化工仪表基础培训(张勇洪)

1、一、仪表的发展历史 仪表发展已有悠久的历史。据韩非子有度记载，中国在战国时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器，称为司南。古代的仪器在很长的历史时期中多属用以定向、计时或供度量衡用的简单仪器。 1718世纪，欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力的原理制成简单的检流计；利用光学透镜制成的望远镜，奠定了电学和光学仪器的基础。其它一些用于测量和观察的各种仪器也遂逐渐得到了发展。 19世纪到20世纪，工业革命和现代化大规模生产促进了新学科和新技术的发展，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。现代仪器仪表已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。 仪表的发展趋势 工

2、业自动化仪表重点发展基于现场总线技工业自动化仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内年内数字仪表比例达到数字仪表比例达到60%以上。以上。 测量管无阻碍流动部件、无压损、直管段要求较低。 测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。 适用于导电率5us/cm的流体流量测量 量程比大，达1：

3、20，满量程流速范围可0.5m/s-10m/s范围自由选定质量流量计仪表常用的电信号包括：420mADC信号15VDC信号脉冲信号RTD（热电阻）PT100信号mV信号(热电偶)常见的调节阀气源信号：20-100KPa40-200KPa80-240KPa气缸阀气源压力一般不低于450KPa仪表的量程：就是测量刻度上限减去刻度的下限，可不是测量能力范围的上下限。一块温度仪表的测量刻度范围为-20100度，那么它的量程为120度。4.1 概述 阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通

4、径达10m的工业管路用阀。 阀门可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体的流动 阀门的工作压力可从1.310MPa到1000MPa的超高压 工作温度从-269的超低温到1430的高温 阀门的控制可采用多种传动方式，如手动、电动、液动、气动、蜗轮、电磁动、电磁-液动、电-液动、气-液动、正齿轮、伞齿轮驱动等 阀门也可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，阀门依据驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。 基本概念：公称直径：是指阀门与

5、管道连接处通道名义直径。DN表示。 公称压力：是指阀门的机械强度有关的设计压力。用PN表示。 4.2 阀门的用途 阀门是一种管路附件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质运动的一种装置，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。 截断阀类：接通或截断管路中各段中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等。 调节阀类：调节管路中介质的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。 分流阀类：改变管路中介质的流动方向，用于分配、分离或混合介质。如分配阀、三通旋塞阀、三通或四通球阀、疏水阀等。4.3 阀门的分类自动阀门： 依据介质(液体、气体、蒸汽等)本身的能力

6、而自行动作的阀门。如安全阀、止回阀、减压阀、疏水阀、水力控制阀、紧急切断阀、排气阀等。调节阀类：调节管路中介质的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。 驱动阀门： 借助手动、电动、液动和气动来操纵的阀门。如闸阀、截止阀、节流阀、蝶阀、球阀、平衡阀、柱塞阀、旋塞阀等。 4.3 阀门的分类 按操纵方法分： 手动阀门-借助手轮、手柄、扳手、杠杆或链轮等。由人力来操纵的阀门，当需要传较大的力矩时，可装蜗轮、齿轮等减速装置 电动阀门-借助于电动机、电磁或其他电气来操纵的阀门。 液动或气动阀门-借助于液体(水、油等液体介质)或气体操纵的阀门。 自动阀门-依据介质(液体、气体、蒸汽)本身的能力而自

7、行动作的阀门。 4.3 阀门的分类 按主要参数-压力分类真空阀-工作压力低于标准大气压的阀门，绝对压力小于0.1MPa(即760mm汞柱高)的阀门，通常用毫米水柱(mmH2O)或毫米汞柱(mmHg)表示压力。 低压阀门-公称压力PN1.6MPa的阀门。 中压阀门-公称压力PN2.56.4MPa的阀门(2564kg)。 高压阀门-公称压力PN10.080.0MPa的阀门(100800kg)。 超高压阀门-公称压力100MPa的阀门(10001万kg)。4.3 阀门的分类 按主要参数-介质工作温度分类常温阀- -40t120的阀门。 中温阀- 120t450的阀门。 高温阀- t450的阀门。 低

8、温阀- -100t-40的阀门。 超低温阀- t-100的阀门。 4.3 阀门的分类 按主要参数-公称通径分类小口径阀门- 公称通径DN1200mm的阀门。 4.3 阀门的分类 按主要参数-与管道连接的方式分类螺纹连接阀门- 阀体上带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接。 法兰连接阀门- 阀体上带有法兰，与管道采用法兰连接。 焊接连接阀门- 阀体上带有焊口，与管道采用焊接。 对夹连接阀门- 用双头螺栓将阀门连接在管道上的法兰之间。 夹箍连接阀门- 阀体上带有夹口纹，与管道采用夹箍连接。 卡套连接阀门- 采用卡套与管道连接。 4.4 阀门介绍闸阀闸阀：用来接通或截断管路中的介质，不适用于调节介质

9、流量。它适用的压力、温度及口径范围很大，尤其适用于大、中口径的管道。 优点： A流体阻力小。 B启闭较省力。 C介质的流动方向一般不受限制。 缺点：高度大、启闭时间长。密封面易产生擦伤。 闸阀按阀杆结构和运动方式：明杆和暗杆。楔式和平行式。 闸板：刚性单闸板、弹性单闸板、双闸板等。 4.4 阀门介绍截止阀 截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。阀杆的运动形式，有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降），也有升降旋转杆式（手轮与阀杆一起旋转升降，螺母设在阀体上）。截止阀只适用于全开和全关，不允许作调节和节流。 截止阀具有以下优点： 1、结构简单，制造和维修比较方便

10、。 2、工作行程小，启闭时间短。 3、密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长。 截止阀的缺点如下： 1、流体阻力大，开启和关闭时所需力较大。 2、不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。 3、调节性能较差。 截止阀的种类按阀杆螺纹的位置分有外螺纹式、内螺纹式。按介质的流向分，有直通式、直流式和角式。截止阀按密封形式分，有填料密封截止阀和波纹管密封截止阀。 4.4 阀门介绍截止阀 4.4 阀门介绍止回阀 其作用是只允许介质向一个方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动。 4.4 阀门介绍蝶阀

11、蝶阀：是用随阀杆转动的圆形蝶板作启闭件，以实现启闭动作的阀门。它主要做截断阀使用，也可以设计成具有调节或截断兼调节的功能。 优点：A结构简单、体积小，重量轻。 B：流体阻力小。中大口径的蝶阀，全开时的有效流通面积较大。 C:启用方便迅速而且比较省力。D:低压下可实现良好的密封。E:调节性能好。 缺点：受密封材料的限制，蝶阀的使用压力和工作温度范围较小，大部分蝶阀采用橡胶密封圈，工作温度受到橡胶材料的限制。 4.4 阀门介绍球阀球阀：球阀是用带有圆形通道的球体 作启闭件，球体随阀杆转动实现启闭动作的阀门。球阀的启闭件是一个有孔的球体，绕垂直于通道的轴线旋转，从而达到启闭通道的目的。球阀主要用于切

12、断、分配和改变介质流动方向，其中V形开口球阀还可用于流量调节。其性能为： A适用于经常操作，启闭迅速、轻便。 B 流体阻力小。 C 结构简单，相对体积小，重量轻，便于维修。 D 密封性能好 E 不受安装方向的限制，介质的流向可任意 F 无振动，噪声小。 4.4 阀门介绍球阀 4.4 阀门介绍安全阀安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压防护装置，它是为了防止设备和容器内异常状况下压力过高引起爆炸而设置的安全装置，是压力容器最为重要的安全附件之一。安全阀的作用是：当容器内压力超过某一定值时，依靠介质自身的压力自动开启阀门，迅速排出一定数量的介质。当容器内的压力降到允许值时，阀又自动关闭，使容器内压力

13、始终低于允许压力的上限，自动防止因超压而可能出现的事故，所以安全阀又被称为压力容器的最终保护装置。一般安全阀定压为操作压力的l.0 51.10倍。安全阀按其结构和作用原理分为重力式、杠杆式、弹簧式等等。工作温度高而压力不太高时选用杠杆式较合适；高压设备宜选用弹簧式；一般常用的是弹簧式安全阀。4.4 阀门介绍疏水阀疏水阀其主要功能是自动排除蒸汽设备或管道中产生的冷凝水、空气及其他不可凝性气体，同时又防止蒸汽泄漏。通常又称为疏水器或阻气排放阀。其动作原则上是全开或全关，根据种类不同，还可能有连续排放和间隙排放两种类型。它是保证各种加热工艺管线和设备所需温度和热量使之正确工作的一种节能产品。疏水阀要能“识别”蒸汽和凝结水，才能起到阻汽排水作用。“识别”蒸汽和凝结水基于三个原理：密度差、温度差和相变。于是就根据三个原理制造出三种类型的疏水阀，分类为机械型、热静力型、热动力型。 4.4 阀门介绍针形阀 针形阀的阀芯就是一个很尖的圆锥体,好象针一样插入阀座,由此得名. 针阀形比其他类型的阀门能够耐受更大的压力,密封性能好,所以一般用于较小流量,较高压力的气体或者液体介质的密封.针阀形与压力表配合