压力变送器安装规范及主意事项ppt课件.ppt

压力变送器 1 内容简介 压力变送器的工作原理 压力变送器分类和选型 安装及注意事项 故障问题和措施 2 压力变送器 pressuretransmitter 是指以输出为标准信号的压力传感器 是一种接受压力变量按比例转换为标准输出信号的仪表 它能将测压元件传感器感受到的气体 液体等物理压力参数转变成标准的电信号 如4 20mADC等 以供给指示报警仪 记录仪 调节器等二次仪表进行测量 指示和过程调节 一 定义和工作原理 3 二 压力变送器分类和选型 绝对压力 大气压力 表压之间的关系 4 分类 从压力 差压变送器制作的结构上来分有普通型和隔离型 普通型压力 差压变送器的测量膜盒为一个 它直接感受被测介质的压力或差压 隔离型的测量膜盒接受到的是一种稳定液 一般为硅油 的压力 而这种稳定液是被密封在两个膜片中间 直接接受被测压力的膜片为外膜片 原普通型膜盒的膜片为内膜片 当外膜片上接受压力信号时通过硅油的传递原封不动的将外膜片的压力传递到了普通膜盒上 从而可以测出外膜片所感受到的压力 5 隔离型压力 差压变送器主要是针对特殊的被测量介质设计和使用的 如果被测介质离开设备后会产生结晶 而使用普通型压力 差压变送器需要取出介质 会将导压管膜盒室堵塞使其不能正常工作 所以必须选用隔离型 隔离型变送器通常作成法兰式安装 即在被测设备上开口使变送器安装后它的感应膜片是设备壁的一部分 这样它不会取出被测介质 一般也不会造成结晶和堵塞 当被测介质需求结晶温度较高时 可选用将膜片凸出的结构 这样可将传感膜片插入到设备内部 从而感应到的介质温度不会降低 这样测量是有保障的 即选用插入式法兰变送器 6 隔离型变送器有远传型和一体型之分 远传型即外膜盒与测量膜盒之间用加强毛细管连接 一般毛细管为3 5米 这样外膜盒装在设备上 内膜盒及变送器可以安装在便于维护的安装支架上 另一种形式是外膜盒与变送器做成一体直接由法兰安装在设备上 对于隔离型压力变送器它还可以作成螺纹连接型 即外膜盒或外弹性元件可在安装螺纹的前面 只要在被测设备上焊接上内螺纹凸台 便可将变送器直接拧到设备上 安装非常方便 隔离型压力 差压变送器的制作复杂 材质要求也较高 所以它的价格通常是普通型的3 4倍 7 选型 一 原则 在压力 差压变送器的选用上主要依据 以被测介质的性质指标为准 以节约资金 便于安装和维护为参考 如果被测介质为高黏度 易结晶 强腐蚀的 必须选用隔离型变送器 在选型时要考虑被测流体介质对膜盒金属的腐蚀 一定要选好膜盒材质 否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏 法兰也会被腐蚀坏造成设备或人身事故 所以膜盒材质的选择非常关键 变送器的膜盒材质有普通不锈钢 304不锈钢 316 316L不锈钢 钽材质等 8 在选型时要考虑到被测介质的温度 如果温度高 达到200 400 要选用高温型 否则硅油会产生汽化膨胀 使测量不准确 在选型时要考虑设备的工作压力等级 变送器的压力等级必须与应用场合相符合 从经济角度上讲 外膜盒及插入部分材质比较重要 要选合适 但连接法兰可以降低材质要求 如选用碳钢 镀铬等 这样会节约很多资金 隔离型压力变送器最好选用螺纹连接形式 这样既节约资金 安装也方便 9 对于普通型压力和差压变送器选型 也要考虑到被测介质的腐蚀性问题 但使用的介质温度可以不予考虑 因为普通型是引压到表内 长期工作时温度是常温 但普通型使用的维护量要比隔离型大 首先是保温问题 气温零下时导压管会结冰 变送器无法工作甚至损坏 这就要增加伴热和保温箱等装置 从经济角度上来讲 选用变送器时 只要不是易结晶介质都可以采用普通型变送器 而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量 只要工艺允许用吹扫液或气 应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查 包括各种导压管是否泄漏 吹扫介质是否正常 保温是否良好等 只要维护好 大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多 维护时要注意硬件维护和软维护相结合 10 从选用变送器测量范围上来说 一般变送器都具有一定的量程可调范围 最好将使用的量程范围设定在它量程的1 4 3 4段 这样精度会有所保证 对于微差压变送器来说更是重要 实践中有些应用场合 液位测量 需要对变送器的测量范围迁移 根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量进行迁移 迁移有正迁移和负迁移之分 目前 智能变送器已相当普及 它的特点是精度高 可调范围大 而且调整非常方便 稳定性好 选型时应多考虑 11 二 要求 从物理学角度来看 任何一个物体上受到的压力都包括大气压力和被测介质的压力 一般称为表压 两部分 作用在被测物体上的这两部分压力总和称为绝对压力 P绝 P表 大气压测量绝对压力的仪表称为绝压表 对于普通的工业压力表测量的都是表压值 也就是绝对压力与大气压的压差值 当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值 称为正表压 当绝对压力小于大气压值时测得的表压值为负值 称为负表压 即真空度 测量真空度的仪表称为真空表 12 为了保证压力测量精度 最小压力测量值应高于压力表测量量程的1 3 对需远距离测量或测量精度要求较高的场合 应选用压力传感器或压力变送器 在测量精度要求不高时 可选择电阻式或电感式 霍尔效应式远传压力变送器 气动基地式压力指示调节器适宜做就地压力指示调节 压力变送器 压力开关应根据安装场所的防爆要求合理选择 13 差压变送器选型 测量范围 需要的精度及测量功能 测量仪表面对的环境 如石油化工的工业环境 有可热 有毒 和爆炸危险气氛的存在 有较高的环境温度等 被测介质的物理化学性质和状态 如强酸 强碱 粘稠 易凝固结晶和汽化等工况 14 操作条件的变化 如介质温度 压力 浓度的变化 有时还要考虑到从开车到参数达到正常生产时 气相和液相浓度和密度的变化 被测对象容器的结构 形状 尺寸 容器内的设备附件及各种进出口料管口都要考虑 如塔 溶液槽 反应器 锅炉汽包 立罐 球罐等 其它要求 如环保及卫生等要求 工程仪表选型要有统一的考虑 要求尽可能地减少规格品种 减少备品备件 以利管理 15 实际的工艺情况 考虑被测对象是属于哪一类设备 如槽 罐类 槽的容积较小 测量的范围不会太大 罐的容积较大 测量的范围可能较大 要看介质的物化性质及洁净程度 首选常规的差压变送器及浮筒式液位变送器 还要对接触介质部分的材质进行选择 对有些悬浮物 泡沫等介质可用单法兰式差压变送器 有些易析出 易结晶的用插入式双法兰差压变送器 对高黏度介质的液位及高压设备的液位 由于设备无法开孔 可选用放射液位计来测量 除了测量方法上和技术上问题以外 还有仪表的投资问题 16 技术上要可行经济上要合理管理上要方便 总结 17 18 测压原理 利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量 然后通过测量电容量便可以知道被测压力的大小 从而实现压力 电容量转换的 电容式压力传感器可分为三种类型 改变面积式 变介电质的变间隙式 可以用空气 固体介质如云母等 和变极间距离等三类 点击右图 1 电容式压力 差压 变送器 P1 P2 P 中心膜片变形位移 电容量变化 P1 P2时 C1 C2 K2 d0K2 S 4 P1 P2时 测量膜片中心位移 d K1 PK1 弹力系数当P2是大气压时 为压力传感部件 19 20 特点 灵敏度高 量程宽 过载能力强 结构紧凑 稳定性与抗振性好 测量精度高 可达0 2级 应用广泛 输出标准4 20mADC电流信号 21 2 扩散硅式 压阻型 压力变送器 扩散硅压力变送器采用具有国际先进技术进口陶瓷传感器 再配以高精密电子元件 经严格要求的工艺过程装配而成 压力变送器与使用的常规压力变送器相比 有两个显著不同的技术差别 一是测量元件采用新兴的高精密陶瓷材料 二是测量元件内无中介液体 是完全固体的 22 样式 23 3 电感式压力变送器 电感式液位变送器系可将各种物位参数的变化转换成标准电流信号 远传至操作控制室 供二次仪表或计算机进行集中显示 报警或自动控制 其良好的结构及安装方式 可适用于高温 高压 强腐蚀 易结晶 防堵塞 防冷结以及固体粉状 粒状物料等特殊条件下的液位 料位或物位的连续检测 可广泛应用于各种工业过程中的检测控制 24 绝对压力变送器 绝压变送器一般用在地方平均大气压与标准大气压偏差较大的地方 当实际大气压力的波动幅度对工艺参数的影响超出允许范围的时候 地区 季节 气候不同时实际大气也不同 一般选用绝压变送器 25 选型 应根据测量介质 使用环境等来进行选型 一般传感器接触介质的材质为316不锈钢材料 适于测量各种非腐蚀性气体 污水 净水 油等介质 对于使用于腐蚀环境中的传感器要具有防腐蚀特性 传感器压力敏感元件采用哈氏合金 蒙耐尔合金 钽等防腐材料制作 可使用于酸 碱等强腐蚀性环境 传感 26 器量程的选用一般选择使工作压力值在标准量程值的60 80 为宜 整个测量系统中可能出现的异常情况所导致的过载压力不得超过产品允许的最大过载 绝对压力变送器选型还应该考虑测量介质的温度和环境温度 防爆和防护等级 以及对产品的精度要求 有时还应考虑测量介质或所含杂质是否会引起堵塞等条件 27 安装 绝压表多用于测量工艺介质气相压力 因此变送器应高于导压管 而且多用安装支架固定在远离工艺管道或设备在这种情形中 导压管难以很好地与仪表螺纹连接 即使在导压管与螺纹连接处缠上高温密封胶 也无法杜绝泄漏 而为了方便仪表的维护又不能把仪表焊接在导压管上 有泄漏存在 绝压表就不可能真实地测量生产过程的绝对压力 所以会出现读数误差很大的结果 这对调节控制回路的影响尤为突 28 出 当变送器与导压管连接不密切 存在泄漏时 此时测量数据并不是生产过程的绝对压力 所以当过程压力变化时 变送器测量结果却没有发生相应的变化或变化不一致 PID功能块也就失去了自动调节的作用 并且便于操作的平台上 因此 在绝压变送器安装过程中须准确地定位变送器的安装位置 焊接导压管时要注意其能不能与变送器螺纹接口正好处于同一轴线 并且根据密封要求 在导压管与变送器连接处缠上高温密封胶带 29 防爆型压力变送器 被测介质的压力通过联通节传送至防爆变送器 测量头是一个可以改变电容量的元器件 由于压力的作用 测量头的电容量随着压力的变化面变化 测量头输出的变化电容传送至振荡板的振荡器 振荡器根据变化的电容量而改变振荡频率 变化的振荡频率信号经过集成运算放大 检波输出振荡频率小的半波信号 此信号再送至智能微处理器 30 安装注意事项 防爆变送器 在安装时必须符合防爆规定被测介质不允许结冰 否则将损伤传感元件隔离膜片 导致变送器损坏 应尽量安装在温度梯度和湿度变化小 无冲击和振动的地方 31 三 压力变送器的安装规范及注意事项 32 安装方式 1 直接管道安装方式 这种安装方式简单 用材少 33 2 法兰安装 液位 34 3 支架安装 大多采用此种安装方式 安装维护方便 35 压力变送器和差压变送器的安装一般采取 大分散 小集中 不设变送器小室 的原则 以使其布置地点靠近取源部件 安装地点应避开强烈振动源和电磁场 环境温度应符合制造厂的规定 环境温度对变送器内的半导体元件特性影响较大 测量蒸汽或液体微工作压力的压力变送器 其安装位置与测点的标高差引起的水柱压力应小于变送器的零点迁移最大值 否则将无法测量 对于有防冻 或防雨 要求的变送器 应安装在保温箱 或保护箱 内 对于无防冻 或防雨 要求的变送器 采取支架安装方式 36 安装要求 1安装前仔细阅读产品仿单 准确接线 留意产品不得发生接线错误 2变送器应安装在透风 干燥 无蚀 阴凉及温度变化较小之处 如露天安装应加防护罩 避免阳光直照和雨淋 以避免产品机能降低或泛起故障 1 安装前仔细阅读产品仿单 准确接线 留意产品不得发生接线错 误 2 变送器应安装在透风 干燥 无蚀 阴凉及温度变化较小之处 如露天安装应加防护罩 避免阳光直照和雨淋 以避免产品机能降低或泛 起故障 3 严禁随意摔打 冲击 拆卸 强力夹持或用尖利的用具捅引压孔 或金属膜片 4 留意保护产品引出电缆 电缆线接头处务必密封 以免进水或潮气 影响整机机能及寿命 变送后端子引线要保证和大气良好导通 5 安装时应在变送器和介质之间加载压力截止阀 以便检验和防止 取压口堵塞而影响丈量精度 在压力波动范围大的场合还应加装压力缓冲 装置 6 丈量蒸汽或其它高温介质时 留意不要使变送器的工作温度超限 必要时 加引压管或其它冷却装置连接 7 在丈量液体介质时 在加压前一定要用截止阀排净管道内的空气 防止因为压缩空气所产生的高压导传感器过载 8 禁止超指标过载 超指标过载造成的敏感膜损坏不在三包范围 9 隔爆型变送器在危险场所使用时 变送器的壳盖必需拧紧 为确 保使用安全 应严格遵守安全规程 绝对不答应在通电时打开变送器壳盖 10 本质安全型变送器必需配用安全栅才能在有爆炸性混合物的危险 场所使用 安全栅应符合 GB3836 4 2000 爆炸性气体环境用电气设别第 4 部门本质安全型 的划定 并经有关防爆部分进行防爆实验并取得防爆合 格证 37 3严禁随意摔打 冲击 拆卸 强力夹持或用尖利的用具捅引压孔或金属膜片 4留意保护产品引出电缆 电缆线接头处务必密封 以免水或潮气影响整机机能及寿命 变送后端子引线要保证和大气良好导通 5安装时应在变送器和介质之间加载压力截止阀 以便检验和防止取压口堵塞而影响丈量精度 在压力波动范围大的场合还应加装压力缓冲装置 38 6丈量蒸汽或其它高温介质时 留意不要使变送器的工作温度超限 必要时 加引压管或其它冷却装置连接 7在丈量液体介质时 在加压前一定要用截止阀排净管道内的空气 防止因为压缩空气所产生的高压导传感器过载 8隔爆型变送器在危险场所使用时 变送器的壳盖必需拧紧 为确保使用安全 应严格遵守安全规程 绝对不答应在通电时打开变送器壳盖 39 9引至变送器的导压管 其水平管道上的取压口方位要求如下 测量液体压力时 取压口应在管道横截面的下部 与管道截面水平中心线夹角45度以内 测量气体压力时 取压口应在管道横截面的上部 与管道截面水平中心线夹角45度以内 对于测量水蒸气压力 取压口可在管道的上半部及下半部 40 41 42 压力取源部件的安装位置 应选择在工艺介质流束稳定的管段 压力取源部件与温度取源部件在同一管道上时 压力取源部件应安装在温度取源件的上游侧 压力取源部件的端部不应超出工艺设备和工艺管道的内壁 当必须在调节阀门附近取压时 若取压口在其前 则与阀门距离应不小于2倍管径 若取压口在其后 则与阀门距离应不小于6倍管径对于宽广容器 取压口应处于流体流动平稳和无涡流的区域 在蒸汽管道上取压时 应在管道的侧面安装引压管 43 排污管应在靠近变送器引压管连接处安装 远传式压力变送器安装时毛细管禁止拆卸切勿用高于36V电压加到变送器上 导致变送器损坏 被测介质不允许结冰 否则将损伤传感器元件隔离膜片 导致变送器损坏 必要时需对变送器进行温度保护 以防结冰 44 45 46 对于测量的介质是高温的 必须安装冷凝器 冷凝器的长短根据温度和介质而定 冷却到传感器能够接受的范围 在垂直工艺管道上测量带有灰尘 固体颗粒或沉淀物等混浊介质的压力时 取源部件应倾斜向上安装 与水平线的夹角应大于30度 在水平工艺管道上宜顺流束成锐角安装 压力变送器安装位置应光线充足 操作和维护方便 不宜安装在振动 潮湿 高温 有腐蚀性和强磁场干扰的地方 否则会严重影响测量结果和变送器的寿命 压力变送器安装位置应尽可能靠近取源部件 测量低压的变送器的安装高度宜与取压点高度一致 尤其是测量液体介质和可凝性气体介质 47 注意事项 二 差压 开始前 如果阀门是关闭 则使用时 应该非常小心地并缓慢地打开阀门 以免被检测介质直接冲击传感器膜片 从而损坏变送器膜片 管道中必须保持管道的清洁 管道中的沉积物会弹出 并损坏变送器膜片 变送器与散热管出 切勿漏气 安装时应考虑油罐 或其它 的取压开孔尽量可能放低 以消除温度变化而造成的误差 必要时引入温度补偿 当油罐 或其它 罐体水平面不等的情况下 如上小下大 要考虑补偿措施 为了达到使用的精度 如油罐顶部装有呼吸阀时 必须采用差压变送器而不能采用压力变送器 对敞口油罐或精度要求不高时 可采用扩散硅压力变送器以方便安装使用 48 49 安装示意图 50 一般压力变送器为毛细管与远传法兰和表头相连接 单法兰安装如右图所示 51 差压式压力变送器 1 取压 52 2 安装方式 管道安装 53 2 罐 槽 壁安装 1 单法兰安装 54 2 双法兰安装 55 差压变送器使用时应注意问题 开启表时 应先打开正压阀1 再关闭平衡阀2 最后打开负压阀3 停表时 应先关闭负压阀3 再打开平衡阀2 最后关闭正压阀1 56 导压管安装注意事项 4 3 4导压管安装注意事项导压管要正确地安装 防止堵塞与渗漏 以免引起较大的测量误差 对于不同的被测介质 导压管的安装也有不同的要求 下面结合几类具体情况来讨论 1 测量液体的流量时 应该使两根导压管内都充满同样的液体而无气泡 以使两根导压管内的液体密度相等 这样 由两根导压管内液柱所附加在差压计正 负压室压力可以相互抵消 取压点应该位于节流装置的下半部 与水平线夹角a应为0 45 如果从底部引出 液体中夹带的固体杂质会沉积在引压管内 引起堵塞 在引压导管的管路内 应有排气的装置 如果差压计只能装在节流装置之上时 则须加装储气罐 如图所示 1 节流装置2 引压导管3 放空阀4 平衡阀5 差压变送器6 储气罐7 截止阀 测量液体流量时的连接图 注意 57 2 测量气体流量时 上述的基本原则仍然适用 尽管在引压导管的连接方式上有些不同 其目的仍是要保持两根导管内流体的密度相等 因此 必须使管内不积聚气体中可能夹带的液体 具体措施是 取压点应在节流装置的上半部 引压导管最好垂直向上 或至少应向上倾斜一定的坡度 以使引压导管中不滞留液体 如果差压计必须装在节流装置之下 则须加装储液罐和排放阀 如图所示 测量气体流量时的连接图 测量蒸汽的流量时 要实现上述的基本原则 同时必须解决蒸汽冷凝液的液位问题 以消除冷凝液液位的高低对测量精度的影响 最常见的接法如图所示 取压点从节流装置的水平位置接出 并分别安装了凝液罐 这样 两根导管内都充满了冷凝液 而且液体一样高 从而实现了差压 p的准确测量 自凝液罐至差压计的接法与测量液体流量相同 测量蒸汽流量管路正面连接图 2 测量蒸汽流量管路连接图 差压仪表高于节流装置 三阀组 注释 1 对焊式异径活接