化工儀表知識(shí)培訓(xùn)

1、化工儀表知識(shí)培訓(xùn)第1頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二一、生產(chǎn)過(guò)程幾大參數(shù) 及常用檢測(cè)儀表1、溫度及常用檢測(cè)儀表 溫度是用來(lái)表征工藝介質(zhì)、工藝設(shè)備、管線、容器、爐膛冷熱程度的一大參數(shù)。常用單位： KA、熱膨脹式溫度計(jì)：玻璃棒（酒精、水銀），直讀式。B、雙金屬溫度計(jì)（萬(wàn)向型）：也是膨脹原理，直讀式。C、熱電阻溫度計(jì)：常用的有PT100 、 Cu50，遠(yuǎn)傳式。第2頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二. 即0時(shí)CU的電阻為50歐姆，鉑的電阻為100歐姆。電阻隨溫度的升高而升高，成正比例關(guān)系。D、熱電偶：西貝克電動(dòng)勢(shì)，遠(yuǎn)傳式，輸出mV信號(hào)。 常用：E鎳絡(luò)康銅、

2、K鎳絡(luò)鎳硅、B鉑銠鉑 原理：兩種不同金屬材質(zhì)的熱電特性不同，有一 定電勢(shì)差，其差值與溫度成正比。第3頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二雙金屬溫度計(jì).第4頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.1、雙金屬溫度計(jì) 雙金屬溫度計(jì)的測(cè)溫元件由兩種不同膨脹系數(shù)彼此牢固結(jié)合的金屬片制成的。它是一種適合中、低溫現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的儀表。可直接測(cè)量氣體或液體的溫度。 精度等級(jí)較低：1.0、1.5、2.5，主要用于現(xiàn)場(chǎng)指示。 其中電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)是帶有報(bào)警輸出的。第5頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.2 鉑電阻溫度計(jì) 鉑電阻是鉑絲制成的測(cè)溫元件。它是利

3、用鉑金屬的電阻值變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。常用的分度號(hào)為PT100。 PT100即表示熱電阻在0時(shí)的阻值：R為100 PT100的測(cè)量范圍及精度 測(cè)量范圍：-200-+850，適用于500 以內(nèi)溫度的測(cè)量。第6頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二精度： A級(jí) T（0.15+2.0*10-2T) B級(jí) T（0.3+5.0*10-2T)其中：T為被測(cè)量溫度的絕對(duì)值 允許通過(guò)電流：5mA 絕緣電阻：電阻元件與保護(hù)管之間的絕緣電阻100M 熱電阻按結(jié)構(gòu)可分為：組裝式和鎧裝式第7頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.3 熱電偶 熱電偶是利用兩種不同材料相接觸

4、而產(chǎn)生的熱電勢(shì)隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。由于熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍寬、便于遠(yuǎn)距離傳送和集中檢測(cè)等特點(diǎn)，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛使用。熱電偶的熱電特性由電極材料的化學(xué)成分和物理性能所決定，熱電勢(shì)的大小與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)，與熱電偶的粗細(xì)無(wú)關(guān)。第8頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二熱電偶的測(cè)溫范圍及精度熱電偶類別分度號(hào)無(wú)差等級(jí)III誤差值測(cè)量范圍誤差值測(cè)量范圍鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）K1.5或0.4T-40-1000 2.5或0.75T-40-1200 鎳鉻-銅鎳（康銅）E-40-800 -40-900 鐵-銅鎳（康銅）J-40-750 -40-75

5、0 銅-銅鎳（康銅）T0.5或0.4T-40-350 1或0.75T-40-350 鉑銠10-鉑S1 或1+0.003（T-1000）0-1600 1.5或0.25T0-1600 鉑銠13-鉑R0-1600 0-1600 鉑銠30-鉑銠6B-600-1700 第9頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二 表中T為被測(cè)溫度的絕對(duì)值，測(cè)溫范圍是指熱偶絲，不包括保護(hù)套管。絕緣電阻：熱電偶與其保護(hù)套管之間的絕緣電阻應(yīng)不小于5M（100V）在工業(yè)生產(chǎn)中利用熱電偶來(lái)測(cè)量溫度通常要使用到補(bǔ)償導(dǎo)線，各種分度號(hào)的熱電偶使用的補(bǔ)償導(dǎo)線是不相同的，根據(jù)說(shuō)明選用。測(cè)溫元件在管道上、設(shè)備上安裝時(shí)，固定方

6、式有兩種：螺紋連接、法蘭連接。第10頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二熱電偶第11頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二熱電偶故障造成的幾次緊急停車生產(chǎn)事故A、轉(zhuǎn)化爐集氣管測(cè)溫?zé)犭娕继坠軘嗔?，造成轉(zhuǎn)化氣泄漏著火；B、轉(zhuǎn)化爐盲三通熱電偶因插入深度沒(méi)有達(dá)到中心線，實(shí)測(cè)溫度顯示偏低，造成二段轉(zhuǎn)化爐超溫，廢鍋、二段爐損壞；第12頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二2、物位及常用檢測(cè)儀表 用來(lái)表達(dá)容器內(nèi)儲(chǔ)存物質(zhì)表面高低位置的參數(shù)。A、鋼帶液位計(jì)：油罐、水塔B、玻璃（管）板液位計(jì)：容器液位C、磁浮子液位計(jì)：潤(rùn)滑油箱D、同位素液位計(jì)：高壓容器E、浮

7、球液位計(jì)：塔底液面第13頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二F、浮筒液位計(jì)：容器液位G、差壓式液位計(jì)：量程大于2米的容器H、磁伸縮液位計(jì)：容器液位I、超聲波液位計(jì)：常溫開(kāi)口容器J、雷達(dá)液位計(jì)：精密測(cè)量 導(dǎo)波雷達(dá)：介電常數(shù)大于1.3的液位測(cè)量 是替代浮筒液位計(jì)的新型儀表K、射頻導(dǎo)納液位計(jì)：界面測(cè)量L、靜壓式液位計(jì)：開(kāi)口水箱第14頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二導(dǎo)波雷達(dá)和音叉開(kāi)關(guān)第15頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二3、壓力及常用檢測(cè)儀表3.1 壓力表 實(shí)驗(yàn)室所使用的標(biāo)準(zhǔn)壓力表精度較高，而在生產(chǎn)裝置中管道上或容器、機(jī)泵進(jìn)出口等設(shè)備

8、上作為現(xiàn)場(chǎng)指示的壓力表精度都比較低，而這類壓力表根據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣歸工藝管理，它們包括：全不銹鋼壓力表、不銹鋼耐震壓力表、膜片耐震壓力表、隔膜壓力表、化學(xué)密封壓力表。對(duì)上述所說(shuō)到的壓力表應(yīng)進(jìn)行以下檢查：A、零點(diǎn)示值檢查（I）有零值限止釘?shù)膲毫Ρ?，其指針?yīng)緊靠在限止釘上。第16頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二（II）無(wú)零值限止釘?shù)膲毫Ρ?，起指針須在零值分度線上。B、示值檢查（I）壓力表指針的移動(dòng)，在全分度范圍內(nèi)應(yīng)平穩(wěn)，不得有跳動(dòng)或卡住現(xiàn)象。（II）在輕敲表殼后，其指針值變動(dòng)量不得超過(guò)最大允許基本誤差的1/2。現(xiàn)場(chǎng)指示型壓力表在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，可在測(cè)量上限值的1/3-2/3范圍內(nèi)

9、使用，在測(cè)量交變壓力表，則應(yīng)不大于測(cè)量上限值的1/2為宜，對(duì)于在瞬間的測(cè)量時(shí)，允許使用在測(cè)量上限值的3/4。第17頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二3.2 壓力表：我們常用的兩種壓力表1)一般壓力表（彈簧管） 一般壓力表適用測(cè)量無(wú)爆炸，不結(jié)晶，不凝固，對(duì)銅和銅合金無(wú)腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力。2)隔膜壓力表 隔膜壓力表采用間接測(cè)量結(jié)構(gòu)，適用于測(cè)量粘度大、易結(jié)晶、腐蝕性大、溫度較高的液體、氣體或顆粒狀固體介質(zhì)的壓力。隔離膜片有多種材料，以適應(yīng)各種不同腐蝕性介質(zhì)。 3.3 雙波紋管差壓計(jì) 常用于氣體流量測(cè)量第18頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二

10、一般壓力表 隔膜式壓力表第19頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二3.4 差壓變送器：電容式擴(kuò)散硅壓阻式單晶硅諧振硅式3.5 壓力變送器：可測(cè)量表壓、絕壓、真空第20頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二3.6 壓力變送器工作原理 壓力變送器是利用壓力傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，送到脈沖計(jì)數(shù)器，直接傳遞到CPU（微處理器）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的4-20mADC 的輸出信號(hào)，并在模擬信號(hào)上疊加一個(gè)HART數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信的壓力檢測(cè)儀表。第21頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二壓力變送器的工作原理如下：P

11、單晶硅傳感器膜盒組件CPU內(nèi)置存儲(chǔ)器D/AMODEM手持智能終端4-20MADC及數(shù)字信號(hào)第22頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二3.6 壓力開(kāi)關(guān)壓力開(kāi)關(guān)是一種借助彈性元件受壓后產(chǎn)生位移以驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)工作的壓力控制儀表。通常使用于報(bào)警或聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中。壓力開(kāi)關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)包括以下內(nèi)容：（1）設(shè)定值控制范圍（2）控制精度（3）控制方式：一位式或二位式（4）觸點(diǎn)容量：380VAC2A或220VAC3A第23頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二（6）使用環(huán)境：溫度-25-70。相對(duì)濕度不大于85。3.7 差壓開(kāi)關(guān)差壓開(kāi)關(guān)是一種差壓控制儀表，與壓力開(kāi)關(guān)類似。

12、差壓開(kāi)關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)：（1）設(shè)定值控制范圍（2）控制精度（3）觸點(diǎn)容量（4）使用環(huán)境第24頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二4、流量及檢測(cè)儀表流量是表征生產(chǎn)過(guò)程中所傳送物料數(shù)量的數(shù)。一般分為重量流量和體積流量KG/h、M3/hA、孔板：前后差壓與流量成正比B、轉(zhuǎn)子流量計(jì)（變截面積）：轉(zhuǎn)子的高度與流量成正比C、楔形流量計(jì)：前后差壓與流量成正比。適用于介質(zhì)粘度大、易結(jié)晶、易結(jié)焦、有顆粒的場(chǎng)合。D、靶式流量計(jì)：靶受介質(zhì)沖擊發(fā)生位移，其大小與流量成正比。第25頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二轉(zhuǎn)子流量計(jì)第26頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分

13、，星期二楔形流量計(jì).第27頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二靶式流量計(jì).第28頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二E、超聲波流量計(jì)：F、質(zhì)量流量計(jì)：克利奧里力原理，測(cè)量精度高，用于交接。G、電磁流量計(jì)：法拉第電磁感應(yīng)原理H、阿牛巴流量計(jì)：差壓法，主要用于測(cè)量蒸汽流量。I、托巴管流量計(jì) ：差壓法，主要用于大口徑水、污水、蒸汽的測(cè)量第29頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二電磁流量計(jì)特點(diǎn) 測(cè)量管無(wú)阻礙流動(dòng)部件、無(wú)壓損、直管段要求較低。 測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響。 適用于導(dǎo)電率5us/cm的流體流量測(cè)量 量程比

14、大，達(dá)1：20，滿量程流速范圍可0.5m/s-10m/s范圍自由選定第30頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二J、旋渦流量計(jì)：根據(jù)漩渦發(fā)生體后產(chǎn)生的漩渦數(shù)量，測(cè)量流量。K、腰輪流量計(jì)：根據(jù)腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率測(cè)量流量。對(duì)介質(zhì)潔凈度要求高。L、刮板流量計(jì)：根據(jù)刮板轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率測(cè)量流量。M、渦輪流量計(jì)：根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率測(cè)量流量。N、螺桿流量計(jì)：根據(jù)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率測(cè)量流量。有單、雙螺桿。第31頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二5、組分在線分析5.1、氧含量：順磁式氧量分析儀、氧化鋯氧量分析儀；5.2、H2、CO、CO2：紅外分析儀；5.3、烴含量組成：色普儀；5.

15、4、水質(zhì)分析：PH、電導(dǎo)、溶氧、硅；5.5、粉塵含量：粉塵檢測(cè)儀；5.6、組分軟測(cè)量技術(shù)：由溫度、壓力反映某種組分的含量。如蒸餾系統(tǒng)。第32頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二6、其它測(cè)量6.1、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移傳感器：6.2、可燃?xì)怏w報(bào)警：6.3、重量、火焰、厚度檢測(cè)6.4、電量變送器：電壓、電流、功率等6.5、火災(zāi)報(bào)警：第33頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二二、自動(dòng)化儀表的信號(hào)制1、氣動(dòng)儀表 A、氣源壓力：0.14MP B、輸出：2、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 A、氣源壓力： 0.14MP、 0.25MP B、輸入信號(hào)：4-20mA DC第34頁(yè)，共55頁(yè)，

16、2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二3、電動(dòng)儀表A、電源：-220V AC 、24VDCB、輸入：P 、P 、mV 、mA 、歐姆C、輸出：0-10mADC、 4-20mADC、 1-5VDC第35頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二三、自動(dòng)化儀表的兩大基本結(jié)構(gòu)1、噴嘴擋板機(jī)構(gòu)及氣動(dòng)放大器P0為氣動(dòng)放大器的輸入壓力（0.14MPa）P1為氣動(dòng)放大器的背壓p0節(jié)流孔p1噴嘴擋板第36頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二 在氣動(dòng)放大器中背壓P1的大小決定了膜片對(duì)針型閥作用力的大小，從而決定了閥的開(kāi)度，而使輸出的氣動(dòng)信號(hào)發(fā)生變化。 由圖中可以看到，當(dāng)檔板

17、逐漸靠近蓋住噴嘴時(shí)背壓逐漸接近并達(dá)到氣源壓力P0。但由于檔板和噴嘴都是金屬材料，所以實(shí)際上不可能完全蓋住，也就是說(shuō)P1只可能接近氣源壓力P0。第37頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二 當(dāng)檔板遠(yuǎn)離噴嘴時(shí)，P1為大氣壓力。但噴嘴有一定的阻力，所以實(shí)際上是P1接近于大氣壓力。檔板與噴嘴之間的距離在實(shí)際工作中一般很微小，只有零點(diǎn)零幾毫米。 噴嘴檔板機(jī)構(gòu)在目前的儀表系統(tǒng)中主要用于電氣閥門(mén)定位器中。2、電磁平衡機(jī)構(gòu)第38頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)1、調(diào)節(jié)閥： 按動(dòng)力可分為： 氣動(dòng)、電動(dòng)、自力式 按閥體結(jié)構(gòu)可分為： 單座閥、雙座閥、籠式閥、球形

18、閥、碟 閥、角形閥、三通閥、隔膜閥、偏心閥。第39頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.1單座閥第40頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.2雙座閥第41頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.3套筒閥第42頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.4角形閥第43頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.5三通閥第44頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.6碟閥第45頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二1.7隔膜閥第46頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20

19、日，0點(diǎn)23分，星期二2、擋板機(jī)構(gòu)：煙道氣調(diào)節(jié)3、變頻器：取代調(diào)節(jié)閥，如液位調(diào)節(jié)。4、氣缸：大口徑閥門(mén)或動(dòng)作要求快。5、油缸：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)第47頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二 調(diào)節(jié)閥閥芯閥座 籠式調(diào)節(jié)閥 單座調(diào)節(jié)閥 第48頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二五、典型控制1、單回路控制：增加實(shí)例2、串級(jí)控制：如精餾塔塔頂溫度調(diào)節(jié)3、比例控制：如水碳比調(diào)節(jié)4、三沖量控制： 鍋爐汽包液位、給水流量、排汽流量5、邏輯控制：如大于、小于、三取二等等6、先進(jìn)控制：多變量輸入，多變量輸出。第49頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二PID的參

20、數(shù)的整定：對(duì)于簡(jiǎn)單的單回路控制系統(tǒng)，根據(jù)在工程中得到的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一般設(shè)定如下：液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，P=20%80%, I=15,D=0。流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，P=40%100%, I=15,D=0。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)：P=20%60%，I=510， D=520。壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)：P=30%70%，I=15,D=0。第50頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)23分，星期二六、DCS控制系統(tǒng)1、DCS是分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)的簡(jiǎn)稱，國(guó)內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)(Computer) 通訊(Communication