压力容器安全技术课件

1、压力容器安全技术培训课件 压力容器培训教材第三章一、二、三、四节 一、安全门（安全阀） 二、防爆膜（爆破片） 三、压力表 四、液位计第一节：安全门安全阀是压力容器上最常用的安全泄压装置。安全阀主要由阀座、阀瓣、加载机构组成。安全阀的分类：重锤杠杆式、弹簧式。电厂一般使用弹簧式安全阀。安全阀的型号规格及主要性能参数：类型代号、连接型式代号、结构型式代号、阀体密封面材料、公称压力数值、阀体材料代号。安全阀最常见的故障：泄漏、起座后不回座、拒动。安全阀一般每年至少校验一次。第三节：压力表 现场仪表：压力表远传仪表：1、压力变送器 2、差压变送器 3、压力开关 4、差压开关第一一、弹性元件及其特性 目

2、前，电厂中用的压力测量元件主要是弹性式的，弹性元件有金属膜片式（包括膜盒式）、波纹管式和弹簧管式三类。弹性元件在弹性限度内受压后会产生变形，变形大小与被测压力成正比关系。弹性元件特性 （1）弹性特性 （2）刚度和灵敏度 （3）弹性滞后 二、压力单位 国际单位制中压力单位为Pa，常用压力单位还有MPa、Bar、Psi、atm等。 1 MPa=1106Pa 1 Bar=1105Pa 1 Psi=6.894103Pa 1 atm=10.13104Pa四、零点迁移正迁移：压力变送器或压力开关安装在取样点的上方时需正迁移。负迁移：压力变送器或压力开关安装的取样点下方时需负迁移。 二、压力表分类按测量精确

3、度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级；一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4.0级。按指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压力表、差压表。（绝对压力与表压关系：绝对压力=表压力+大气压力）。按测量范围，分为真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值。三、使用中注意事项在测量范围内,示值误差,不应大于允许误差,（允许误差 =精度量程 ）。在测量范围内，回程误差应不大于允许误差绝对值。轻敲位移，轻敲表壳后,指针示值变动量应不大允许误差绝对值的1/2。第三一、结构及工作原理结构

4、我厂用变送器为罗斯蒙特公司生产的3051型变送器，其构成主要由传感器、信号放大器、模-数转换器、微处理器、数-模转换器、显示屏等几部分组成。工作原理 3051变送器是一种电容式压力变送器。被测介质的两个压力通入高、低两压室，作用在元件（即敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。如图： 当两侧压力不一致时，使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的电流信号输出。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。变送器

5、信号转换过程： 差压 位移 电容 电流 放大输出 测量部分 转换部分 接线方式：两线制工作电源：24VDC(由控制系统提供）输出： 420mA 直流信号常用快捷指令序列： 三、变送器的投退过程压力变送器投运：1 检查一次门、二次门、排污门在关闭位置 ；2 打开排污门、微开一次门进行放气排污；3 关闭一次门、排污门；4 打开一次门，缓慢打开二次门；5 检查有无泄漏现象，若无泄漏，则恢复接线并送电。 差压变送器的投入: 1 检查变送器二次门、平衡门和一次门、排污门在正确位置:二次门关闭、平衡门打开；一次门关闭、排污门关闭；2 分别打开高低压侧排污门、微开一次门进行排污；3 关闭高低压侧一次门、排污

6、门；4 分别打开高、低压侧一次门；5 打开高压侧二次门；6 关闭平衡门；7 打开低压侧二次门；8 检查有无泄漏现象，若正常则恢复接线。 差压变送器停止:1 切断电源，拆除信号线、作好标志并用绝缘胶布包好；2 微开平衡门；3 关闭正压侧二次门；4 关闭负压侧二次门；5 全开平衡门；6 分别关闭高、低压侧一次门，开启高、低压侧排污门。3、触点容量： 交流电压等级：250VAC、15A 直流电压等级：125VDC、4A切换差：动作值与复位值之间的差值， 应小于量程的10%。触发类型：上升沿：大于设定点动作； 下降沿：小于设定点动作。 二 差压开关 高压侧和低压侧产生的差压作用在差压开关的传感元件(活

7、塞、弹簧管或波纹管)并产生位移，然后作用于开关元件上；当达到一定压力值时，触到微动开关动作，送出接点信号，进行控制或报警。 第五节：液位计浮力式物位仪表 电容式物位仪表 声波式物位仪表导波雷达物位计差压式物位仪表物位检测的作用：控制、计量、报警等。 检测方法分类：直读式物位表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原理工作。电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，如电容。声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。第

8、二： 磁浮子液位计工作原理磁性浮子、浮球式液位计主要由本体部分、就地指示器、远传变送器以及上、下限液位报警器等几部分组成。磁性浮子式液位计通过与工艺容器相连的筒体内浮子随液面（或界面）的上下移动，由浮子内的磁钢利用磁耦合原理驱动磁性翻板指示器，用红蓝两色（液红气蓝）明显直观地指示出工艺容器内的液位或界位。第三： 电容式物位计 基本工作原理 由两个同轴圆柱极板组成的电容器，当两极板之间填充介电常数为1的介质时，两极板间的电容量为： 当极板之间一部分介质被介电常数为2的另一种介质填充时，可推导出电容变化量 当电容器的几何尺寸和介电常数保持不变时，电容变化量就与物位高度H成正比。dDLDdLH特点和

9、要求电容式物位计可以用于液位的测量，也可以用于料位的测量，但要求介质的介电常数保持稳定。在实际使用过程中，当现场温度、被测液体的浓度、固体介质的湿度或成分等发生变化时，介质的介电常数也会发生变化，应及时对仪表进行调整才能达到预想的测量精度。射频导纳物位计也是依据电容式物位测量原理。第四：超声波液位计工作原理 超声波液位计利用波在介质中的传播特性。因此，在容器底部或顶部安装超声波发射器和接收器，发射出的超声波在相界面被反射。并由接收器接收，测出超声波从发射到接收的时间差，便可测出液位高低。(a)气介式 (b) 液介式 (c)固介式单探头超声波液位计 由上图看出，超声波传播距离为L，波的传播速度为

10、C，传播时间为t ，则： L是与液位有关的量，故测出L便可知液位，L的测量一般是用接收到的信号触发门电路对振荡器的脉冲进行计数来实现。分类超声波液位计按传声介质不同，可分为气介式、液介式和固介式三种；按探头的工作方式可分为自发自收的单探头方式和收发分开的双探头方式。相互组合可以得到六种液位计的方案。单探头液位计使用一个换能器，由控制电路控制它分时交替作发射器与接收器。双探头式则使用两个换能器分别作发射器和接收器，对于固介式，需要有两根金属棒或金属管分别作发射波与接收波的传输管道。第 五：导波雷达液位计导波雷达液（界）位变送器运用了 TDR（时域反射原理）技术，发射的电磁波脉冲沿着杆或缆传送,当

11、遇到比先前传导介质（空气或蒸发汽）介电常数大的介质表面时，脉冲波被反射回来。用超高速计来计算脉冲波的传导时间，从而达到精确的液位测量。 雷达式液位计示意图由于故 雷达波由天线发出到接收到由液面来的反射波的时间t由下式确定：导波雷达料位计组成：它主要由发射和接收装置、信号处理变送器、操作显示面板等几部分组成。导波雷达料位计特点：适用范围：适用于对粘度系数比较小的介质进行接触连续测量，适用于温度、压力变化大、有惰性气体或蒸汽存在的场合 。通用性强：可测量液位及料位，可满足不同温度、压力、介质的测量要求，最高测量温度可达800，最大压力可达5MPa，并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合。 防挂料：独特的电

12、路设计和传感器结构，使其测量可以不受传感器挂料影响，无需定期清洁，避免误测量。 抗干扰：接触式测量，抗干扰能力强，可克服蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。组成及特点：第 六： 差压液位计原理：通过把液位高度变化转变为差压变化来测量水位。差压式液位计准确测量水位的关键是水位与差压之间的准确转换。对于非静压的容器液位测量需引入平衡容器。汽包、高低加、除氧器等容器液位测量均采用了平衡容器。第七： 汽包水位测量双色水位计电接点水位计差压式水位计一、双色水位计测量原理双色水位计主要由红绿光源、云母片、玻璃棱镜组成，直接通过工业电视将水位显示到控制室。利用光学原理，使水显示为绿色，蒸汽显示为红色来指示锅炉内汽

13、包水位变化。优点：直观、可靠、观察距离大，较为清晰，使用不受水质影响。缺点：因为水位计内水的密度大于汽包内介质的密度所以水位计显示的水位比汽包的水位低，通常双色水位计作为就地仪表在锅炉启、停时监视汽包水位和正常运行时定期校对其他型式的水位计。二、电接点水位计工作原理电接点水位计是利用汽包内汽、水介质的电阻率相差很大的性质来测量汽包水位的。电极芯与水位计是绝缘的，由于水的电导率大即电阻小，当水位到达该点时电极芯与水位计外壳接通在二次表上的红灯就会变绿。纯水，电阻率 104m饱和蒸汽，电阻率 106m炉水含盐量大，电阻率约10m优点：电信号，便于远传指示结构简单、迟延小、反应灵敏能够适应锅炉变参数

14、运行无机械传动部件缺点：输出的信号是不连续的开关信号电接点失灵故障电极长期使用后容易损坏，漏气电接点水位计测量的误差分析1水位测量简内水柱温度的影响 2汽包工作压力的影响3电接点间距的影响4. 挂水：炉水沿着电接点和筒内壁溅延，导致某些汽侧接点的“挂水”短路故障。5. 开路：因水质结构、化学腐蚀及汽泡堆堵造成某些水侧接点与测量筒体间“开路”故障。三、差压水位计工作原理差压水位计主要由平衡容器，导压管和压差变送器组成。差压水位计即平衡容器，通过测量变动水位和恒定水位之间的静压差，再通过差压变送器将压差信号转换为随水位连续变化的电信号送至DCS，DCS再将差压值进行处理后转换为水位值。水位与差压的

15、关系是水位愈高，差压愈小，水位愈低差压愈大。差压式水位计用于稳定参数运行时的水位指示，并且用于给水自动调节及水位保护信号。 差压式水位计用于测量锅炉汽包水位 ,其平衡容器通常有单室平衡容器、简单双室平衡容器、蒸汽罩式双室平衡容器以及蒸汽罩补偿式平衡容器(即带中间抽头的双室平衡容器)4 种。单室平衡容器水位计水位计算关系式c 为平衡容器内水密度 ,kg/m3w 为汽包内饱和水密度 ,kg/m3 s 为汽包内饱和汽密度 ,kg/m3H 为汽包水位，mP差压信号，为P+与P-的差值，kPaL 为水位计量程 ,m单室平衡器一般用于测量低温、低压容器的水位 ,在用于测量锅炉汽包水位时 ,由于汽包内的饱和

16、水与平衡容器内的冷凝水温度不同(即密度不同) ,会导致测量误差，需要考虑密度影响的修正值。因此要运用水位测量的汽压自动校正系统才能实现较准确的测量。汽压自动校正系统图中f(x1)和f(x2)为函数转换器,其输出分别为(c - s)和(w - s),二者能自动跟随汽包压力变化而变化,达到自动校正汽包压力的目的。由于采用单室平衡容器时c仍随环境温度变化因此测量,因此,测量上仍有一定的测量误差,该误差的大小取决于c 随环境温度变化的大小。造成水位偏差的原因 保温不合理。汽包至平衡容器的取样管和平衡容器的凝结室都进行保温会影响测量结果。正确的方法为平衡容器的凝结室应裸露在外，以保证足够稳定的参比水柱。

17、平衡容器与汽包的连接管路应保持一定的斜度，汽侧取样管应向上倾斜。环境温度对水位的影响。水的密度它会随着季节的变化而变化，它的变化将会影响汽包水位测量的准确性。燃烧偏差造成汽包两端实际水位偏差很大。平衡容器内无水。锅炉启动时由于温度低平衡容器内无水可能无法建立参比水柱，通常的解决方法为锅炉上水时向平衡容器内罐满水，同时在汽包满水时及时排出取样管路中的空气及杂质，使差压水位计的取样管路全部充满清洁的水。虚假水位。在实际中，如当蒸汽流量增大(负荷增加时)，虽然锅炉的给水量小于蒸发量，但水位不仅不下降，反而迅速上升；反之，当负荷减小时，水位反而先下降，这就是“虚假水位”现象。原因就是负荷增加(减少)时，水面下汽泡容积增加(减少)得很快而造成的。而双色水位计、电极式水位计、差压式水位计都不能克服“虚假水位”的影响。 内置式平衡容器普通单室平衡容器由于参比水柱受环境温度变化影响较大，产生附加差压，且测量筒内水的温度低于汽包内水温，密度大于汽包内饱和水密度，从而使测量水位低于实际水位，因此在实际应用中易产生难以确定的测量误差。内置式平衡容器：将平衡容器置于汽包内，使其水容器和