熱電阻鉑-200500測(cè)溫精度高，便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制不能測(cè)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(cè)儀表v熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是： 測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50+1600

14、均可邊續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269如金鐵鎳鉻，最高可達(dá)+2800如鎢-錸。 構(gòu)造簡(jiǎn)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(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。272021/2/22六、溫度檢測(cè)儀表v1熱電偶測(cè)溫根本原理 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)端點(diǎn)之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因此在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。282021/2/22六、溫度檢測(cè)儀表v2、熱電偶的種類(lèi)及構(gòu)造形成1熱電偶的種類(lèi) 常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類(lèi)。

15、所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 我國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)消費(fèi)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。292021/2/22六、溫度檢測(cè)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(duì)它的構(gòu)造要求如下： 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須結(jié)實(shí)； 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路； v 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。302021/2/22六、溫度檢測(cè)儀表v熱電偶冷端的溫度補(bǔ)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(shí)，而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的間隔 都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱 電偶材料，降低本錢(qián)，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端