物位测量仪表系列二:物位测量仪表的选型——主要步骤与原则

2020-03-23 倪彬洲
物位仪表种类繁多,通常测量液体液面的仪表,我们称液位计;测量固体位置的仪表,称料位计,各类物位仪表都有各自的性能和特点,要在繁多的物位仪表中选择最适合的仪表,这就需要自控设计人员不仅要熟悉各种仪表的性能而且要了解被测介质特性及使用要求,以及需要相关知识和经验的积累。下面我们来谈谈物位仪表选型相关内容:


一、物位仪表选型主要步骤
1、首先接受工艺专业提出的自控设计条件,了解被测介质特性,如被测介质的物理状态,是液体还是固体?了解工艺过程参数及特性,如物位的最大、正常和最小值,被测介质的温度、压力、密度、粘度、导电率、腐蚀性、是否易凝固、结晶等与仪表选型有关参数;需要测量的是液位、料位还是界面等。
2、了解安装物位仪表的设备状况:如设备的公称压力、设备的材质、设备的结构、尺寸与形状,以及是否有保温和保温层的厚度?设备物料进出口的位置以及物位仪表的安装空间及安装环境等。
3、了解工艺对自控的要求,作为自控设计人员要知道被测物位用于什么目的?如被测物位是否是用于控制及安全联锁等重要环节,还是工艺仅需了解设备中物位的大致情况,即非重要检测点,这对仪表性能的选择是重要考虑因素之一。
4、初步确定物位仪表类型:依据介质特性、工艺要求、及以往的使用经验初步确定物位仪表的类型。
5、物位仪表的计算:有些物位仪表需要通过计算才能确定其量程范围,如差压式液位变送器、浮筒液位计等。
6、熟悉仪表产品的性能,作为专业自控设计人员应该了解哪些仪表生产厂生产什么仪表?在做设计前应该准备好仪表生产厂家样本。
7、综合以上情况开展物位仪表性能指标的选择:选择仪表除了要考虑以上因数外,还要考虑仪表安装环境和经济性等因素。


二、选择物位仪表的原则
1、根据工艺要求确定仅现场显示,还是远传液位信号和现场显示的仪表;
2、根据被测介质的特性选择适合的仪表类型:
2.1 被测介质为液体,若工艺只是需现场实时显示液位,我们可根据介质的温度、压力、粘度等参数选择玻璃管或玻璃板式液位计,也可用磁翻板液位计、浮标式液位计等;若工艺要求液位联锁或(和)报警,我们可选择液位开关,如浮球式液位开关、电接点式液位开关、振动式液位开关、超声波液位开关等;若工艺要求连续的液位控制或(和)指示(在控制室),就应选择带标准信号输出的液位变送器,如差压变送器、磁致伸缩式液位计、浮筒式液位变送器、放射性液位计、超声波液位计等;对于有悬浮物或有泡沫的被测介质,可用单(双)法兰差压变送器;对于易析出、易结晶的介质,可选用插入式单(双)法兰差压变送器。
2.2 被测介质为固体,根据工艺要求和介质状况,可选择不同功能的料位计,如雷达式物位计、射频导纳、音叉料位计、超声波料位计、放射性物位计等。
2.3 对于高温、高粘的介质或设备无法开孔的情况,可选择放射性液位计。
3、根据实际工况确定仪表性能参数:
3.1 测量范围:应满足工艺操作最大、最小值要求,通常槽类容器其容积相对较小,测量范围就小,罐类容器其容积相对较大,测量范围也就大;液位单位大多数采用0~100%
3.2 仪表接液材质:根据被测介质的腐蚀性,选择接触介质部分的仪表材质,材质的耐腐蚀性不能低于设备材质。
3.3 仪表信号:根据二次仪表对液位计的信号要求,选择其信号类型,如4~20mA、数字、总线通信等。
3.4 仪表电源:仪表电源一般为24VDC220VAC,根据需要确定。
3.5 仪表防护:安装在户外的电动仪表一般为IP65,安装在室内一般为IP55
3.6 仪表防爆:根据危险区域划分等级,选择仪表的防爆等级。
3.7 其它:如仪表附件、安装附件等。
4、在一个项目里,物位仪表的选型要统一考虑,应尽可能的减少品种、规格,减少备品备件,以便于安装、维护、管理。
5、对与已投入正常运行的装置类同的项目,其仪表选型应尽可能参照有使用经验的同类型装置的仪表选型,在没有充分把握时,不宜随意改变仪表选型。

三、安装条件
在仪表选型时还应考虑安装条件的因素,主要考虑以下几点:
1、物位仪表安装在设备的顶部还是设备的侧面,安装位置应避开物料的进出口;
2、物位仪表安装的设备是开口容器还是密闭容器;
3、仪表的安装方式,包括与设备的连接方式;
4、要保证有足够的仪表安装及维护空间。

四、经济性
在自控设计中,对同一工艺条件,会有不同种类的仪表可选型,因不同的仪表价格差距巨大,自控设计人员应有高度的责任心,认真核算比较。仪表选型除了仪表本身的费用外还需要考虑安装费用、仪表校验费用、运行费用、维护费用及备品备件费用。、

五、几点设计体会
1)在同一工程项目中,应尽最大可能减少仪表选型品种规格,以便于生产运行维护和管理。
2)在一个工程项目中有多人参与设计时,为使仪表选型相对一致,在项目初期,应编制项目设计统一规定,确定仪表选型原则。参与的设计人员应了解设计统一规定中的内容,并遵照执行。
3)在物位仪表选型时,不仅要熟悉工艺,与工艺人员密切配合,还应了解所安装仪表的设备结构状况,要与设备设计人员密切配合。
4)在选择仪表供货厂家时,除了考虑仪表质量和价格因素外,还应考虑售后服务质量和态度,选择在业界信誉好、认知度高供货厂家。

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作者简介
邱老师,自控学堂创办人,教授级高级工程师,从事自控工程设计30余年,先后承担了几十个大中型工程项目的设计、施工安装指导、调试开车及新技术开发等工作,是国家科技进步一等奖获得者,获国务院特殊津贴、行业工程设计大师等荣誉称号,国家科技奖评审专家。

中国仪器仪表学会产品信息工作委员会

以上信息来源:自控学堂



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