全面了解仪表回路, 确保精确使用

2014-08-09 11:38:44来源: newmaker 关键字:仪表回路  精确使用  精确度
在测量压力、流量或液位的流程仪表应用中,工程师或技术员会专注于精确度,将其作为工作的重中之重。发射器是设备的一个关键组成部分。工程师通常会购买他们能够买到的最精确的发射器,并对它投入极大的关注。

然而,发射器的精确度取决于系统提供给它的输入。流程仪表回路(将流程连接到发射器的管道和部件组)也同样重要。此回路的作用在于向发射器提供一组流程状态信息。这些状态必须与流程中的状态精确地保持相同。如果不相同,发射器将无法提供有用的测量结果

而且,我们往往很难知道流程仪表回路何时表现不佳。没有报警声会响起。因此,尽管工程师或技术员可能会专注于发射器,但仪表回路可能是破坏任何成功可能性的原因。

因此,我们有充分的理由需要去了解流程仪表回路中可能出现的任何问题,包括与整体设计和布局以及单个部件的质量和安装有关的问题。

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耦合

在我们详细了解流程仪表回路之前,让我们先来看看最近开发的一种替代方案。这是一种简单而精致的解决方案,如果您的应用允许您采用这种解决方案,我们建议您采用它。
通常情况下,流程仪表设置至少需要流程接口阀、引压管线、歧管和发射器(见图1)。引压管线的安装和维护成本可能比较昂贵,并且面临诸多挑战,如堵塞、泄漏点、温度控制和腐蚀。紧耦合设置消除了引压管线的需要。流程接口阀和歧管变成一个单元(见图2),并将发射器直接安装到它上面。然后,将整个组件连接到流程回路。了解这种替代方案的人大多数都会喜欢它。挑战在于找到适当的位置来使用它。

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第一个局限性在于温度。传统设置采用引压管线的一个原因在于防止发射器受到流程回路高温的影响。如果流程回路过热,发射器可能无法在紧耦合安装中距离仅几英寸的位置运行。

第二个局限性在于进出便利性。如果您需要到达发射器的安装位置进行校准,发射器位置则需要确保进出方便,因此,如果将一个耦合器安装在流程回路上方50英尺高的位置,将没有很大的意义。

最后一个障碍在于成本。紧耦合需要一笔初始投资,但从长远来看,特别是如果您将紧耦合系统维护成本较低考虑进去的话,那么,相比传统的替代方案,它可能没有那么昂贵。如果您有机会采用这种解决方案,我们建议您采用它。

标准化——简化维护的关键步骤

如果您的目标是获取最佳设计,那么将只有几种方法可以设置流程仪表回路。然而,大多数工厂都有多种变体设计,而且其中许多变体设计也不是最佳的。随着时间的推移,不同的工程师和/或者承包商出于不的原因为不同的项目开发了这些变体设计。这样复杂的情况可能会耗尽您的时间和精力。每个系统都有不同的维护需求,并且一旦出现问题,将存在许多可能性。

理想情况下,所有的系统应当按照一套统一的标准来设计,包括预算和容许的停机时间、维护和精确度。结果将是高度标准化。举个例子,在标准化之前,一家精炼厂可能拥有30种不同的流程仪表回路配置。而在标准化之后,同一家工厂可能仅拥有5种配置,并且每种配置均包含相同的基本部件:发射器安装、歧管系统和冗余压力测量。唯一的变化可能是管道路径和流程接口阀类型(基于温度、压力和阀门位置而变化)。

通过标准化,许多事情将变得更加简单,包括维护、安装、培训和诊断。同时,错误也减少了。另外,工厂也可以减少更换备件存货,从而减少开支。

基本构建块

对于流程仪表回路中的每个基本构建块,包括流程接口阀、引压管线和歧管,材料和设计的选择至关重要,否则可能会影响精确性。关于材料,我们强烈建议在大多数应用中选择不锈钢或其他耐腐蚀合金。尽管如此,许多工业工厂仍可能采用碳钢材料的流程接口阀、管道和歧管(或者歧管零部件)。在某些低水分应用中,如石油,碳钢是可以接受的,但对于多数其他应用而言,选择碳钢材料可能会面临风险。通常积聚在碳钢表面的结垢可能会脱落,并向下游流动,然后停留在阀座上,从而阻止阀门精确关闭。其结果是导致发射器校准不精确,和/或者发射器读数不精确(详细的讨论见下文)。如果您在仪表回路中采用碳钢部件,它们将需要非常密切的监测,以确保结垢不会响系统中阀门的操作。

流程接口阀(PIV)

流程接口阀是关闭流程回路的第一个阀门。从历史上来看,流程接口阀的选择一直是单闸板式闸阀或球阀。这两种阀门目前仍在继续使用,尤其是在美国,但最佳选择是双关双断阀(DBB),其包含两个隔离阀,两个隔离阀之间还有一个排放阀。采用双关双断阀的主要原因在于安全性。如果您需要关闭流程仪表回路以进行维护,您将需要关闭两个隔断阀,并打开排放阀。如果第一个隔断阀出于任何原因发生泄漏,第个隔断阀将会阻止压力或液体积聚在流程仪表回路中。

虽然双关双断阀的功能可以使用三个单独的阀门来构建,但单一的独立式装置是更好的选择,其具有以下优点:

●减少泄漏点;
●通过使用不同尺寸的孔口和法兰连接,灵活地配置产品;
●减少尺寸和重量,从而减少了仪表系统结构支撑的需求及相关费用(见图3);
降低成本
●安装更快速、更容易;
●可提供广泛的压力等级和材料范围,确保可与特定的管道系统设计相兼容;以及消防安全评级。

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图3中所示的是双关双断阀的替代产品单法兰,它的尺寸更小、设计更紧凑,由三个针阀组成——两个隔断阀和一个排放阀。针阀孔口比球阀孔口更小,因此,单法兰适用于更轻质且粘性更小的流体。

传统设计的双关双断阀适用于所有流体,使用球阀时特别适用于那些粘度较高的流体。事实上,当系统流体较脏或者含有蜡时,良好的双关双断阀设计应当是“可以通过阀杆旋转的”。“可以通过阀杆旋转”意味着您可以绕着双关双断阀的中间位置旋阀杆,以清除堵塞物。
[1] [2]

关键字:仪表回路  精确使用  精确度

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/0809/article_9259.html
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