化工生产中如何对过程测控仪表进行正确的选型

本文概述
      化工生产是一个国家工业化进程中重要的组成部分，涉及到国民生产的各个方面民，诸如重工业和轻工业等许多部门都离不开化工行业的支持，同时化工生产本身也是工业生产的一部分，对工业生产和人民生活都发挥了重大的作用。化工企业的生产过程不可或缺地需要用到各种检测和控制型的仪表仪器，化工企业的检测仪表按能源形式分为气动、电动、液动三大类，气动的典型代表产品有气体涡轮流量计，液动的代表产品有电磁流量计，电动的有热电偶等，一般来说，阀体是通用的，既可以和气动执行机构匹配，也可以和电动等其它执行机构匹配。化工仪表选型是化工企业建设与日常管理的重要工作，能不能选择合适的仪表类型与合适品牌，关系到生产与安全，关系到公司的费用及效益，应该详细了解化工仪表的工作原理和相关生产企业状态，保证选型准确。本文将根据化工企业生产中遇到的实践案例讲解相关仪表简单原理与选型注意事项。
 


一、压力表的选择
　　山西省某化工科技有限责任公司通过我公司采购的压力表包括就地压力表和远传压力变送器，就地压力表主要包括隔膜压力表和普通非隔膜压力表，两种压力表都存在防震类型。压力表按其转换原理的不同，大致分为四类：液柱式压力表、弹性式压力表、电气式压力表、活塞式压力表。压力表选择首先根据工艺过程对压力检测的要求，被测介质的性质。现场环境条件来确定仪表的种类、型号、量程和精度，并确定是否远传、报警等功能。我公司选择的就地压力表属于弹性式压力表，根据工艺介质，普通水、气介质工况，采用普通就地国产压力表，针对介质为氯硅烷的，采用进口的隔膜压力表，实现远传的压力变送器，采用罗斯蒙特电容式压力及差压变送器，根据工艺介质的不同，又分为带毛细管的和普通压力变送器二种，带毛细管的变送器主要用于介质为氯硅烷等具有腐蚀介质的压力及差压测量。
 
二、温度仪表的选择
　　温度仪表按工作原理可分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶、热电阻和辐射高温计。双金属温度计属于膨胀式温度计，属于就地仪表。而热电阻、热电偶、一体化温度变送器都要求信号远传，信号经电缆送入控制室，进行显示或参与控制。热电阻是根据金属随着温度的变化，电阻也随着变化的原理，使用半导体材料，一般多是铜和铂。根据分度号可查出温度与电阻的对应关系。我公司热电阻大多为铠装铂热电阻pt100，为2线制。热电偶是利用把不同的金属焊接在一起，形成电势差，焊点称为热端，另一端称为冷端，根据组成金属的不同包括S、R、B、K、E、T、J等不同分度热电偶，我公司采用的是K型热电偶，采用专用补偿导线，为二线制。我公司的热电偶主要用在合成炉上，各特点是长度较长，最长达10m。一体化温度变送器，是把热电阻或热电偶信号转为标准4—20MA信号，使用方便，主要用于空压站气体温度的测量。
 
三、流量检测仪表的选择
　　该公司用到的流量仪表有：转子流量计、涡街流量计、质量流量计、均速管流量计、一体化孔板流量变送器等。流量检测仪表可分为速度式、容积式及质量流量计。其中转子、电磁、涡街、均速管及孔板流量计为速度型流量计，我公司用的质量流量计有热式和科里奥式两种。均速管流量计与一体化孔板流量变送器为差压式流量计，由节流装置、导压管、差压计和显示仪表组成。他的节流装置为分别为均速管和孔板。电磁流量计是利用电磁感应的原理，可以用来测量酸、碱、盐等导电液体的体积流量。转子流量计，是以流体流动时节流原理为基础的一种流量测量仪表。转子流量计要求流体自下而上，可分为就地指示与远传型两种。涡街流量计利用流体振荡的原理来进行测量的，在流体中插入一个非流线型柱状物，利用卡门漩涡列来测量。他可以测量管道中气体、液体和蒸汽的流量，但他不能用于振动严重的工况。特点是精度高、范围宽、无机械磨损、维护方便。质量流量计不同于以上的体积流量仪表，他能直接测到介质质量，不需换算和修正，科里奥及热式质量流量计，是根据液体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利力，即利用U形管，使得流体通过时，产生一定扭曲，利用这一现象，经过电磁检测器，把相位差变为相应电平信号，最终转换成为质量成正比的4—20Ma模拟信号。在实际的选型中，是根据所测流体的介质，比如测量微量的氯硅烷，一开始使用了涡街流量计，但由于流量太小，最后只能使用质量流量计，比如电磁流量计，必须测量导电的介质。涡街流量计不能用于测量振动的工况，多用于气体的测量，并且要根据温度与压力进行温压补偿。
 
四、物（液）位检测仪表的选择
　　山西潞安高纯硅业科技有限责任公司用到的相关仪表有，磁致伸缩液位计、雷达液位计、差压变送器、射频导纳物位计，磁翻板液位计等。磁致伸缩液位计主要用来测量氯硅烷储罐的液位，雷达液位计带有导波索，主要用在测量硅粉储罐的物位，用于固体、液固混合的工况。差压式变送器主要测量非腐蚀介质的液位。测量物位（液位）的仪表按工作原理可分为：直读式、差压式、浮力式、电磁式、核辐射式、声波式、光学式等类型。磁致伸缩液位计属于浮力式，不能用于固体及非接触液体的测量。我公司我以上仪表选型中主要考虑了仪表的安全等级、测量精度、介质等，尽管如此，在实际使用中，仍有部分仪表，不得不更换类型。
 
五、气动执行器的选择
　　气动执行器采用气动执行机构，具有结构简单、输出力大、防火防爆功能。气动执行机构接受定位器及电磁阀等气压信号，根据气压大小，将其转换成相应推杆位移，推动机构动作。气动执行机构分薄膜式、活塞式和长行程三种。阀体分为直通单座阀、双座阀、角式阀、蝶阀、三通阀等。按调节形式可分为切断、调节、调节切断型。我公司用到阀门种类很多，包括普通球形调节阀，带玻玟管球形调节阀、软密封球阀、硬密封球阀、蝶阀、盘阀、滑板阀、偏心旋转阀等。由于多晶硅特殊的工况，主要是涉及部分介质含有硅粉，硅粉会对阀门造成严重磨蚀，所以，盘阀、滑板阀这些阀门，大量使用，盘阀是通过滑动圆盘来实现开关的一种快开快关型阀门。其设计专门针对带有磨损、冲蚀特性的物料，它能在恶劣工况下连续长期的正常工作。具有的硬密封面，并具有自研磨作用，使其在磨损、冲蚀物料上应用的过程中不断提高密封性，寿命要比普通球阀长好几倍。滑板阀是应用于固体物料输送系统中，用于启闭管道的专用阀门，完全密封的结构可适用于料仓、料斗或相关设备的底部。刀锋式闸板设计，关闭时由斜面施力于阀座，密封性好；材质可以选择陶瓷和金属等，大部分多晶硅企业采用了德国思瑞思陶瓷滑板阀。对于部分氯硅烷要求的交变工况，即介质温度或冷或热，温度差异较大，在世界知名品牌的球阀中，只有少数才能满足要求，应引起重视。在没有硅粉的其它介质中，首先考虑是使用调节还是切断功能，对于含有腐蚀介质如氯硅烷、氯化氢等时，调节阀应选择带波纹管密封，而切断阀应选择硬密封阀门，保证阀门球体与阀座面均采用火箭喷涂硬化处理。
 
六、结论
　　常见化工仪表的选型方法，要根据各个厂家的技术特点和不同工况，选择具有特定适应和研发的公司的产品，根据要求介质、工况，选择仪表的种类、材质、参数以及电气接口等，以确保企业正常运行