高壓反應(yīng)器流量及壓力控制

試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)不銹鋼高壓管線的切割、彎曲、配管、連接和檢漏等操作技能。把握不銹鋼二通、三通、過(guò)濾器、單向閥的構(gòu)造和原理。了解穩(wěn)壓閥與背壓閥控壓原理與特點(diǎn)，學(xué)習(xí)兩種控壓閥的不同用法。學(xué)習(xí)機(jī)械式安全閥、質(zhì)量流量計(jì)、濕式流量計(jì)、皂膜流量計(jì)的原理和使用。學(xué)習(xí)反響器的壓力、流量的穩(wěn)定掌握和測(cè)量技術(shù)二、試驗(yàn)儀器及裝置管路及管閥件：6mm不銹鋼反響器：？25X2.5，催化劑裝量50ml，使用溫度：室溫，使用壓力：1MPa。穩(wěn)壓閥：進(jìn)口壓力：3500Psig，出口壓力：50 3500Psig背壓閥：進(jìn)口壓力50 3500Psig，出口壓力：常壓質(zhì)量流量計(jì)：500SCCM壓力傳感器：1.0MPa1高壓反響器流量及壓力掌握裝置技術(shù)參數(shù)工程工程技術(shù)參數(shù)設(shè)備最高工作壓力1MPa氣體最大流量500SCCM額定電壓220V使用環(huán)境溫度裝置外形尺寸0~40°C1400X800X1600mm裝置重量75kg三、試驗(yàn)原理本試驗(yàn)裝置承受高強(qiáng)度鋁合金框架，每臺(tái)設(shè)備有兩個(gè)操作平臺(tái)，每個(gè)操作平臺(tái)上有一條氣體掌握管路。裝置包括相應(yīng)的管件、閥件和穩(wěn)壓閥、背壓閥、壓力傳感器、質(zhì)量流量計(jì)、機(jī)械安全閥和相應(yīng)的壓力、流量掌握儀表。反響器的流量、壓力及溫度掌握是化工科研以及工廠生產(chǎn)過(guò)程中最常見(jiàn)的掌握過(guò)程,在掌握反響器壓力穩(wěn)定的同時(shí)，也需要穩(wěn)定的掌握反響器的流量，因此，如何同時(shí)掌握幾個(gè)參數(shù)都不變，并且相互沒(méi)有影響，掌握元件的選擇和布置就很重要。本試驗(yàn)承受質(zhì)量流量計(jì)掌握反響器氣體流量，承受穩(wěn)壓閥、背壓閥掌握反響器壓力，并配有機(jī)械式安全閥保障設(shè)備安全。試驗(yàn)流程1所示。氣體經(jīng)減壓后進(jìn)入進(jìn)氣閥BV-1F-1后,進(jìn)入穩(wěn)壓閥PRV-1，氣源的壓力由閥前壓力表P-01顯示，閥后壓力由壓力表P-02顯示，穩(wěn)壓閥后的氣體流量經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)MFC-1掌握后進(jìn)入反響器。當(dāng)反響開(kāi)頭進(jìn)展時(shí)，氣體進(jìn)入到氣體質(zhì)量流量計(jì)MFC-1，并通過(guò)設(shè)定流量?jī)x表的數(shù)值，來(lái)掌握該流量計(jì)的流量，流量的真實(shí)值可以從儀表上讀出。但需要留意的是，該讀數(shù)是指該種氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，而不是當(dāng)前溫度和壓力下的體積流量，需要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條件進(jìn)展換算。同時(shí)假設(shè)不是氮?dú)?，還應(yīng)當(dāng)依據(jù)流量計(jì)說(shuō)明書(shū)后面的氣體表中的流量系數(shù)進(jìn)展校正，具體方法可參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。由流量計(jì)出來(lái)的氣體經(jīng)單向閥CV-1BV-2進(jìn)入到反響器，反響器入口壓力由壓力傳感器P-03P-04顯示，壓力傳感器顯示壓力可在儀表中讀取。反響器出口安裝機(jī)械式安全閥，當(dāng)反響器超壓時(shí)，可通過(guò)安全閥泄壓，安全閥可調(diào)泄壓壓力范圍為由反響器出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾微小固體顆粒后可直接通過(guò)針閥BPRV-1排放，由濕式流量計(jì)計(jì)量后放空。

50~300Psi。NV-1調(diào)整后放空，也B閉閒忖訊B閉閒忖訊PSV枝林KV如BHCV-MH弘壯創(chuàng)Pl-K/jiiFFfiAWt氣體質(zhì)量流量計(jì)工作原理D劃楠屯酋』詰于||＜斤餐D劃楠屯酋』詰于||＜斤餐ImH岡箱就詒用訃itu站1Sift圖27B型質(zhì)量流量掌握器構(gòu)造圖 圖3質(zhì)量流量掌握器原理圖流量傳感器承受毛細(xì)管傳熱溫差量熱法原理測(cè)量氣體的質(zhì)量流量〔無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償〕。將傳感器加熱電橋測(cè)得的流量信號(hào)送入放大器放大，放大后的流量檢測(cè)電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較，再將差值信號(hào)放大后去掌握調(diào)整閥門(mén)，閉環(huán)掌握流過(guò)通道的流量使之與設(shè)定的流量相等。分流器打算主通道的流量。本掌握器與流量顯示儀連接后的工作原理如圖 3所示穩(wěn)壓閥工作原理穩(wěn)壓閥的主要目的是掌握當(dāng)閥出口載氣阻力發(fā)生變化時(shí)，保持出口壓力的穩(wěn)定。穩(wěn)壓4所示。旋轉(zhuǎn)調(diào)整手柄，即可通過(guò)彈簧將針閥2旋到肯定的開(kāi)度，當(dāng)壓力達(dá)到肯定值時(shí)就處于平衡狀態(tài)，當(dāng)氣體進(jìn)口壓力P1稍有增加時(shí)，P2處的壓力也增加，波浪管就向右移動(dòng)，并帶動(dòng)三根連動(dòng)閥桿〔圖中只畫(huà)出一根〕也向右移動(dòng)，使閥開(kāi)度變小，使出口壓力P3維持不變, 反之亦然。3波浪管XI形閥〔＜r3波浪管4穩(wěn)壓閥原理圖背壓閥工作原理背壓閥用于在管路或是設(shè)備容器壓力不穩(wěn)的狀態(tài)下，保持反響器內(nèi)有一恒定壓力。要求不是很嚴(yán)格的系統(tǒng)中可作為安全閥使用。5所示。背壓閥通過(guò)內(nèi)置彈簧的彈力來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作：當(dāng)系統(tǒng)壓力比設(shè)定壓力小時(shí)，膜片在彈簧彈力的作用下堵塞管路；當(dāng)系統(tǒng)壓力比設(shè)定壓力大時(shí)，膜片壓縮彈簧，管路接通，流體通過(guò)背壓閥5背壓閥工作原理圖安全閥工作原理安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力上升超過(guò)規(guī)定值時(shí)，通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值的特別閥門(mén)安全閥的工作原理與背壓閥類似。設(shè)備電路掌握67分別用方框的形式，簡(jiǎn)潔介紹了質(zhì)量流量計(jì)與壓力傳感器設(shè)備的掌握原理,儀表和元件的相互動(dòng)作方式。▼電狙-叮fl-▼電狙-叮fl-7壓力傳感器接線原理圖0*^4設(shè)詁儀表 盤(pán)

<20電itRanSftSLRanSftSL也模塊昭7.儀表的設(shè)定0.1~0.25MPa10~500SCCM掌握儀表采AI-719型人工智能調(diào)整器。壓力變送器儀表承受每塊儀表，均可以依據(jù)下面的步驟設(shè)定數(shù)值，可參見(jiàn)“

AI-708型人工智能調(diào)整器。儀表使用說(shuō)明書(shū)”。儀表有上下兩個(gè)顯示窗口上面的一個(gè)是儀表實(shí)際測(cè)量的值，如流量，下面一個(gè)窗口是要求掌握的數(shù)值，也就是設(shè)定值。在正常使用時(shí)，一般就是轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)定值。按住儀表的上“人”、下“V”光標(biāo)鍵，可以看到儀表顯示窗內(nèi)的數(shù)值在增加或減小。當(dāng)儀表讀數(shù)到達(dá)需設(shè)定值時(shí)，停頓按儀表鍵即完成操作，數(shù)秒后儀表將自開(kāi)工作。為了防止別人修改儀表的掌握參數(shù)，儀表有加鎖功能，用“ LOC參數(shù)表示密碼鎖。按住“”，可以看到不同的儀表參數(shù)，當(dāng)消滅“LOC時(shí)，停頓按“”鍵。此時(shí)，按住儀表的上“人”、下“V”光標(biāo)鍵，將數(shù)字改成808以外的任何數(shù)字，等儀表自動(dòng)返回到正常顯示狀態(tài)，以后，就只能從儀外表板修改掌握溫度、溫度報(bào)警和掌握偏差等數(shù)值了，而不能修改儀表內(nèi)部的各種掌握參數(shù)，只有把“LOC808后，按住“”才能顯示其他的掌握參數(shù)并修改。23所示。dIH1.0005V時(shí)壓力顯示值dIH1.0005V時(shí)壓力顯示值儀表參數(shù)參數(shù)值參數(shù)含義Sn331-5V線性電壓輸入dIP3小數(shù)點(diǎn)位置設(shè)置，承受0.000格式dIL0.0001V時(shí)壓力顯示值3流量掌握儀表〔719型〕參數(shù)設(shè)置及含義儀表參數(shù)CtrLInP參數(shù)值SOP34參數(shù)含義掌握方式設(shè)置輸入規(guī)格代碼。340~5V電壓輸入dPt0.0小數(shù)點(diǎn)位置OPt0-20主輸出類型。0~20mA線性電流輸出AF32高級(jí)功能代碼SCH500信號(hào)刻度上限四、試驗(yàn)步驟1.觀看試驗(yàn)裝置，檢查外觀是否完好，配件是否齊全。查看配件箱內(nèi)應(yīng)有呆板手幾把、過(guò)濾器一個(gè)、單向閥一個(gè)、切管器一個(gè)、彎管器一個(gè)、四氟密封帶、三通等。2?將一個(gè)過(guò)濾器、單向閥拆卸開(kāi)，學(xué)習(xí)他們的構(gòu)造和安裝，分別翻開(kāi)用吸耳球吹掃內(nèi)部的灰塵，然后再把過(guò)濾器和單向閥裝回到管路中的正確位置。測(cè)量穩(wěn)壓閥進(jìn)口處的管路的彎度及長(zhǎng)度，在6mn金屬管上劃線標(biāo)記，用切管器、彎管器，配接一段穩(wěn)壓閥進(jìn)口處的管路。連接完成后，檢漏〔配備肥皂水，在接口處涂抹少量肥皂水，打開(kāi)球閥，觀看是否有氣泡，無(wú)氣泡說(shuō)明裝置密封〕。密封試驗(yàn)：調(diào)整穩(wěn)壓閥，是穩(wěn)壓閥出口壓力在0.3-0.4MPa，調(diào)整背壓閥，使系統(tǒng)壓力到0.2MPa對(duì)裝置全流110分鐘，停頓試驗(yàn)。壓力掌握試驗(yàn)：在氣體流量為150SCCML間，然后將反響器壓力調(diào)整到0.2MP&每2分鐘,記錄穩(wěn)壓閥進(jìn)口、出口壓力，背壓閥進(jìn)口壓力，系統(tǒng)壓力，持續(xù) 20分鐘后，停頓試驗(yàn)。將反響器壓力調(diào)整到0.3MPQ設(shè)定反響器進(jìn)口流量為150SCCM每3分鐘分別記錄質(zhì)量流量計(jì)、濕式氣體流量計(jì)、皂沫流量計(jì)的度數(shù)，連續(xù)記錄 6個(gè)點(diǎn)后，停頓試驗(yàn)。關(guān)閉進(jìn)氣，待流量計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，再關(guān)閉質(zhì)量流量計(jì)電源開(kāi)關(guān)。緩慢調(diào)整穩(wěn)壓閥、背壓閥，將反響器壓力調(diào)整到常壓，壓力表和傳感器讀數(shù)為零，關(guān)閉總電源。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理1?記錄密封試驗(yàn)中，系統(tǒng)壓力的變化，作圖表示。時(shí)間穩(wěn)壓閥進(jìn)口穩(wěn)壓閥出口時(shí)間穩(wěn)壓閥進(jìn)口穩(wěn)壓閥出口背壓閥進(jìn)口系統(tǒng)壓力

P:100.27kPa

單位：MPa15 100.20.19 0.20 0.19415 110.20.19 0.18 0.18415 120.20.17 0.180.18115130.20.160.180.18015140.20.140.170.18015150.20.140.170.17915160.20.140.170.17915：170.20.130.170.17915：180.20.120.170.17915：190.20.120.170.179數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)壓力隨時(shí)間變化曲線力壓統(tǒng)系時(shí)間由圖可以看出，系統(tǒng)壓力先下降，然后保持不變。穩(wěn)壓閥進(jìn)口穩(wěn)壓閥出口背壓閥進(jìn)口系統(tǒng)壓力氣體流量時(shí)間穩(wěn)壓閥進(jìn)口穩(wěn)壓閥出口背壓閥進(jìn)口系統(tǒng)壓力氣體流量時(shí)間壓力(MPa壓力(MPa壓力(MPa(MPa(SCCM151.0151.0151.0151.0151.0151.03:270.53:270.50.303:290.50.303:310.50.303:330.50.303:350.50.303:370.50.300.200.2020.200.2020.200.2020.200.2020.200.2020.200.2023:390.50.303:390.50.303:410.50.303:430.50.303:450.50.300.200.2020.200.2020.200.2020.200.202151.0151.0151.0151.0151.0151.0壓力隨時(shí)間變化曲線0.6000.5000.4000.3000.2000.100 0.000 3:27 3:29 3:31 3:33 3:35 3:37 3:39 3:41 3 時(shí)間

5 .205穩(wěn)壓閥進(jìn)口壓力〔MPa〕----背壓閥進(jìn)口壓力〔MPa〕

穩(wěn)壓閥出口壓力〔MPa〕系統(tǒng)壓力〔MPa〕在系統(tǒng)流量保持不變的狀況下，系統(tǒng)各局部壓力保持穩(wěn)定。3.記錄在一個(gè)恒定壓力下，反響器流量值隨時(shí)間的變化關(guān)系，作圖表示試驗(yàn)記錄 T:293KP:100.27kPa〔SCCM〕4:08129.00〔SCCM〕4:08129.00151.0工況168.9標(biāo)況154.94:11129.44151.04:14129.84151.0167.3153.5

皂沫流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì) 〔mL/min〕4:17130.54151.04:20131.12151.04:23131.52151.0數(shù)據(jù)處理反響器流量隨時(shí)間變化關(guān)系曲線180.00

濕式氣體流量計(jì)〔L/H〕 一工況〔mL/min〕

質(zhì)量流量計(jì)〔SCCM標(biāo)況〔mL/min〕170.00160.00170.00160.00量15°.00130.00120.004:08 4:11 4:14 4:17 4:20 4:23時(shí)間154.9153.5質(zhì)量流量計(jì)是151.0SCCM對(duì)應(yīng)皂沫流量計(jì)的標(biāo)況讀數(shù)q1= 2 =154.2SCCME=0.02075濕式氣體流量計(jì)：q=〔t2-t1〕/t所以q仁〔129.44-129.00〕X 1000/3=146.67mL/min同上q2=133.33mL/minq3=233.33mL/minq3=192.33mL/minq4=133.33mL/min 所以Q168.00mL/min皂沫流量計(jì)的工況讀數(shù)均值為Q2=168.1mL/min,相對(duì)誤差為E=0.00059488在誤差允許范圍內(nèi)，質(zhì)量流量計(jì)與濕式氣體流量計(jì)讀數(shù)較準(zhǔn)確。六、試驗(yàn)結(jié)果及爭(zhēng)論將密封試驗(yàn)中，系統(tǒng)壓力的變化數(shù)值列表，計(jì)算出不同時(shí)間的壓力下降速度。v=-(t1-t2)/第1min內(nèi)，v仁(0.194-0.184)/1=0.01MPa/min內(nèi),v2=(0.184-0.181)/1=0.003MPa/min第3min內(nèi),v3=(0.181-0.180)/1=0.003MPa/min

2min同理可得：v4=0MPa/min,v5=0.001MPa/min,v6=0MPa/min,v7=0MPa/min,v8=0MPa/min,v9=0MPa/minv10=0MPa/min穩(wěn)壓閥進(jìn)口壓(MPa0.5穩(wěn)壓閥進(jìn)口壓(MPa0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5背壓閥進(jìn)口壓(MPa系統(tǒng)壓力(MPa0.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.2020.2020.2020.2020.2020.2020.2020.2020.2020.202將流量設(shè)定為150SCCM實(shí)際流量為151.0SCCM20min內(nèi)，三個(gè)壓力值均沒(méi)有變化。穩(wěn)壓閥是維持穩(wěn)壓閥出口壓力的穩(wěn)定，調(diào)整手柄時(shí)，壓力變化快速，精度0.5MPa；背壓閥用于管路或是設(shè)備容器壓力不穩(wěn)定的狀態(tài)下，使反響器內(nèi)有恒定壓力，調(diào)壓較慢，精度沫流量計(jì)為基準(zhǔn)流量，計(jì)算出在試驗(yàn)范圍內(nèi)，質(zhì)量流量計(jì)的精度、濕式流量計(jì)的精度

0.05MP&3.以皂154.9153.5質(zhì)量流量計(jì)是151.0SCCM對(duì)應(yīng)皂沫流量計(jì)的標(biāo)況讀數(shù)q1= 2 =154.2SCCM因此E=(154.2-151.0)/154.2=0.02075濕式氣體流量計(jì)：q=(t2-t1)/tq仁(129.44-129.00)X1000/3=146.67mL/min同上q2=133.33mL/minq3=233.33mL/minq3=192.33mL/minq4=133.33mL/min所以Q仁168.00mL/min皂沫流量計(jì)的工況讀數(shù)均值為Q2=168.1mL/min,精度E=(168.1-168.00)/168.1=0.000594884.爭(zhēng)論說(shuō)明質(zhì)量流量計(jì)的流量掌握特點(diǎn)流體的質(zhì)量不隨時(shí)間、空間溫度、壓力的變化而變化，所以不會(huì)由于氣體溫度、壓力的變化從而影響到測(cè)量的結(jié)果，因此質(zhì)量流量計(jì)流量掌握較為準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定。七、試驗(yàn)問(wèn)題思考與解決方法1、一個(gè)固定容器的壓力掌握有哪些方法？壓力掌握閥：穩(wěn)壓閥，背壓閥，溢流閥等；旁路壓力掌握法2、不同氣體可以用同一質(zhì)量流量計(jì)掌握流量嗎？需要留意哪些內(nèi)容？可以，要進(jìn)展氣體流量的換算，但是要留意氣體的溫度，介質(zhì)溫度及介質(zhì)是否干凈3、質(zhì)量流量計(jì)和濕式流量計(jì)的區(qū)分是