01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:
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。
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。
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。
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度。
02溫度儀表的選型
一般原則
單位及標度(刻度)溫度儀表的標度(刻度)單位,統(tǒng)一采用攝氏溫度(℃)。
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。
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。
集中溫度儀表的選型
1.檢出(測)元件
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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)。
(6)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
與接受標準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
(1)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。
(2)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。
(3)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。
03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。
(4)結(jié)晶、結(jié)疤及高粘度等介質(zhì),應(yīng)選用膜片壓力表。
(5)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。
(6)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。
(7)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
(1)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。
(2)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
(1)在管道和設(shè)備上安裝的壓力表,公稱直徑為φ100mm或φ150mm。
(2)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。
(3)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
(1)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。
(2)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。
(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.單位及標度(刻度)
(1)壓力儀表一律使用法定計量單位。即:帕(Pa)、千帕(kPa)和兆帕(MPa)。
(2)對于涉外設(shè)計項目和引進儀表,可以采用國際通用標準或相應(yīng)的國家標準。
變送器、傳感器的選擇
(1)以標準信號(4~20mA)傳輸時,應(yīng)選用變送器。
(2)易燃、易爆場合,應(yīng)選用氣動變送器或防爆型電動變送器。
(3)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。
(4)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、電感式遠傳壓力表或霍爾壓力變送器。
(5)測量微小壓力(小于500Pa)時,可選用微差壓變送器。
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。
(2)測量易液化的氣體時,若取壓點高于儀表,應(yīng)選用分離器。
(3)測量含粉塵的氣體時,應(yīng)選用除塵器。
(4)測量脈動壓力時,應(yīng)選用阻尼器或緩沖器。
(5)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。
(6)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。