化工操作工仪表教材.docx

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化工操作工仪表教材

化工操作培训教案

（仪表部分）

2005年8月

概述

扬农目前的生产规模逐渐扩大，生产装置日趋稳定，自动化程度逐年提高，为了适应化工生产的要求，着重培养在岗员工的操作技能和应急故障处理能力，从实际生产出发，根据岗位要求制定此培训教案。

不到之处敬请提出批评指正！

第一讲：

化工测量仪表

第二讲：

温度测量

第三讲：

压力测量

第四讲：

流量测量

第五讲：

液位测量

第六讲：

成分分析

第七讲：

调节系统

第八讲：

DCS控制系统

第九讲：

故障分析

第一讲化工测量仪表

在化工生产中，为了更好地进行生产操作和自动调节，需要对工艺生产中的温度、压力、流量、液位、成分五大参数进行自动检测。

用来检测这些参数的仪表，就称为化工测量仪表。

一：

测量误差：

测量的目的就是希望能正确地反映客观实际，也就是要测量参数的“真实值”。

但是在实际测量过程中无法测得真实值。

只能接近它，也就是说，测量值与真实值之间始终存在有一定差值。

这个差值就是测量误差。

测量误差按其产生原因不同，可以分为三类：

（1）系统误差。

主要是仪表本身的缺陷、观测者的习惯或偏向造成。

这种误差容易消除和修正。

（2）疏忽误差。

主要是由于测量者在测量过程中疏忽大意造成的。

他比较容易被发觉，可以避免。

（3）偶然误差。

就是在同样的条件下反复多次，每次结果都不重复的误差。

这种误差是偶然的原因造成的，不易被发觉和修正。

测量误差通常有两种表示方法：

绝对误差和相对误差。

（1）绝对误差：

测量值与真实值之间的差值，即：

绝对误差=测量值—真实值

（2）相对误差：

测量的绝对误差和真实值之比，即：

相对误差=绝对误差/真实值

二：

测量仪表的品质指标：

（1）仪表的准确度

（2）测量仪表的恒定度（变差）

（3）测量仪表的灵敏度和灵敏限

（4）测量仪表的反应时间

三：

测量仪表的分类及构成：

（1）按测量参数不同，可分为温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、液位测量仪表、成分分析仪表等。

（2）按显示方式不同，可分为指示，指示记录、累积、数字和屏幕式。

（3）按用途不同，可分为标准仪表、实验室仪表和工业用仪表。

（4）按装置地点不同，可分为就地安装仪表和盘装仪表。

化工测量仪表的种类繁多，各种仪表的原理、结构、线路不尽相同，但就其基本组成，大致可分为：

检测变换部分、传送部分和显示部分。

第二讲温度测量

温度是化工生产中十分重要的操作参数，它的测量与控制是保证化工生产实现稳产、高产、安全、优质、低耗、清洁的关键。

1.常见温度测量仪表有：

铂电阻，热电偶，双金属温度计，水银温度计

2.温度检测仪表安装要求：

要能准确反映介质真实温度；不能装在旋涡和拐角处；应该和介质垂直或逆流安装；注意密封垫片不能受到损害。

3.温度测量的方法有哪些？

接触式和非接触式。

4.玻璃管温度计以及双金属温度计都是利用了热胀冷缩的工作原理。

5.热电偶测温应用的是热电效应原理，热电偶的热电势由接触电势和温差电势两部分组成。

热电偶主要依靠接触电势册连忙感温度。

6.国际标准温度计有标准铂铑铂热电偶，标准铂电阻温度计，和标准光学温度计。

7.热电阻通常采用三线制接法，其目的是为了克服线路电阻所引起的测量误差。

8.热电偶温度计是把温度的变化通过感温元件热电偶转换为热电势的变化来测量温度，而热电阻温度计是把温度的变化通过感温元件热电阻体转换为电阻值的变化来测量温度的，目前常用的热电阻体是铂热电阻体和铜电阻体。

第三讲压力测量

压力可以改变化学平衡，影响反应速度，也可以改变物质的性质等，所以压力是化工生产过程中的一个非常重要的参数。

为保证生产始终处于高产、稳产、安全、低耗、清洁，要对压力进行测量和控制。

1.压力就是垂直而均匀地作用在单位面积上的作用力。

它在数值上由两个因素决定，即受力面积和垂直作用力的大小。

数字表达式为：

P=F/S。

2.压力的单位有如下几种：

（1）物理大气压

（2）工程大气压

（3）帕斯卡

（4）毫米水柱，毫米汞柱

它们的换算关系如下：

压力单位

工程大气压

毫米汞柱

毫米水柱

物理大气压

帕斯卡

毫米汞柱

1.359*10-3

1

1.3595*10

1.316*10-3

1.332*102

毫米水柱

10-4

0.73556*10-1

1

0.9678*10-4

0.9807*10

帕斯卡

1.0197*10-5

0.75*10-2

1.0197*10-1

0.9869*10-5

1

工程大气压

1

0.73556*103

104

0.9678

0.9807*105

物理大气压

1.0332

760

1.0332*104

1

1.01325*105

3.在压力测量中，常有大气压力、绝对压力、表压力、负压力之分。

其中：

P表==P绝—P大气

（1）

P负==P大气—P绝

（2）

4.压力测量仪表共分为以下几种：

液柱是压力计、弹性式压力计、电气式压力计、活塞式压力计

5.U型管压力计的测量原理是静力原理。

6.在被测压力稳定的情况下，最大压力值不得超过满量程的3/4；在被测压力波动较大的情况下，最大压力值不得超过满量程的2/3。

7.压力的国际标准单位是帕斯卡，用符号Pa表示。

8.真空表所测的压力为表压，而不是绝对压力。

9.在测量气体压力时，压力表应装于管道上方，而测量液体压力时，压力表应装于管道下方。

10.压力的表示方法有绝对压力、表压和真空度。

第四讲流量测量

在化工生产中，不仅需要及时地掌握原料成品及中间产品等在操作过程中的瞬时流量和某一段时间内的累积量，而且指导工艺操作，监视设备运转情况，也必须要靠流量提供必要的依据。

1.流量是指：

单位时间内，流过管道或设备某一截面的流体的数量，常把它叫瞬时流量，常用单位有kg/h,m3/h,L/h等。

2.流量有三种方法表示：

体积流量、质量流量、重量流量。

3.目前公司有如下几种流量计：

玻璃转子流量计、金属转子流量计、电磁流量计、涡街流量计、孔板流量计。

4.转子流量计必须垂直安装，不可倾斜，应安装在便于观察和维修方便的地方。

5.电磁流量计输出的电流信号与介质的流量之间是线性关系。

6.转子流量计量程的改变，可以采用不同材料的同形转子，即用改变转子重量的方法来改变量程。

7.在安装流量计时应加装旁路，在投运前应打开旁路阀门，将管道中的污物冲去；测量液体流量时，严禁液体中带有气体。

第五讲液位测量

液位的测量在化工生产中有着相当重要的地位和作用，能保证生产安全，高效运行。

液位测量仪表，就是用来测量液位、固体料位、以及液体和液体的界面变化的仪表。

1.按结构原理大致可以分为：

玻璃式液位计，浮力式液位计，差压式液位计，电气式液位计，辐射式液位计，超声波液位计。

2.公司目前使用的液位计有：

浮球、浮筒液位计，电容式液位计，静压式液位计，法兰式液位计，雷达液位计，超声波液位计，双法兰液位计，和玻璃管液位计。

3.玻璃管液位计的测量原理是连通器。

4.当设备中带有正压或真空时应选择用差压式液位计来测量。

5.贮罐安装差压液位计时应选择安装于泵吸入口之上方。

6.贮罐液位的测量值一般不作为计量用，不规则贮罐的液位换算立方数只能是近似值。

第六讲成分分析

过程分析仪表是用于工业生产流程中对物质的成分及性质完全自动分析与测量的仪表。

一：

过程分析仪表有三大特点：

1.过程分析仪表必须有自动取样和试样预处理系统。

2.过程分析仪表必须是完全自动化的。

3.过程分析仪表的精度可以低些，但是稳定性要好。

二：

公司目前的分析仪表有：

浊度仪，氢分析仪，尾氧分析仪，工业电导仪，PH计。

第七讲调节系统

任何一个自动调节系统，都是由被调对象、调节器、调节阀和测量变送器等组成。

1.按工艺参数分：

温度调节（TC），流量调节（FC），

液位调节（LC），压力调节（PC）。

2.按能源分：

电动调节，液动调节，气动调节。

3.按结构难易分：

简单调节回路，复杂调节回路。

4.调节阀的阀芯一般有直行程和角行程阀芯两种。

5.自动化装置可分为：

自动检测、自动调节、自动显示及报警、自动操纵。

6.SV代表给定值、PV代表测量值、MV代表阀位值。

7.PID分别代表：

比例、积分、微分。

8.手动切换为自动时应为无扰动切换，否则偏差更大。

第八讲DCS系统

DCS系统组成有：

操作站，控制站，和通讯三部分组成。

它有较强的危险分散，操作集中，管理集中的特点，目前使用领域很广泛。

1.DCS系统对调节信号进行了冗余，对开关量一般不做冗余。

2.DCS中文名字是：

集散控制系统。

3.当操作站死机时，控制站仍然正常工作，不会影响正常生产。

4.一个完整的计算机系统包括硬件和软件。

5.实时监控画面中有：

报警一览、系统总貌、控制分组、历史曲线、数据一览、故障诊断、流程图、等。