气化炉仪表及控制知识

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1、仪控知识讲义气化四班 李国栋22021/2/22纲要v自动化装置组成部分及方块图v工业仪表的分类v压力检测仪表v流量检测仪表v物位检测仪表v温度检测仪表32021/2/22一、自动化装置组成部分及方块图v测量元件与变送器现场传感器，变送装置v自动控制器v执行器v被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的消费设备或机器叫做被控对象。v 42021/2/22典型控制系统方框图一、自动化装置组成部分及方块图52021/2/22二、工业仪表的分类v1、按仪表使用的能源分类：v 气动仪表、电动仪表和液动仪表v 2、按信息的获得、传递、反映和处理的过程分类：v 检测仪表如温度、压力、流量、物位等v

2、 显示仪表记录仪、显示仪、图象显示器等v 集中控制装置仪表控制盘和操作台等v 控制仪表控制器v 执行器气动、电动、液动阀门等62021/2/22二、工业仪表的分类：v3、按仪表的组成分类：v 基地式仪表如煤灰锁现场控制柜v 单元组合仪表DDZ仪表72021/2/22三、压力检测仪表 在压力测量中，可以有不同的计量基准，如以绝对真空(即零大气压)为基准，称为绝对压力absolute pressure。如以当地大气压为基准，那么称为表压(gauge pressure)。它与绝对压力的关系，可用下式表示 表压绝对压力大气压力 当被测流体的绝对压力小于大气压时，其低于大气压的数值称为真空度vacuum

3、，即 真空度大气压力绝对压力 注意：此处的大气压力均应指当地大气压。82021/2/22三、压力检测仪表v绝对压力、表压、真空度如以下图所示。92021/2/22三、压力检测仪表v现场常见的测压仪表：v1、膜盒压力表因其压力敏感元件是由两块波浪型的金属膜片组成，故而称之为膜盒压力表，它与一般压力表不同之处在于它能量测较为微小的压力，故又称微压表。102021/2/22三、压力检测仪表v 膜盒式压力表的作用原理是测量介质的压力作用在膜盒腔内侧，由此产生的弹性变形与压力通常呈线性，压力敏感元件的变形幅度取决于介质压力的大小，可用来间接的测量介质的压力。压力值的大小通过齿轮及连杆传递到终端指示装置指

4、针及刻度盘显示。v 表盘内充液体的目的：一般用的是硅油，主要是抗震和阻止指针直接到达测量值使指针震坏和测量值的不准！增加表的寿命！112021/2/22三、压力检测仪表v2、压力变送器：v 压力变送器工作原理 压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，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。当两侧压力不一致时，致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信号。122021/2/22三、压力检测仪表v 压力变送器和绝对压力变送器的工作原

5、理和差压变送器一样，所不同的是低压室压力是大气压或真空。v 3、压力表的安装及使用本卷须知 1仪表应垂直于程度面安装；2仪表测定点与仪表安装处在同一程度位置，否考虑附加高度误差的修正；3仪表安装处与测定点之间的间隔 应尽量短，以免指示缓慢；4保证密封性，不应有泄漏现象出现，尤其是易燃易爆气体介质和有毒有害介质。132021/2/22三、压力检测仪表v 仪表在以下情况使用时应加附加装置，但不应产生附加误差，否那么应考虑修正.1为了保证仪表不受被测介质侵蚀或粘度太大、结晶的影响，应加装隔离装置；2为了保证仪表不受被测介质的急剧变化或脉动压力的影响，加装缓冲器。尤其在压力剧增和压力陡降，最容易使压力

6、仪表损坏报废，甚至弹簧管崩裂，发生泄漏现象；3为了保证仪表不受振动的影响，压力仪表应加装减振装置及固定装置；142021/2/22三、压力检测仪表 4为了保证仪表不受被测介质高温的影响，应加装充满液体的弯管装置；5专用的特殊仪表，严禁他用，也严禁在没有特殊可靠的装置上进展测量，更严禁用一般的压力表作特殊介质的压力测量；6对于新购置的压力检测仪表，在安装使用之前，一定要进展计量检定，以防压力仪表运输途中震动、损坏或其它因素破坏准确度。152021/2/22四、流量检测仪表v 气化现场多为孔板式差压流量计，因此对孔板式流量计进展下一详述。v 孔板式差压流量计是将标准孔板与多参数差压变送器或差压变送

7、器、温度变送器及压力变送器配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体的流量。节流装置是人为地在介质流通的管道内造成节流，当被测介质流过节流装置后，造成一个部分收缩，流束集中，流速增加，静压力降低，于是在节流件的上下游两侧产生一个静压力差。这个静压力差与流量之间呈一定的函数关系，流量愈大，所产生的静压力差愈大，因此通过测量差压的方法，就可测得流量。162021/2/22四、流量检测仪表v 充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成部分收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差。孔板式流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。172021/2

8、/22五、物位检测仪表v物位测量仪表是测量液态和粉粒状材料的液面和装载高度的工业自动化仪表。v 测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或外表位置的仪表称为料位计；测量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面位置的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。182021/2/22五、物位检测仪表v物位测量仪表的分类：常用的有直读式液位计、差压式液位计、浮力式液位计、电容式物位仪表、声波式物位仪表和核辐射物位仪表。此外，还有电触点式、翻板式和机械叶轮探测式等物位测量仪表。192021/2/22五、物位检测仪表v差压式液位变送器v液位变送器工作原理：

9、液体中某一点的静压力与该点到液面的间隔 成正比，即：P=gh。其中：P被测点的压力(压强)、介质密度、g重力加速度、h被测点到液面的高度。对已确定的被测介质及地点，、g为常数，故被测点到液面的位置的变化只与被测的压力压强有关。202021/2/22五、物位检测仪表v举例：200#CL006就是利用双法兰差压变送器测量液位。212021/2/22五、物位检测仪表v核辐射物位计：v 核辐射液位计是通过放射源发出射线，穿过被测物料后由探测器接收。当物位改变时，由于被测物料的吸收剂量改变，而使探测器接收到的辐射强度改变，再转换为电信号的变化，经放大后送给显示仪表连续显示物位。核辐射物位仪表的特点是：射

10、线能穿透很厚的壁以实现不接触测量，因此可用于高压、高温和有毒的密封容器的液位或料位测量，且不受周围电磁场、烟气和灰尘等影响，但使用时须注意保护。v举例：200#煤灰锁r射线料位计就是采用此种原理。222021/2/22五、物位检测仪表v射频导纳液位计B007液位计：v 射频导纳是一种从电容式开展起来的、防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的新型物位控制技术，是电容式物位技术的晋级。所谓射频导纳，导纳的含义为电学中阻抗的倒数，它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成，而射频即高频无线电波谱，所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。仪表工作时，仪表的传感器与罐壁及被测介质形成导纳值，物位变

11、化时，导纳值相应变化，电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出，实现物位测量。232021/2/22五、物位检测仪表v射频导纳物位计的特点v 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，并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合v 防挂料 ：独特的电路设计和传感器构造，使其测量可以不受传感器挂料影响，无需定期清洁，防止误测量。v 免维护 ：测量过程无可动部件，不存在机械部件损坏问题，无须维护。v 抗干扰 ：接触式测量，抗干扰才能强，可抑制蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。v 准确可靠：测量量多样化，使测量更加准确，泽良不受环境变化影响，稳定性高，使用寿命长。242021/2/22六、温度检

12、测仪表v以下图为各种温度计的优缺点比照252021/2/22测温方式温度计种类常用测温范围（）优点缺点非接触式测温仪表辐射式辐射式4002000测温时，不破坏被测温度场低温段测量不准，环境条件会影响测温准确度光学式7003200比色式9001700红外线热敏探测-503200测温时，不能破坏被测温度场，响应快，测温范围大，适于测温度分布易受外界干扰，标定困难光电探测03500热电探测2002000接触式测温仪表膨胀式玻璃液体-50600结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能记录和远传双金属-80600结构紧凑，牢固可靠精度低，量程和使用范围有限压力式液体

13、-30600耐震，坚固，防爆，价格低廉精度低，测温距离短，滞后大气体-20350蒸汽0250热电偶铂铑-铂01600测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制需冷端温度补偿,在低温段测量精度较低镍铬-镍铝0900镍铬-考铜0600热电阻铂-200500测温精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制不能测高温,须注意环境温度的影响铜-50150热敏-50300262021/2/22六、温度检测仪表v热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：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均可边续测量，某些特殊热电偶最低

14、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。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。272021/2/22六、温度检测仪表v1热电偶测温根本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个端点之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因此在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。282021/2/22六、温度检测仪表v2、热电偶的种类及构造形成1热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了

15、其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准消费，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。292021/2/22六、温度检测仪表v(2)热电偶的构造形式 v 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的构造要求如下：组成热电偶的两个热电极的焊接必须结实；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；v 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；保

16、护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。302021/2/22六、温度检测仪表v热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重特别是采用贵 金属时，而测温点到仪表的间隔 都很远，为了节省热 电偶材料，降低本钱，通常采用补偿导线把热电偶的冷 端自由端延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到 仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端挪动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t00时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100。312021/2/22双闭环比值控制系统322021/2/22 谢谢大家！请多提珍贵意见！332021/2/22 结结 语语