差压变送器

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智能差压变送器在石化行业中的应用

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 摘 要:文章主要对差压变送器工作原理和特点,从化工厂的角度谈在石油化工行业当中的主要应用,在使用当中的注意事项做了详细介绍。

 
1 差压变送器工作原理和特点
        差压变送器是测量变送器两端压力之差的变送器。所测量的结果是压力差,它们均有 2 个压力接口,差压变送器一般分为正压端和负压端,一般情况下,差压变送器正压端的压力应大于负压端压力才能测量。测量介质正负两端的压力差,转化成可以反应压力差的标准电流信号(4-20mA),根据测量原理的不同,差压变送器可以分为电容式,谐振式,压阻式,扩散硅式等,知名品牌有美国的罗斯蒙特,霍尼韦尔 , 日本横河等,智能差压变送器结构组件化,插件化,体积小,重量轻,精度高,可以利用手持通信器进行组态,量程可调,可与 DCS 控制系统实现数字通信,所以在石油化工生产中得到了广泛的应用。
 
2 差压变送器的应用举例
        差压变送器可以测量,压力,差压,流量,液位,界位,密度,重量。
 
2.1 压力的测量
        把容器或者管道通过导压管连接到差压变送器的正压侧,负压侧通大气,测量的就是容器或管道内的压力,及表压,如果差压变送器负压侧是真空,则测量的是容器或管道的绝对压力。
 
2.2 差压的测量
        把测量对象的高压侧连接到差压变送器的正压侧,测量对象的低压侧连接到差压变送器的负压测。
        20170922170337.jpg
2.3 流量的测量
        充满管道的流体流经管道内的节流装置,在节流件附近造成局部收缩,流速增加,在其上、下游两侧产生静压力差。在已知有关参数的条件下,根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量,常见的标准节流元件有孔板,喷嘴,文丘里管。
        0170922170343.jpg
        Q-- 体积流量 ΔP-- 实际差压 ρ-- 被测介质密度
 
2.4 液位的测量
        差压变送器通常用于测量密闭容器内的液位,利用液体自身重力产生的压力差来测量容器内液体的液位。差压随容器内液位的变化成线性变化。
 
        设△ P 为变送器接收到的差压信号,P0 为容器内部压力,P+ 为变送器正压侧压力,P- 为变送器负压侧压力;ρ1 为容器内液体的密度;ρ2 为导压管内隔离液的密度,g 为重力加速度;h 为变送器到容器下部取压口的高度;H为上下取压口之间的高度。则有:
        20170922170347.jpg
           0170922170352.jpg
 
        所以,液位高低只与差压和介质密度有关系,液位与差压成线性关系。
 
2.5 密度的测量
        利用差压变送器测量密度是由理论公式△ P=ρgh,得出 ρ= △ P/gh。即一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正比,通过测量静压力,达到测量密度的目的,在石油化工催化裂化装置中应用较多,配上反吹系统,测量催化剂密度。
 
2.6 重量的测量
        由于差压变送器可以测量密度,如果知道容器的截面积 S, 根据公式 m=ρV=ρsh △ P=ρgh,所以△ P=mg/s所以,质量大小只与差压和容器截面积有关系,质量与差压成线性关系。
 
3 差压变送器的选型
        差压变送器的选型,一般应根据量程,工作压力,防爆等级,防腐与安装要求而定。
        ①差压变送器的型号规格应根据工艺上要求测量的量程及工艺设备或管道内工作压力确定。
        ②被测介质粘度大,易结晶,沉淀或聚合引起堵塞的场合,宜采用法兰式差压变送器。
        ③差压变送器应用场合的实际工作压力应小于或等于变送器所能承受的额定工作压力。
 
4 差压变送器使用时注意事项
        ①差压变送器在使用前必须对其测量范围,零点迁移量,精度,静压误差等进行复校。
        ②变送器安装后,开车之前还需检查一次各种变送器的工作压力,工作温度,测量范围,迁移量等,看是否合实际情况相符,若有不符,必须查明原因并纠正后才能开车。
        ③开启和停用时,应避免仪表承受单向静压,为了避免使用时单向受压,每台差压变送器应附带一套三阀组件,注意三阀组的开启和停用顺序。
 
5 结论
        随着材料技术,计算机技术,通讯技术,网络技术的发展,智能差压变送器的可靠性,精度等级会进一步提高,在工业上产中应用会越来越广泛。

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