Необходимые знания для новичков на позиции КИП на химическом заводе: 10 наиболее часто используемых приборов на объекте, а также их функции и места установки.

Функция: Преобразование физических величин давления газа, жидкости и пара в стандартные электрические сигналы 4–20 мА и передача их в систему РСУ для мониторинга и управления. Датчик перепада давления также используется в сочетании с дроссельными устройствами для измерения расхода и уровня жидкости.

Советы по монтажному положению

При измерении давления жидкости: порт давления должен быть расположен сбоку от трубопровода (избегая донных отложений), а преобразователь должен быть установлен рядом или под портом давления, чтобы пузырьки могли стекать в трубопровод.

При измерении давления газа: порт давления должен быть расположен в верхней части трубопровода, а преобразователь должен быть установлен в верхней части трубопровода, чтобы скопившаяся жидкость могла стечь обратно в трубопровод.

При измерении высокотемпературных сред, таких как пар: для охлаждения необходимо добавить колено конденсатора (змеевик), а преобразователь не должен подвергаться непосредственному воздействию перегретой среды.

Старайтесь избегать прямого контакта преобразователя с агрессивными средами и держите подводящую трубу как можно короче, чтобы предотвратить осаждение отложений.

2. Приборы для измерения температуры (термопара/терморезистор)

Функция: Термопары и терморезисторы являются наиболее часто используемыми элементами измерения температуры на химическом заводе. Термопары измеряют высокие температуры (выше 200°C), а терморезисторы измеряют средние и низкие температуры (ниже 200°C). Термопары работают на основе термоэлектрического эффекта, а терморезисторы используют особенность, заключающуюся в том, что сопротивление проводников изменяется с температурой.

Советы по монтажному положению

Измерительный конец должен быть вставлен в центр трубопровода, чтобы отображать истинную температуру жидкости. Для трубопровода диаметром 200 мм глубина вставки должна составлять примерно 100 мм.

Избегайте положений с недостаточным теплообменом, таких как клапаны, колена и мертвые углы, чтобы обеспечить точное измерение температуры.

Выходное отверстие распределительной коробки должно быть установлено вниз, чтобы предотвратить попадание водяного пара и пыли и возникновение короткого замыкания.

Если глубина установки превышает 1 метр, его следует устанавливать вертикально или с помощью опорной рамы.

3. Расходомеры (Электромагнитный расходомер/Вихревой расходомер/Массовый расходомер)

Функция: Измерение скорости потока жидкостей, газов или пара в трубопроводах.

Три наиболее распространенных типа на химических предприятиях:

Электромагнитный расходомер - подходит для проводящих жидкостей (вода, кислоты, основания и т. д.), имеет высокую точность и отсутствие потерь давления.

Требования к установке: Должен быть установлен горизонтально, чтобы обеспечить полную трубу (неточное измерение, если труба не заполнена); прямой участок трубы выше по потоку должен быть ≥ 5D, а ниже по потоку ≥ 3D.

Вихревой расходомер — подходит для газов, пара и жидкостей с низкой вязкостью.

Требования к установке: Можно устанавливать горизонтально или вертикально; при вертикальной установке жидкость должна течь снизу вверх; Требования к прямолинейному участку трубы самые строгие: входное сечение ≥ 15D, выходное ≥ 5D.

Массовый расходомер Кориолиса — непосредственно измеряет массовый расход с высочайшей точностью, подходит для торговых расчетов и высоковязких сред.

Требования к установке: Требования к прямому сечению трубы относительно невелики, но следует избегать вибрационных помех; место установки должно находиться вдали от насосов и мощного оборудования.

4. Указатели уровня (магнитный уровнемер / радарный уровнемер)

Функция: измерение высоты уровня жидкости в резервуарах, реакторах и т. д. и является одним из наиболее важных инструментов в области резервуаров.

Магнитный указатель уровня створки — использует магнитные принципы, чтобы заставить створку переворачиваться и отображать уровень жидкости, что интуитивно понятно и подходит для ежедневной проверки.

Требования к установке: Боковой тип соединяется с боковой стенкой резервуара через фланец; должен быть установлен вертикально (отклонение ≤ 30°); при установке в цилиндре не должно быть железных опилок и сварочного шлака во избежание заклинивания поплавка; Избегайте сильных помех магнитного поля.

Радарный уровнемер — бесконтактное измерение, подходит для высокотемпературных, высокого давления и агрессивных сред.

Требования к установке: Избегайте мест с нестабильным уровнем жидкости, таких как загрузочные отверстия и мешалки; антенна (рупор) должна быть чистой, без масляных пятен и кристаллического налета; убедитесь, что луч радара может беспрепятственно достигать поверхности жидкости.

5. Онлайн-аналитические инструменты (pH-метр/анализатор кислорода/хроматограф и т. д.)

Функция: Измерение состава, содержания и физических свойств материалов, таких как значение pH, содержание кислорода, влажность, концентрация компонентов и т. д. Это ключевая основа «точного регулирования» при управлении процессом.

Советы по монтажному положению

pH-метр: зонд следует вставить в трубопровод или боковую стенку контейнера, а среда должна быть полностью погружена в электрод, чтобы избежать пузырьков воздуха и загрязнения маслом; его следует регулярно чистить и калибровать.

Анализатор кислорода: Точка отбора проб выбирается в месте, где поток газа стабилен и репрезентативен, избегая мертвых зон и водяного конденсата.

Хроматограф: Обычно устанавливается в аналитической кабине, пробы вводятся через трубопровод для отбора проб. Система предварительной обработки образцов является ключом к установке и отладке.

II. Исполнительные механизмы («пальцы» для достижения автоматического управления)

6. Регулирующий клапан + позиционер клапана

Функция: Регулирующий клапан является «конечным звеном» для выполнения инструкций управления. Он регулирует такие параметры, как расход и давление, путем изменения открытия клапана. Позиционер клапана является принадлежностью регулирующего клапана, преобразующей сигнал 4–20 мА от DCS в сигнал давления воздуха для перемещения клапана в точное положение.

Советы по монтажному положению

В принципе, регулирующий клапан следует устанавливать вертикально на горизонтальном трубопроводе. В особых случаях, когда его необходимо установить горизонтально или под углом, следует добавить опорное сиденье, чтобы предотвратить заклинивание вибрацией.

Позиционер клапана установлен на кронштейне регулирующего клапана и соединен со стержнем клапана через тягу обратной связи.

Место установки должно быть удобным для ежедневного осмотра и обслуживания. Газопровод должен быть чистым и сухим.

III. Приборы преобразования сигналов и связи

7. Барьер безопасности

Функция: устанавливается между диспетчерской и полевыми приборами. Он ограничивает энергию (ограничивает напряжение и ток), чтобы предотвратить попадание опасной энергии в поле и воспламенение горючих газов. Основной компонент взрывозащищенной системы искробезопасности. Распространенные типы включают барьеры безопасности Зенера и изолированные барьеры безопасности.

Положение установки: Установлен в шкафу РСУ или шкафу приборной панели в диспетчерской. Его нельзя устанавливать в опасной зоне на объекте. Искробезопасная сторона безопасного барьера подключена к полевому прибору, а неискробезопасная сторона подключена к системе управления. Заземление должно быть надежным.

8. Карта ввода-вывода и модуль связи.

Функция: «Нервные окончания» системы DCS, собирающие сигналы 4–20 мА от полевых передатчиков, переключателей и контактных сигналов и выдающие команды управления на регулирующие клапаны и другие исполнительные механизмы.

Место установки: Установлен в шкафу системы РСУ в диспетчерской. Различные типы сигналов (аналоговый вход AI/аналоговый выход AO/цифровой вход DI/цифровой выход DO) имеют свои собственные типы плат. Во время установки будьте осторожны, чтобы избежать статического электричества, и перед подключением проверьте тип сигнала и метод питания цепи.

IV. Средства безопасности (Устройства для спасения жизней в критические моменты)

9. Сигнализация горючего/токсичного газа

Функция: Постоянно контролирует концентрацию горючих или токсичных газов в воздухе на объекте. При превышении установленного порога он подает звуковые и визуальные сигналы тревоги, служащие первой линией защиты персонала.

Советы по монтажному положению (новичкам следует помнить)

Газы легче воздуха (например, водород, метан): Зонд следует устанавливать над источником утечки, примерно в 30–60 см от потолка.

Газы тяжелее воздуха (например, сжиженный нефтяной газ, сероводород): Зонд следует устанавливать ниже источника утечки, примерно в 30–60 см от земли.

Устанавливайте на расстоянии 1–3 метров от потенциальных источников утечек (фланцы, клапаны, уплотнения насосов и т. д.).

Избегайте установки в вентиляционных отверстиях, выходах пара и т. д., где поток воздуха турбулентен.

Регулярно проводите калибровку стандартным газом, а не «оставьте включенным и забудьте об этом».

V. Вспомогательные и специальные инструменты

10. Датчик вибрации/перемещения (мониторинг состояния агрегата)

Функция: контролирует вибрацию вала, смещение вала и температуру подшипников крупных вращающихся механизмов, таких как компрессоры, турбины и насосы, обеспечивая раннее предупреждение о механических неисправностях и предотвращая несчастные случаи, приводящие к разрушению машины.

Советы по монтажному положению

Электрокинетический датчик установлен рядом с подшипником, совмещен с поверхностью подшипника, а напряжение на зазоре должно быть строго отрегулировано в соответствии с руководством.

Предварительный усилитель и монитор устанавливаются в диспетчерской или в монтажной коробке на объекте со специальными экранированными кабелями для сигнального кабеля.