仪表培训课件(最终版)

差压式流量计 1 标准孔板、阿牛巴、楔形表、平衡流量表
等。
2
转子流量计 玻璃转子流量计、金属转子流量计
3 涡街流量计 4 质量流量计
5 电磁流量计
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2.1.1 差压式流量计
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2.1.1.1测量原理（以标准孔板为例）：
• 充满ຫໍສະໝຸດ Baidu道的流体,当它流 经管道内的节流件时,流 束将在节流件处形成局 部收缩,因而流速增加,静 压力降低,于是在节流件 前后便产生差压.流体流 量愈大,产生的差压愈大, 这样可依据差压来测量 流量的大小.这种方法是 以流体连续性方程(质量 守恒定律)和伯努力方程 (能量守恒定律)为基础的.
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仪表基础知识交流
制作：顾志远
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概述
自动化仪表——是实现工业生产过程自动化的重要 工具，被广泛应用于石油、化工等各工业部门。在自 动化系统中，自动化仪表将被控变量转换成电信号或 气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录外， 还需送至控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程 的自动化，使被控变量达到预期的要求。
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2.1.1.4差压式流量计的投用与停用方法
流量计投用前，应检查其安装是 否符合要求、管道是否吹洗干净、 压力试验是否已完成
投用后保证流量计在其有效测量 范围内平稳运行
流量计投用步骤为： 检查二次阀和排污阀应关闭，平衡阀应打 开 → 稍开一次根部阀，检查导压管系统是否泄漏，不漏则全开 一次阀 → 分别打开排污阀进行排污后关闭排污阀 → 拧松差压 变送器正负压室丝堵，排除空气 → 打开变送器正压阀，关闭平 衡阀，打开变送器负压阀，启动差压变送器； 。
压力表分类
普通压力表、真空压力表、隔膜压力表、 耐振压力表等
压力变送器种 类
压力变送器、差压变送器
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2.3应用中注意事项
不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析， 按被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘度、 腐蚀性、易燃和易爆程度等来选择使用。如氧气表、乙炔表， 带有“禁油”标志；泵出口选用耐震压力表；专用于特殊介 质的耐腐蚀压力表（隔膜压力表）；耐高温压力表等
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2.1.2.2 使用常识
转子流量计使用较为广泛，一般用于测量中、小流量和微流量， 测量介质一般为清洁、不易结晶和凝固、粘度不大的液体和气 体、蒸汽，要求介质流速变化缓慢。
金属管转子流量计分为就地型和远传型，量程比为一般为10：1， 精度一般为1.6%。
金属管转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜，安装时应 用水平仪严格校准，且组装时不应受应力，垂直安装型转子流 量计介质流向为自下而上，水平安装型转子流量计介质流向应 与其标识方向一致。为方便使用和拆检，一般要求安装旁路阀 组。截流阀和控制阀要安装在流量计的下游,对直管段要求不高。
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2.1.1.6 差压变送器的使用
会正确开启及停用仪表
差压变送器的排凝及防冻（蒸汽冷凝液轻易不要排，影响测量， 排空后，高温对膜盒寿命有影响）
准确性判断：因差压流量计差压值普遍较小，且差压和流量的 平方成正比，所以差压的变化对流量有很大的影响，(如果变送 器零位误差为2%,则可引起的流量指示误差为14.14%,所以一般 规定流量应用在其刻度值的30%以上).可以简单用以下方法判断 差压变送器的零点是否准确，关负压阀 → 开平衡阀 → 关正压 阀。可以打开三阀组上的排污螺钉，如果差压变送器指示不为 零，则需要进行零点调整。
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目 录：
1 DCS控制系统 2 压力测量仪表 3 流量测量仪表 4 液位测量仪表 5 温度测量仪表 6 控制阀
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一、DCS控制系统
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DCS控制系 统的概念
DCS是分布式控制系统的英文缩写 （Distributed Control System),在 国内自控行业又称之为集散控制系统。 是相对于集中式控制系统而言的一种新 型计算机控制系统。它是一个由过程控 制级和过程监控级组成的以通信网络为 纽带的多级计算机系统，综合了计算机、 通信、显示和控制等4C技术，其基本思 想是分散控制、集中操作、分级管理、 配置灵活以及组态方便。
4、公司各个装置DCS控制系统 1）MTBE-芳构化联合装置 浙江中控 JX-300XP 2)烷基化装置 杭州和利时 MACS5.2.4 3)废酸装置 杭州和利时 MACS6.5.2 4）储运罐区 杭州和利时 MACS5.2.4
备注：国产的DCS主要就是两大家：浙江中控和杭州和 利时。现在和利时已经主推MACS6系统。
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2.1.2.3 故障判断
1、流量变动而浮子或指针移动呆滞？
可能是由于卡塞所致（浮子和导向轴，指示部分连杆或指针卡 住，磁耦合的磁铁磁性下降）。远传型金属管转子流量计其远 传部分是靠磁性与转子耦合的，若介质中含有易被磁性物质吸 附的小颗粒，则转子易被磨损和卡塞，造成测量不准或无法测 量，解决的办法是在前面加装磁过滤器。
涡街流量计前后尽量不用截止阀
投用后保证流量计满管运行
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2.1.4 质量流量计
质量流量计测量的是流体 的质量流量，不受流体温 度、压力、密度等参数变 化的影响，且测量精度很 高（可达0.1%），无直管 段要求，故在一些要求进 行精确测量和严格控制进 料的场合以及用于贸易结 算进行计量的时候，常常 使用质量流量计进行流量 测量，但因其价格昂贵使 用面不是太广。
2、实际流量与指示值不一样？
可能是由于浮子或锥管腐蚀、导致面积变化。浮子或锥管内有 赃污异物，流体物性（密度，温度，压力）变化等等。
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2.1.3 涡街流量计
在流体中设置旋涡发生体(阻流 体)，从旋涡发生体两侧交替地 产生有规则的旋涡，这种旋涡称 为卡曼涡街,如图所示。旋涡列 在旋涡发生体下游非对称地排列。 设旋涡的发生频率为f，被介质 来流的平均速度为U，旋涡发生 体迎面宽度为d，表体通径为D， 根据卡曼涡街原理，有如下关系 式：
投用压力测量仪表时打开表阀门时要慢，避免瞬间高压力的 冲击。应该看表盘指示压力将阀慢慢打开，尤其对小量程表 kPa表更是如此。压力仪表使用范围为量程½—2/3间。
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三、流量测量仪表
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流量
单位时间内流过管道某截 面的体积或质量
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2.1 常见的几大流量测量仪表
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2.1.3.3 涡街流量计的安装使用要求
安装在流速分布稳定的直管上，上游侧直管段长度应大于20D， 下游侧直管段应大于5D； 流量计的尺寸应与管道内径相一致；流量计的中心线应和管道 的中心线保持同心，并应防止垫片插入管道内部； 防止传感器产生机械振动，防止外部电磁场干扰
流量计最好安装在调节阀、温度测点、压力测点的上游侧；
涡街流量计是利用流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型 流量计，涡街频率和流体的流速成正比，常用的旋涡发生体为 三角柱形，输出频率较低。用涡街流量计进行测量时要求流体 的雷诺数在20000~7000000之间，且流速必须在规定范围内，不 同的口径有不同的流速要求，对液相、气相、蒸汽的流速要求 各不相同；仪表有直管段要求，一般用于清洁低粘度介质测量， 测量精度为1%，气体测量精度可达1.5%。
过程控制仪表包括检测仪表、调节仪表、执行器、 操作器、以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装 置。
从广义上讲，仪表分为两大部分：控制系统和测 量仪表。控制系统包括DCS系统、PLC系统等，测量 仪表包括温度仪表、流量仪表、液位仪表、压力仪表、 调节仪表等。
山东利丰达生物科技有限公司属于石油化工行业， 因此自动化程度相对较高。公司的仪表控制系统是 DCS系统，装置测量仪表涵盖了温度、压力、流量、 液位、调节仪表。
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2.1.2 转子流量计
又称浮子流量计， 是恒压降变流通 截面积流量计的 一种，由一个锥 形管和一个置于 锥形管内可以上 下自由移动的转 子(也称浮子)构 成。
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2.1.2.1 测量原理
当流体自下而上流入锥管时，被转子截流，这样在转子上、下游 之间产生压力差，转子在压力差的作用下上升，这时作用在转子上 的力有四个:流体对转子的动压力(W)、转子在流体中的浮力(F)和 转子自身的重力(G)及粘性力(N ) (一般不适合高粘度介质,所以不考 虑)。 转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿 平行于管轴。当三个力达到平衡(G=F+W)时，转子就平稳地浮在 锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计，转子大小和形状己经 确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流 体对浮子的动压力是随流体流速的大小而变化的。因此当流体流速 变大或变小时，转子将做向上或向下的移动，相应位置的截面积也 发生变化，直到流速变成平衡时对应的速度，转子就在新的位置上 稳定。对于一台给定的转子流量计，转子在锥管中的位置与流体流 经锥管的流量的大小成一一对应关系。
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2.1.1.2 孔板节流装置流量计的应用
流体必须满管连续运行 流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上是均匀单相的， 流体流经节流装置时不发生相变 流体流量基本不随时间变化、不适用于脉动流和临界流工况 流体流经节流件前流束必须与管道轴线平行且不得有旋转流 流体流动工况应是紊流、雷诺数需在一定范围内且无旋涡
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2.1.1.5 仪表三阀组的操作
不能让导压管内的凝结水或隔离液流失
不可使变送器测量膜盒过压或受热
三阀组的启动顺序为：开正压阀 → 关平衡阀 → 开负压阀； 三阀组的停用顺序为：关负压阀 → 开平衡阀 → 关正压阀。 流量计停用步骤为：关闭变送器负压阀，打开平衡阀，关闭变 送器正压阀 →关闭二次阀 → 打开排污阀进行排污后关闭排污 阀；
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2.1.1.3 孔板节流装置流量计的使用
新装管道系统必须在吹扫合格后才能安装孔板，孔板的锐角应 迎着流向
测量气体（或液体）的水平导压管应有排除冷凝液体（或气体） 的配管坡度1：10~1：100
测量气体时，取压口应在管道上部与管道中垂线成45度的夹角 范围内；测量蒸汽时，取压口应在管道上部与管道水平中心线 成45度的夹角范围内；测量液体时，取压口应在管道下部与管 道水平中心线成45度的夹角范围内。
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2、DCS控制系统构成
DCS系统
硬件——操作管理系统、过程控制站、 通信系统
诊断程序 应用程序 系统软件
组态程序 标准画面等 软件 用户软件—组态结果
运行数据—过程历史数据
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山东利丰达生物科技有限公司 3、DCS的功能
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f=StU1/d=StU/md 式中U1－旋涡发生体两侧平 均流速，m/s
St—斯特劳哈尔数 m－旋涡发生体两侧弓形 面积与管道横截面面积之比
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2.1.3.2 特点
压力损失小，量程范围大，量程比大，精度高，在测量工况体 积流量时几乎不受液体密度、压力、温度等参数的影响。无可 动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。 对直管段要求较高，一般前20D后5D。
P绝压
绝对零压(绝对真 空下的压力)
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2.2 压力测量基本知识
压力单位
法定计量单位是Pa，1Pa=1N/m2， 压力的法定工程单位还有：MPa、kPa、
非法定工程单位：kgf/cm2、atm、mmH2O、 mmHg、bar等 1kgf/cm2=1atm=10000mmH2O=760mmHg= 1bar=0.1MPa
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二、压力测量仪表
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压力
定义： 垂直作用在物体表面上的力
山东利丰达生物科技有限公司 2.1 表压、绝对压力、负压（真空度）的关系
P表压(以大气压为基准来表示的压力) 1大气压力线（101KPa)
P负压（真空度）被测流体的绝对压 力低于大气压时压力表测得的压力
P绝压(绝对零压为基准来表示的压力)