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在壓力/差壓變送器的選用上主要依據:以被測介質的性質指標為準,以節約資金、便于安裝和維護為參考。如被測介質為高黏度易結晶強腐蝕的場合,必須選用隔離型變送器。
在選型時要考慮它的介質對膜盒金屬的腐蝕,一定要選好膜盒材質,否則使用后很短時間就會將外膜片腐蝕壞,法蘭也會被腐蝕壞造成設備和人身事故,所以材質選擇非常重要。變送器的膜盒材質有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質等。
在選型時要考慮被測介質的溫度,如果溫度高一般為200℃~400℃,要選用高溫型,否則硅油會產生汽化膨脹,使測量不準。
在選型時要考慮設備工作壓力等級,變送器的壓力等級必須與應用場合相符合。從經濟角度上講,外膜盒及插入部分材質比較合適,但連接法蘭可以選用碳鋼、鍍鉻,這樣會節約很多資金。
隔離型壓力變送器選用最好是選用螺紋連接形式的,這樣既節約資金安裝又方便。
對于普通壓力和差壓變送器選型,也要考慮被測介質的腐蝕性問題,但使用的介質溫度可以不考慮,因為普通型壓變是引壓到表內,長期工作溫度為常溫,但普通型使用的維護量要比隔離型大。首先是保溫問題,在北方冬季零下,導壓管會結冰,變送器無法工作甚至損壞,這就需要增加伴熱和保溫箱等。
從經濟角度上來講,選用變送器時,只要不是易結晶介質都可以采用普通型變送器,而且對于低壓易結晶介質也可以加吹掃介質來間接測量(只要工藝允許用吹掃液或氣),應用普通型變送器就是要求維護人員多進行定時檢查,包括各種導壓管是否泄漏、吹掃介質是否正常、保溫是否良好等,只要維護好,大量使用普通型變送器一次性投資會節約很多。
從選用變送器測量范圍上來說,一般變送器都具有一定的量程可調范圍,最好將使用的量程范圍設在它量程的1/4~3/4段,這樣精度會有保證,對于微差壓變送器來說更是重要。實踐中有些應用場合(液位測量)需要對變送器的測量范圍遷移,根據現場安裝位置計算出測量范圍和遷移量,遷移有正遷移和負遷移之分。
目前,智能變送器已相當普及,它的特點是精度高、可調范圍大,而且調整非常方便、穩定性好,選型時應多考慮。
二、 核心產品系列與適用場景
壓力 / 差壓變送器以高穩定性、寬量程比、強抗干擾能力著稱,廣泛應用于石油化工、電力、冶金、水處理等領域。以下是系統化的應用場景與選型方法。
1. 差壓變送器
差壓變送器通過測量兩點壓力差,間接計算液位、流量、密度等參數,是工業過程控制的核心儀表。
液位測量
應用:儲罐、反應釜、精餾塔的液位監測(敞口 / 密閉容器均適用)。
原理:利用靜壓差公式 ΔP=ρgh,通過差壓換算液位高度。
選型要點:密閉容器需配置遠傳密封裝置(毛細管),避免介質腐蝕或結晶堵塞;高溫工況選充液式遠傳膜片。
流量測量
應用:與孔板、文丘里管、噴嘴等節流裝置配套,測量氣體、液體、蒸汽的流量。
原理:基于伯努利方程,差壓與流量的平方成正比。
選型要點:根據節流裝置的差壓范圍選擇變送器量程(建議正常流量對應變送器 70%~80% 量程);蒸汽測量需配置溫度 / 壓力補償模塊。
密度測量
應用:在線監測漿液、混合液的密度(如原油、泥漿、化工溶液)。
原理:固定兩點高度差,差壓值與介質密度成正比。
選型要點:選擇高靜壓差壓變送器,耐受容器的高工作壓力。
2. 壓力變送器
直接測量絕對壓力、表壓、負壓(真空度),適用于設備或管路的壓力監測。
表壓測量
應用:泵出口壓力、管道工作壓力、反應釜壓力控制。
選型要點:根據工藝壓力范圍選擇量程(留有 1.5~2 倍過載余量);腐蝕介質選哈氏合金 / 鉭材質膜片。
絕對壓力測量
應用:真空系統(如蒸餾塔、真空干燥機)、海拔高度相關的壓力監測。
選型要點:選擇標注 “絕壓(AP)” 的型號,避免用表壓變送器替代。
高壓力測量
應用:高壓加氫裝置、油氣井井口壓力、蒸汽管網。
三、 關鍵選型參數與原則
選型需結合工藝介質、工況條件、精度要求、輸出信號四大核心要素,按以下步驟確定型號:
1. 確定測量類型
2. 確認工藝工況參數
介質特性
腐蝕性(如強酸、強堿):膜片材質選鉭(Ta)、哈氏合金 C-276;
粘稠 / 易結晶(如原油、漿料):配置遠傳密封 + 毛細管,防止引壓管堵塞;
易燃易爆(如油氣):選擇隔爆 / 本安型防爆認證(Ex d IIC T6 / Ex ia IIC T6)。
溫度范圍
介質溫度:超出變送器耐受范圍時,需加冷凝罐 / 散熱器;
環境溫度:戶外安裝選寬溫型號,低溫工況需配置伴熱裝置。
壓力范圍
正常工作壓力:對應變送器量程的 30%~70%,保證測量精度;
最大工作壓力:選擇過載能力≥1.5 倍最大壓力的型號,防止超壓損壞。
3. 選擇精度與量程比
精度等級
:變送器精度可達 ±0.04%FS,適用于貿易結算、關鍵控制回路;一般監測回路可選 ±0.075% FS 型號。
量程比
:最大量程與最小量程的比值,3051 系列量程比可達 100:1.量程比越大,適配的工況范圍越廣,無需頻繁更換變送器。
4. 確定輸出信號與通訊協議
標準模擬信號
:4-20mA DC(兩線制),適用于常規 DCS/PLC 系統,布線成本低。
數字信號 / 總線協議
HART:兼容 4-20mA,可通過手操器遠程組態、診斷;
Foundation Fieldbus(FF)/Profibus PA:總線型儀表,支持多設備組網,適用于大型工廠自動化系統;
WirelessHART:無線變送器,適用于布線困難的場景(如儲罐群、偏遠井場)。
5. 安裝方式與附件
安裝接口
:法蘭式(適用于大口徑、高壓力)、螺紋式(適用于小管徑)、衛生型卡箍(食品制藥);
附件選型
:冷凝罐、隔離罐、三閥組 / 五閥組、毛細管、安裝支架,需與工藝介質和安裝環境匹配。
四、 石油化工行業選型特殊要點
針對石油化工的高溫、高壓、強腐蝕、易燃易爆工況,選型需額外注意:
變送器需滿足 SIL2/SIL3 安全完整性等級,適配 SIS 安全儀表系統;
加氫、重整裝置的高溫高壓測點,優先選高靜壓差壓變送器,耐受靜壓力可達 60MPa;
含硫介質(如含硫天然氣)需選抗硫材質膜片,防止腐蝕失效;
防爆等級需滿足Ex ia IIC T6(本安型),避免現場火花引發爆炸。
四、 選型常見誤區
量程選大
:追求 “過載安全”,導致正常工況下測量值處于量程低端,精度下降;
忽視介質溫度
:高溫介質直接接入變送器,導致膜片變形;
省略遠傳密封
:粘稠介質直接用引壓管,易堵塞、結晶,維護成本高;
協議選錯
:總線型儀表用于無總線系統,無法發揮遠程診斷功能。
五、差壓變送器根據以下幾點選型:
(1) 測量范圍、需要的精度及測量功能;
(2) 測量儀表面對的環境,如石油化工的工業環境,有可燃(有毒)和爆炸危險氣氛的存在,有較高的環境溫度等;
(3) 被測介質的物理化學性質和狀態,如強酸、強堿、粘稠、易凝固結晶和氣化等工況;
(4) 操作條件的變化,如介質溫度、壓力、濃度的變化。有時還要考慮到從開車到參數達到正常生產時,氣相和液相濃度和密度的變化;
(5) 被測對象容器的結構、形狀、尺寸、容器內的設備附件及各種進出口料管口都要考慮,如塔、溶液槽、反應器、鍋爐汽包、立罐、球罐等;
(6) 其他要求,如環保及衛生等要求;
(7) 工程儀表選型要有統一的考慮,要求盡可能地減少品種規格,減少備品備件,以利管理;
(8) 工藝的具體要求。
(9) 實際的工藝情況:
① 考慮被測對象是屬于哪一類設備。如槽、罐類,槽的容積較小,測量范圍不會太大,罐的容積較大,測量范圍可能較大;
② 要看介質的物化性質及潔凈程度,常規的差壓式變送器及浮筒式液位變送器,還要對接觸介質部分的材質進行選擇;
③ 對有些懸浮物、泡沫等介質可用單法蘭式差壓變送器。有些易析出、易結晶的用插入式雙法蘭式差壓變送器;
④ 對高黏度的介質的液位及高壓設備的液位,由于設備無法開孔,可選用放射液位計來測量;
⑤ 除了測量方法上和技術上問題外,還有儀表投資問題。
綜上所述,變送器的選型,從技術上要可行,經濟上要合理,管理上要方便。
六、壓力變送器的選型方法
從物理學角度看,任何一個物體上受到的壓力都應包括大氣壓力和被測介質的壓力(一般稱為表壓)兩部分。作用在被測物體上這兩部分壓力總和稱為絕對壓力。
P絕 = P表 + 大氣壓
測量絕對壓力的儀表稱為絕壓表。對于普通的工業壓力表測量的都是表壓值,也就是絕對壓力與大氣壓的壓差值。當絕對壓力大于大氣壓值時測得的表壓值為正值,稱為正表壓;當絕對壓力小于大氣壓值時測得的表壓值為負值,稱為負表壓,即真空度。測量真空度的儀表稱為真空表。
① 為了保證壓力測量精度,最小壓力測量值應高于壓力表測量量程的1/3;
② 對需遠距離測量或測量精度要求較高的場合,應選擇壓力傳感器或壓力變送器;
③ 在測量精度要求不高時,可選擇電阻或電感式、霍爾效應式遠傳壓力表;
④ 氣動基地式壓力指示調節器適宜作就地壓力指示調節;
⑤ 壓力變送器、壓力開關應根據安裝場所防爆要求合理選擇。
七、壓力表的選型
(1) 量程選擇
• 在測穩定壓力時,一般壓力表最大量程選擇接近或大于正常壓力測量值的1.5倍;
• 在測脈動壓力時,一般壓力表最大量程選擇接近或大于正常壓力測量值的2倍;
• 在測機泵出口壓力時,一般壓力表最大量程選擇接近機泵出口最大壓力值;
• 在測高壓壓力時,一般壓力表最大量程選擇應大于最大壓力測量值的1.7倍;
• 為了保證壓力測量精度,最小壓力測量值應高于壓力表測量量程的1/3.
(2) 型式選擇
• 測壓>0.4MPa時,可選用彈簧管壓力表;
• 測壓<0.04MPa時,可選用波紋管和膜盒壓力表;
• 測粘稠、易結晶、腐蝕性、含固體顆粒的場合,可采用膜片壓力表或附帶化學密封裝置;
• 測蒸汽或高于60℃的介質壓力測量應選擇不銹鋼壓力表或安裝冷凝圈;
• 脈動壓力測量應附加阻尼器或耐震壓力表;
• 測含有粉塵氣體時應設置除塵器;
• 測含有液體的氣體壓力時應設置氣液分離器;
• 測某些化工介質應選用專用壓力表:對含氨介質壓力測量采用氨用壓力表,對含氧氣壓力測量采用氧氣壓力表,對乙炔壓力測量采用乙炔壓力表,對含硫介質壓力采用抗硫壓力表;
• 高壓壓力表(大于10MPa)應有泄壓安全設施。
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