仪表测量及控制元件日常维护.ppt

陆卫星二 一四年九月 仪表测量 控制元件日常维护知识培训 常规仪表测量 控制回路 2020 1 16 2 报警 联锁仪表测量控制回路 2020 1 16 3 PFD和PI D图 PFD ProcessFlowDiagram的缩写 主要介绍工艺装置流程 工艺设备和管道主要参数 仪表位置等 PI D ProcessInstrumentDiagram的缩写 主要介绍工艺装置流程上仪表位置及控制 联锁方案等 2020 1 16 4 2020 1 16 5 现场接线盒标识 EI 1001 接4 20mA信号AI 变送器 AO 调节阀 TR 1001 接Pt 100等热电阻信号 TH 1001 接热电偶mV信号 主电缆为补偿导线型 EA 1001 接DI信号 WIKA表 开关 按钮等信号 EX 1001 接带24VDC电的DO信号 24VDC供电 报警灯 电磁阀等 ES 1001 接带220VAC电的DO信号 220VAC供电 现场公共旋转报警灯和喇叭 电磁阀等 现场接线盒 2020 1 16 6 仪表位号 温度 T TI 1001 指示 TIC 1001 控制 TCIAL 1001 TSL 1001 温度低报 TCOAL2 1001 温度低联锁报 TCIAH 1001 TSH 1001 温度高报 TCOAH2 1001 温度高联锁 流量 F FI 1001 指示 FIC 1001 控制 FCIAL 1001 FSL 1001 温度低报 FCOAL2 1001 温度低联锁报 FCIAH 1001 FSH 1001 温度高报 FCOAH2 1001 温度高联锁 液位 L 压力 P 分析仪表 A和Q 振动 V 位移 G 转速 S 2020 1 16 7 电动变送器采用4 20mA电流信号原因 4 20mA电流信号适用在现场和中控制室之间的远传 可以避免传输导线的压降损失而引起的误差 另在失电的情况下可以直观发现 二线制优点 1 既是电源线 24VDC供电 又是信号线 4 20mA电流信号 可节省大量电缆线和安装费用 2 有利于安全防爆 2020 1 16 8 气动变送器采用20 100KPa信号原因 气动仪表在正常工作时 节流元件后的最小工作压力可以为大气压 即P2 101 33KPa 绝压 为了使介质不处于超临界状态 节流元件前的压力P1 绝压 应符合公式P2 P1 0 528 P1 101 33 0 528 192KPa 绝压 经圆整 将气动仪表上限工作压力定为100KPa 表压 下限压力定为20KPa 1 是因为弹簧波纹管等弹性元件在刚开始受力时线性较差 2 为了避免信号起点和仪表零点相混 2020 1 16 9 仪表的精度 仪表的精度等级指的是仪表的基本误差的最大允许值 是根据引用误差来划分的 绝对误差 测量值 真值相对误差 绝对误差 仪表示值 100 引用误差 绝对误差 量程 100 2020 1 16 10 仪表测量元件 温度测量仪表 T 热电阻 热电偶 双金属温度计 压力测量仪表 P 压力变送器 压力开关 电接点压力表 流量测量仪表 F 差压变送器 转子流量计 涡街流量计 电磁流量计 质量流量计 超声波流量计 流量开关 2020 1 16 12 液位测量仪表 L 玻璃板液位计 浮筒式液位计 法兰式差压液位变送器 单法兰式和双法兰式 液位开关 在线分析仪表 Q 包括露点仪 水分仪 PH计 组份 色谱仪 电导仪 气体 H2 O2 CO CO2 分析仪等 特殊仪表 压缩机的振动 S 位移 G 转速 S 等探头 大机组监控仪 Bently3300 Bently3500 无纸记录仪 2020 1 16 13 报警仪 A 可燃气体 H2 烃类 报警仪和有毒燃气体 H2S CL2等 报警仪 2020 1 16 14 温度测量元件 热电阻 Pt 100等热电偶双金属温度计温度变送器 将热电阻的电阻信号或热电偶mV信号转换为4 20mA信号 2020 1 16 15 温度单位 摄氏温标 又称百分温标 它把标准大气压下冰的融点定为零度 0 把水的沸点定为一百度 100 在0 到100 之间划分一百等分 每一等分为一摄氏度 华氏温标 F 规定标准大气压下冰的融点为32F 水的沸点为212F 中间划分180等分 每一等分称为一华氏度 凯氏温标 K 是一种绝对温标 也叫热力学温标 它规定分子运动停止 即无热存在 时为绝对零度或最低理论温度 0K 温标 摄氏 华氏F 凯氏K 换算 1 5 F 32 9F 9 5 322 K 273 15 2020 1 16 16 热电阻 组成 电阻体 绝缘套管 保护套管和接线盒 工作原理 铂 镍 铜等金属丝的电阻随温度变化而改变 温度越高 电阻值越大 Pt 100含义 零度时铂电阻R0 100欧姆 三线制 为了减小连接导线电阻值因环境温度变化而引起的测量误差 测量范围 铂电阻 200 850 铜电阻 50 150 常见故障 短路 断路 腐蚀 损坏 2020 1 16 17 热电阻三线制 分析 图中线电阻r1 r2 r3 I1 I2 I 2R1 R3 R2 R4 R3 R4Uab Rt R4 r1 I1 R3 r3 I2 Rt I1 2020 1 16 18 热电偶 工作原理 是利用热电效应制成的温度传感器 把两种不同的导体或者半导体材料A和B连接成闭合回路 当两个接触端温度不同时回路就会产生热电势 这种现象称为热电效应 A和B称为热电极 其中温度高的接点T称为热端 或工作端 温度低的接点成为冷端 或自由端 热电偶回路中所产生的热电势由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势所组成 2020 1 16 19 热电势产生的条件 两热电极材料相异 两接点温度不同 热电特性 非线性 2020 1 16 20 热电偶的种类 2020 1 16 21 热电偶的优点 测量精度高 因热电偶直接与被测对象接触 不受中间介质的影响 测量范围广 常用的热电偶从 50 1600 均可测量 某些特殊热电偶最低可测到 269 如金铁镍铬 最高可达 2800 如钨 铼 构造简单 使用方便 性能稳定 动态特点好 热电偶通常是由两种不同的金属丝组成 而且不受大小和开头的限制 外有保护套管 用起来非常方便 2020 1 16 22 热电偶的冷端温度补偿 从热电偶的测温原理可知 热电势的大小不仅与热端温度有关 而且也与冷端温度有关 只有当冷端温度固定不变 才能通过热电势的大小去判断热端温度的高低 当冷端温度波动较大时 必须首先使用补偿导线将冷端延长到一个温度固定的地方 然后再考虑将冷端处理为0 这称为热电偶的冷端处理和补偿 E t 0 E t t0 E t0 0 常用的补偿方法 补偿导线法 冷端补偿法 2020 1 16 23 热电偶常用温度补偿方法 补偿导线加冷端补偿法 补偿导线不是冷端补偿 只是热电偶的延长 价格比热电偶便宜 其长度对测量无影响 补偿导线的性能只是在一定的温度范围内 0 100度 和热电偶相近 例如 1 镍铬 镍硅 K 在100 时电势为4 095mV 其对应补偿导线铜 极为红色 极为绿色 康铜在100度时电势4 27mV 2 铂铑10 铂 S 在100 时电势为0 645mV 其对应补偿导线铜 铜镍在100 时电势为0 643mV 没有配补偿导线 热偶现场冷端温度大于控制室温度 补偿不够 显示偏低 反之补偿过多 显示偏高 2020 1 16 24 热电偶常见故障 热电偶或补偿导线短路 显示短路处的温度值 热电偶或补偿导线断路 显示值不变 有 断偶 保护的显示仪表上限值 热电偶现场接线柱碰到盖子 显示值偏低 补偿导线 不配对 偏高或偏低 正 负接反 热偶现场冷端温度大于控制室温度 显示偏高 反之偏低 NOTE 采用齐纳安全栅 补偿导线需连到AI卡 采用隔离安全栅 补偿导线只需连到安全栅进线即可 2020 1 16 25 双金属温度计 工作原理 由两片膨胀系数不同的金属牢固地粘合在一起 其一端固定 另一端通过传动机构和指针相连 当温度变化时 由于膨胀系数不同 双金属片产生角位移 带动指针指示相应温度 工艺现场就地指示 带电接点设备 感应块 用于温度远传报警 联锁 测量范围一般 80 600 结构简单 价格便宜 使用方便 精度低 1 0 1 5和2 5级 2020 1 16 26 流量测量仪表 按测量原理不同可分为 1 差压式 节流元件 差压变送器 楔型 2 速度式 涡轮 涡街 电磁 超声波3 容积式 腰轮 椭圆齿轮 刮板 差压式流量测量 节流元件 被测流体在管道中流经节流件时 由于流动截面变小 流速收缩 流速加快 静压降低 于是在节流件前后产生静压差 差压与流量平方成正比 种类 孔板 结构简单 价格便宜 喷嘴 耐腐蚀性能好 文丘里管 压力损小 安装有直管段要求 上游24D 下游7D 差压变送器 差压与电流成正比 需开方 2020 1 16 28 STN920 ST3000系列差压变送器 Honeywell 工作原理 利用单片机与微位移式压力 差压 敏感元件 压敏电阻复合芯片 相结合 压力 差压变化其传感器阻值即发生变化 通过电桥转换成电信号 可用SFC SmartFieldCommunicator 现场灵敏通讯器校验 精度可达0 05 0 1级 2020 1 16 29 EJA系列差压变送器 横河 2020 1 16 30 EJA系列差压变送器 横河 工作原理 由单晶硅谐振式传感器上的两个H型的振动梁分别将差压 压力信号转化成频率信号 送到脉冲计数器 再将两频率之差直接传到CPU进行数据处理 再经D A转化4 20mA 中心谐振梁因受压缩力而频率减少 边侧谐振梁因受张力而频率增加 两频率之差对应不同压力信号 可在模拟信号上叠加一个BT200数字信号进行通讯 2020 1 16 31 容积式流量计 工作原理 采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积 所以 容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间 通常称其为 计量空间 或 计量室 这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部分一起构成 流体通过流量计 就会在流量计进出口之间产生一定的压力差 流量计的转动部分在这个压力差作用下将产生旋转 并将流体由入口排向出口 在这个过程中 流体一次次地充满流量计的 计量空间 然后又不断地被送往出口 在给定流量计条件下 该计量空间的体积是确定的 只要测得转子的转动次数 就可以得到通过流量计的流体体积的累积值 2020 1 16 32 椭圆齿轮型容积流量计 工作示意图 2020 1 16 33 转子流量计 横河 KROHNE 测量过程中 始终保持节流件 浮子 前后的压降不变 而是通过改变流通面积来改变流量的仪表 所以被称为恒压降流量计 按其制造材料的不同 可分为玻璃浮子流量计和金属管浮子流量计两大类 2020 1 16 34 转子流量计 结构原理 浮子流量计结构主要由一个向上扩张的锥形管和一个置于锥管中可以上下自由移动的浮子组成 如图所示 流量计的两端用法兰连接或螺纹连接的方式垂直地安装在测量管路上 使流体自下而上地流过流量计 推动浮子在稳定工况下 浮子悬浮的高度与通过流量计的体积流量之间有一定的比例关系 所以 可以根据浮子的位置直接读出通过流量计的流量值 或通过远传信号方式将流量信号 即浮子的位置信号 远传给二次仪表显示和记录 2020 1 16 35 涡街流量计 rosemount E H 测量原理 1 又称卡门旋涡流量计 是利用液体自然振动的原理制成的旋涡分离型流量计 当流体以足够大的流速流过旋涡发生体 BluffBody 沿两条平行直线上产生整齐排列 转向相反的涡列 涡列的个数 即涡街频率 和流速成正比 因而通过测量旋涡频率 就可知道流体的流速 从而测出流体的流量 2 f St V d St 0 16为斯特罗哈尔系数 流量Q V S 截面积 2020 1 16 36 涡街流量计 优点 仪表的标定系数不受流体压力 温度 密度 粘度及成份变化的影响 更换检测元件时无需重新标定 量程比大 液体达1 15 气体达1 30 管道口径几乎不受限制 为25 2700mm 压力损失相当小 直接输出与流量成线性关系的电信号 精度较高 安装简便 维护量小 故障少 缺点 流速分布变动及脉动流将影响测量精度 安装有直管段要求 上游20D 下游5D 检测元件被沾污后也将影响测量精度 应定期清洗 2020 1 16 37 涡轮流量计 工作原理 也叫透平流量计 1 壳体组件 2 前导向架组件 3 叶轮组件 4 后导向架组件 5 压紧圈 6 带放大器的磁电感应转换器在某一流量范围和一定流体黏度范围内 涡轮流量计输出的信号脉冲频率f与通过涡轮流量计的体积流量q成正比 即 f K QQ f K K为涡轮流量计的仪表系数 其数值由实验标定得到 为常数 仪表系数的意义是单位体积流量通过涡轮流量传感器时传感器输出的信号脉冲频率 或信号脉冲数 单位 Q L s f Hz K 次 升带频率转换器 2020 1 16 38 涡轮流量计 是一种速度式流量仪表 它利用置于流体中的叶轮旋转角速度与流体流速成比例的关系 通过测量叶轮的转速来反映通过管道的体积流量大小 是目前流量仪表中比较成熟的高精度仪表 涡轮流量计由涡轮流量传感器和流量显示仪表组成 可实现瞬间流量和累积流量的计量 传感器输出与流量成正比的脉冲频率信号 该信号通过传输线路可以远距离传送给显示仪表 便于进行流量的显示 此外 传感器输出的脉冲信号可以单独与计算机配套使用 由计算机代替流量显示仪表实现密度 温度或压力补偿 显示质量流量或气体的体积流量 本类仪表适用于轻质成品油 石化产品等液体和空气 天然气等低黏度流体介质 通常用于流体总量的测量 2020 1 16 39 电磁流量计 测量原理 基于法拉第电磁感应原理工作 其感应电势的大小与被测流量有一一对应的关系当一导体在磁场中运动切割磁力线时 在导体的两端将产生感应电动势 e 其方向由右手定则确定 其大小与磁场的磁感应强度 B 导体在磁场内的有效长度 L 及导体垂直于磁场的运动速度 u 成正比 如果B L和u三者互相垂直 e B L u 流量Q S u 2020 1 16 40 电磁流量计 电磁流量计 ElectromagneticFlowmeters 简称EMF 用来测量导电液体的体积流量 结构上 由电磁流量传感器和转换器两部分组成 传感器安装在工业过程管道上 它的作用是将流进管道内的液体的体积流量值线性地变换成感应电势信号 并通过传输线将此信号送到转换器 转换器将传感器送来的流量信号进行放大 并转换成与流量信号成正比的标准电信号输出 以进行显示 累积和调节控制流量值 2020 1 16 41 电磁流量计特点 1 电磁流量计的传感器结构简单 测量管内没有可动部件 也没有任何阻碍流体流动的节流部件 所以流体通过流量计时无压力损失 2 可测量脏污介质 腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量 这是因为仪表测量管内的无阻碍流动部件 与被测流体接触的只是测量管内衬和电极 其材料可根据被测流体的性质来选择 如用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬 可测各种酸 碱 盐等腐蚀性介质 采用耐磨橡胶做内衬 就特别适合测量带固体颗粒 磨损较大的矿浆 水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体 3 电磁流量计是一种体积流量测量仪表 在测量过程中 它不受被测介质的温度 黏度 密度的影响 因此 电磁流量计只需经水标定后 就可以用来测量其他导电性液体的流量 2020 1 16 42 电磁流量计特点 4 电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比 而与对称分布下的流动状态 层流或湍流 无关 所以电磁流量计的量程范围极宽 其测量范围度可达100 1 5 电磁流量计无机械惯性 反应灵敏 可以测量瞬间脉动流量 也可测量正反两个方向流量 6 可垂直 水平安装 但应保证灌满条件 直管段要求低 上游5D 下游3D 精度较高 7 必须单独接地 因为电磁流量计的变送器产生的检测信号很微弱 仅为2 5mV 8mV 小流量时仅为几十微伏 外界稍有干扰就将影响测量精度 严重时电磁流量计将不能正常工作 所以变送器必须单独接地 以避免干扰 2020 1 16 43 电磁流量计的不足之处 1 被测介质必须是导电性液体 不能用来测量电导率很低的液体介质 如石油制品或有机溶剂等 不能用来测量气体 蒸汽以及含有大量气体的液体 2 介质温度不能太高 一般小于120 压力小于1 6MPa 流速不低于0 3m s 3 如未经特殊处理 也不能用于测量低温介质 以防止测量管外结露破坏绝缘 4 电磁流量计易受外界电磁干扰的影响 2020 1 16 44 超声波流量计 Siemens 工作原理 超声波在流体中传播时 其传播速度或相位受流体流速影响 流体的流速V与两个换能器超声波逆流和顺流所需时间差有关 将穿过流体的超声波信号进行适当处理 测得时间差就可计算出流体的流速 从而得知流体的流量 由两个换能器和信息处理器组成 常采用时间差法 2020 1 16 45 质量流量计 KROHNE Rosemount 工作原理 根据科里奥利效应 在一个旋转体系中 具有质量和速度的物体 以角速度从里往外 反之亦然 运动 则物体会受到一个切向力 简称为科氏力 由两根U型管和转换器 光电检测系统 组成 管中间加电磁激励 使其振荡 振荡频率为600 1100Hz 当管中液体不流动 两个光电检测系统测得的管子振荡的相位是相同的 当有液体流动时 因科氏力作用 前半部分振荡衰减 后半部分振荡加速 于是光电检测系统测得的相位不同 流体质量越大 相位差便越大 2020 1 16 46 体积流量m3 h与Nm3 h单位转化公式 Qn Q1 Tn P1 Zn T1 Pn Z1 式中 Qn Tn Pn Zn为标准情况下的气体流量 温度 压力 压缩系数 Q1 T1 P1 Z1为工作状况下的气体流量 温度 压力 压缩系数 备注 1 T1 Tn均为热力学温度 273 K2 在DCS系统组态中可采用TPCFL温压补偿模块进行处理 2020 1 16 47 压力测量元件 压力单位 1Pa就是1牛顿的力作用在1平方米面积上所产生的压力 单位换算 如取重力加速度g 9 81cm s21mmH2O 9 81Pa 1mH2O 9 81kPa 1atm 物理大气压 101 3kPa 1bar 1000mbar 100kPa 1kgf cm2 0 1MPa压力表的使用范围常为全量程的1 3至2 3之间 2020 1 16 48 压力测量元件 压力变送器电接点压力表压力开关 2020 1 16 49 电接点压力表 WIKA 2020 1 16 50 压力开关 是一种简单的压力控制装置 当被测压力达到设定值是可发出用于报警 联锁的接点信号 工作原理 当被测压力达到设定值时 弹性元件的自由端产生位移 直接或经过比较后推动开关元件 改变开关元件的通断状况 达到控制被测压力的目的 弹性元件 单圈弹簧管 膜片 膜盒 波纹管 开关元件 磁性开关 水银开关 微动开关 开关型式 常开 常闭 2020 1 16 51 液位测量元件 浮筒液位计 气动 电动 差压变送器 双法兰液位计 单法兰液位计雷达液位计液位开关 2020 1 16 52 电浮筒液位计 Fisher 工作原理 基于阿基米德原理 当浮筒浸沉在液体中 受到介质浮力作用 液位上升 或下降 浮筒自重改变 杠杆力变化 扭力管产生一定的角位移 联动附在扭力管上的磁铁摆动 使霍尔传感器周围的磁场变化 同时霍尔传感器输出差分电压信号 通过CPU计算并转化成与液位对应的4 20mA标准电流信号 最大测量范围为浮筒的长度 浮筒破裂 无浮力 指示最小 浮筒脱落 指示最大 2020 1 16 53 双法兰液位计 工作原理 利用液体自身上下高度产生的压差 其压差与液体高度成正比 公式 P P1 P2 H p gP1为下法兰测得的压力 P2为上法兰测得的压力 H为液面高度 p为介质密度g位重力加速度 校验时需考虑零点迁移 硅油密度 ABB型为1 07 Rosemount型为0 92 2020 1 16 54 雷达液位计 雷达液位计是通过天线向被测介质物质发射微波的 雷达液位计是通过测出微波发射和反射回来的时间而得到液位的仪表 雷达液位计没有测量盲区 精度可以很高 液位测量分辨率可达1mm 特殊除外 雷达液位计采用高频振荡器作为微波发生器 发生器产生的微波使用波导管将其引到辐射天线 雷达表发出的微波传到液体表面时 部分吸收 部分反射回来 雷达液位计发射频率固定不变 通过测量发射波与反射波的运行时间 再进行处理 雷达液位计的微波发射频率由雷达发生器决定 一般在5 10GHz上下 当雷达液位计用于测量腐蚀性和易结晶的液位时 为了防止结晶物影响仪表正常工作 要求法兰端面和最高液位之间至少有100 的安全距离 安装雷达液位计时应尽量避开进料口 进料帘 旋涡 搅拌器 2020 1 16 55 按钮紧急停车按钮 现场就地盘上 2020 1 16 56 透平循环氢压缩机 2020 1 16 57 透平循环氢压缩机 探头基于电涡流原理进行检测 一般可以认为间隙和电压之间成正比关系 探头的安装 一般采用电气测隙法 即将探头 延伸电缆 前置放大器接好送电 用数字万用表观察输出电压 例 刻度系数200mV mil 即7 87V mm 的7200系列 装到间隙电压为 10VDC位置 探头和被测表面间隙为50mil 相当于1 27mm 2020 1 16 58 探头校验方法 按图连接设备 调整在TK3试验及校准仪器上的轴状千分尺一直到其读数为0 51mm 把探头装到TK3的探头夹持器里 调整在夹持器里的探头 直到数字万用表的指示为 3 00 0 01Vdc 调整千分尺到0 20mm 然后再调回到0 25mm 以补偿千分尺的机械间隙 记录输出电压 用千分尺以0 25mm为增量 递增间隙 每一次增大间隙后 都要记录其电压大小 对于每次的电压递增 用相应于较小间隙的电压减去相应于较大间隙的电压 然后除以0 25mm 得到系统增量的灵敏度7 87 0 79v mm 用2 28mm处的电压减去0 25mm处的电压 然后除以2 03mm 这样就得到系统的平均灵敏度7 87 0 43v mm 2020 1 16 59 压缩机监控仪 本特利Bently3300 3300 16卡 振动3300 20卡 位移3300 50卡 转速本特利Bently3500 2020 1 16 60 机械式触点发讯器 机械式触点开关NC Normalclosed 正常状态触点闭合NO Normalopen 正常状态触点断开如 压力开关 流量开关 开关 按钮等 2020 1 16 61 感应块 回讯器 非接触式的固体敏感元件 感应式传感器 原理 实质上是一个振荡器 传感器与一种金属片配合使用 金属片接近或离开它时 工作状态发生变化 当金属片离开它时 振荡器振荡电流增加 电阻值减小 相当于短路 当金属片接近它时 振荡器停止或振幅很低 振荡电流减小 电阻值减大 相当于开路 因此等效为一种电阻式开关的变化 灵敏度高 消耗能量很小 常用于本安型防爆场合 2020 1 16 62 仪表执行元件 调节阀 气动 液动 电动 单座 双座阀 偏心旋转阀 三通阀 角阀 高压阀 隔膜阀 蝶阀 继电器 24VDC 24VDC 24VDC 220VAC 电磁阀 24VDC供电 220VAC供电 报警灯 报警喇叭 2020 1 16 63 气动调节阀 仪表风作动力 2020 1 16 64 液动调节阀 液压油作动力 二位式 全开 全关 一般用于程控系统 2020 1 16 65 电动调节阀 380VAC交流电作动力 利用电机正 反转控制阀门开度 一般用于大管径 压差大的场合 2020 1 16 66 调节阀名称及适用 直通单座调节阀 泄漏量小 不平衡力大 其适用于要求泄漏量小 管径小和阀前后压差较低的场合直通双座调节阀 泄漏量大 不平衡力小 阀体流路复杂 其适用于对泄漏量要求不严和压差较大的场合 不适用于高粘度和含纤维介质的调节角型调节阀 阀体为直角型 可以改变流体的流动方向 其流路简单 阻力小适用于高压差 高粘度或含有悬浮物和颗粒状物质流体的调节及直角配管的地方 隔膜调节阀 适用于高粘度 含悬浮颗粒或纤维介质 腐蚀性介质的调节 蝶阀 流通能力大 泄漏量大 压差低 阻力损失小 价格低 适用于悬浮颗粒物和浓桨状流体 大口径 大流量 低压差的场合 合流阀 适用于工艺要求介质合流的场合 分流阀 适用于工艺要求介质分流的场合 2020 1 16 67 角型调节阀 2020 1 16 68 气动调节阀 组成 调节阀 执行机构 阀体部分气动执行器接受调节器送来的压力信号 改变被调介质的流量 使生产过程按预定的要求正常进行 实现生产过程的自动化 气动薄膜执行机构结构简单 动作可靠 维修方便 价格低廉 是一种应用最广的执行机构 它分正 反作用两种形式 当信号压力增加 推杆下移的称正作用式 当信号压力增加 推杆上移的称反作用式 气动执行器阀芯与阀杆的连接有圆柱销钉连接法及螺纹连接法 圆柱销钉连接法适用于小口径的调节阀 而螺纹连接法适用于大口径的调节阀 2020 1 16 69 调节阀基本知识 符号 DN 公称直径 mm dg 阀座直径 mm PN 公称压力 MPa 法兰标识 ANSI3 600LBS含义 1 25 4mm1bar 15 4LBS调节阀作用方式 气开FC airfailuretoclose 有信号压力时 阀开 无信号压力时 阀关 气关FO airfailuretoopen 有信号压力时 阀关 无信号压力时 阀开 2020 1 16 70 调节阀基本知识 可调比 R 调节阀所能控制的最大流量和最小流量之比 R Qmax Qmin 等百分比调节阀流量与阀开度之间的关系 Q Qmin R l L Q Qmax R l L 1 流量系数 C 调节阀全开 阀前后压差为100kpa 流体重度为1gf cm2时 每小时所通过的M3数 2020 1 16 71 调节阀的流开 流闭 调节阀的流开 流闭是对介质流动方向而言 其定义 在节流口 介质的流动方向向着阀打开方向流动 即与阀开方向相同 时 叫流开 反之 向着阀关方向流动 即与阀关方向相同 时 叫流闭 2020 1 16 72 调节阀口径确认步骤 根据生产能力 设备负荷及介质状况计算Qmax和Qmin 根据系统特点选定S 阻力比S 阀全开前后压差 系统总压差 一般1 0 6和0 6 0 3 值 确定全开前后压差 计算流量系数 C 求Cmax和Cmin值 根据Cmax 在所选产品型式的标准系列中 选取大于Cmax并最接近的那一级C值 阀开度验算 要求最大流量时阀开度不大于90 最小流量时阀开度不小于10 实际可调比验算 一般要求实际可调比不小于10 口径的确定 验证合格后 根据C值决定 2020 1 16 73 执行机构和调节阀选择 根据工艺条件 选择合适的调节阀结构形式和材质 根据工艺对象的特点 选择合适的流量特性 根据工艺操作参数 选择合理的阀门尺寸 根据阀杆受力大小 选择足够推力的执行机构 根据工艺过程的要求 选择合适的辅助装置 2020 1 16 74 自力式调节阀 特点 又称直接作用调节阀 是一种不需要任何外加能源 并且把测量 调节 执行三种功能统一为一体 利用被测对象本身的能量带动其动作的调节阀 具有结构简单 价格便宜 动作可靠等特点 适用于流量变化小 调节精度不高或仪表气源供应困难的场合 按用途可分 压力 差压 液位 温度和流量调节阀 目前压力调节阀和氮封多用 2020 1 16 75 调节阀阀芯形状和理想流量特性曲线 2 7 直线特性4 5 等百分比特性1 8 快开特性3 6 抛物线特性 2020 1 16 76 调节阀的直线与等百分比流量特性优缺点 从特性曲线图上可以看出 直线特性始终在等百分比特性上方 同一开度下 直线特性流量大 压差改变快 因此调节速度比等百分特性快 从流量的相对变化看 直线特性小开度时 调节作用太强 易产生超调 引起震荡 大开度时 调节作用太弱 不及时灵敏 而等百分比特性正好与之相反 小开度时 调节平稳缓和 大开度时调节灵敏 有效 由于等百分比特性大部分流量集中在后面 因此等百分比特性的调节阀 其容量不易充分利用 经济性差 2020 1 16 77 2020 1 16 78 2020 1 16 79 压缩机防喘振阀 2020 1 16 80 阀门定位器作用 改善调节阀的静态特性 提高阀门位置的线性度 改善调节阀的动态特性 减少调节信号的传递滞后 改变调节阀的流量特性 实现分程控制 使阀门动作反向 2020 1 16 81 继电器