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      全面了解儀表回路, 確保精確使用

      作者: 時(shí)間:2017-03-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
      在測量壓力、流量或液位的流程儀表應(yīng)用中,工程師或技術(shù)員會專注于精確度,將其作為工作的重中之重。發(fā)射器是設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。工程師通常會購買他們能夠買到的最精確的發(fā)射器,并對它投入極大的關(guān)注。

      然而,發(fā)射器的精確度取決于系統(tǒng)提供給它的輸入。流程儀表回路(將流程連接到發(fā)射器的管道和部件組)也同樣重要。此回路的作用在于向發(fā)射器提供一組流程狀態(tài)信息。這些狀態(tài)必須與流程中的狀態(tài)精確地保持相同。如果不相同,發(fā)射器將無法提供有用的測量結(jié)果。

      而且,我們往往很難知道流程儀表回路何時(shí)表現(xiàn)不佳。沒有報(bào)警聲會響起。因此,盡管工程師或技術(shù)員可能會專注于發(fā)射器,但儀表回路可能是破壞任何成功可能性的原因。

      因此,我們有充分的理由需要去了解流程儀表回路中可能出現(xiàn)的任何問題,包括與整體設(shè)計(jì)和布局以及單個(gè)部件的質(zhì)量和安裝有關(guān)的問題。

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      緊耦合

      在我們詳細(xì)了解流程儀表回路之前,讓我們先來看看最近開發(fā)的一種替代方案。這是一種簡單而精致的解決方案,如果您的應(yīng)用允許您采用這種解決方案,我們建議您采用它。
      通常情況下,流程儀表設(shè)置至少需要流程接口閥、引壓管線、歧管和發(fā)射器(見圖1)。引壓管線的安裝和維護(hù)成本可能比較昂貴,并且面臨諸多挑戰(zhàn),如堵塞、泄漏點(diǎn)、溫度控制和腐蝕。緊耦合設(shè)置消除了引壓管線的需要。流程接口閥和歧管變成一個(gè)單元(見圖2),并將發(fā)射器直接安裝到它上面。然后,將整個(gè)組件連接到流程回路。了解這種替代方案的人大多數(shù)都會喜歡它。挑戰(zhàn)在于找到適當(dāng)?shù)奈恢脕硎褂盟?

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      第一個(gè)局限性在于溫度。傳統(tǒng)設(shè)置采用引壓管線的一個(gè)原因在于防止發(fā)射器受到流程回路高溫的影響。如果流程回路過熱,發(fā)射器可能無法在緊耦合安裝中距離僅幾英寸的位置運(yùn)行。

      第二個(gè)局限性在于進(jìn)出便利性。如果您需要到達(dá)發(fā)射器的安裝位置進(jìn)行校準(zhǔn),發(fā)射器位置則需要確保進(jìn)出方便,因此,如果將一個(gè)耦合器安裝在流程回路上方50英尺高的位置,將沒有很大的意義。

      最后一個(gè)障礙在于成本。緊耦合需要一筆初始投資,但從長遠(yuǎn)來看,特別是如果您將緊耦合系統(tǒng)維護(hù)成本較低考慮進(jìn)去的話,那么,相比傳統(tǒng)的替代方案,它可能沒有那么昂貴。如果您有機(jī)會采用這種解決方案,我們建議您采用它。

      標(biāo)準(zhǔn)化——簡化維護(hù)的關(guān)鍵步驟

      如果您的目標(biāo)是獲取最佳設(shè)計(jì),那么將只有幾種方法可以設(shè)置流程儀表回路。然而,大多數(shù)工廠都有多種變體設(shè)計(jì),而且其中許多變體設(shè)計(jì)也不是最佳的。隨著時(shí)間的推移,不同的工程師和/或者承包商出于不的原因?yàn)椴煌捻?xiàng)目開發(fā)了這些變體設(shè)計(jì)。這樣復(fù)雜的情況可能會耗盡您的時(shí)間和精力。每個(gè)系統(tǒng)都有不同的維護(hù)需求,并且一旦出現(xiàn)問題,將存在許多可能性。

      理想情況下,所有的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)按照一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì),包括預(yù)算和容許的停機(jī)時(shí)間、維護(hù)和精確度。結(jié)果將是高度標(biāo)準(zhǔn)化。舉個(gè)例子,在標(biāo)準(zhǔn)化之前,一家精煉廠可能擁有30種不同的流程儀表回路配置。而在標(biāo)準(zhǔn)化之后,同一家工廠可能僅擁有5種配置,并且每種配置均包含相同的基本部件:發(fā)射器安裝、歧管系統(tǒng)和冗余壓力測量。唯一的變化可能是管道路徑和流程接口閥類型(基于溫度、壓力和閥門位置而變化)。

      通過標(biāo)準(zhǔn)化,許多事情將變得更加簡單,包括維護(hù)、安裝、培訓(xùn)和診斷。同時(shí),錯(cuò)誤也減少了。另外,工廠也可以減少更換備件存貨,從而減少開支。

      基本構(gòu)建塊

      對于流程儀表回路中的每個(gè)基本構(gòu)建塊,包括流程接口閥、引壓管線和歧管,材料和設(shè)計(jì)的選擇至關(guān)重要,否則可能會影響精確性。關(guān)于材料,我們強(qiáng)烈建議在大多數(shù)應(yīng)用中選擇不銹鋼或其他耐腐蝕合金。盡管如此,許多工業(yè)工廠仍可能采用碳鋼材料的流程接口閥、管道和歧管(或者歧管零部件)。在某些低水分應(yīng)用中,如石油,碳鋼是可以接受的,但對于多數(shù)其他應(yīng)用而言,選擇碳鋼材料可能會面臨風(fēng)險(xiǎn)。通常積聚在碳鋼表面的結(jié)垢可能會脫落,并向下游流動,然后停留在閥座上,從而阻止閥門精確關(guān)閉。其結(jié)果是導(dǎo)致發(fā)射器校準(zhǔn)不精確,和/或者發(fā)射器讀數(shù)不精確(詳細(xì)的討論見下文)。如果您在儀表回路中采用碳鋼部件,它們將需要非常密切的監(jiān)測,以確保結(jié)垢不會響系統(tǒng)中閥門的操作。

      流程接口閥(PIV)

      流程接口閥是關(guān)閉流程回路的第一個(gè)閥門。從歷史上來看,流程接口閥的選擇一直是單閘板式閘閥或球閥。這兩種閥門目前仍在繼續(xù)使用,尤其是在美國,但最佳選擇是雙關(guān)雙斷閥(DBB),其包含兩個(gè)隔離閥,兩個(gè)隔離閥之間還有一個(gè)排放閥。采用雙關(guān)雙斷閥的主要原因在于安全性。如果您需要關(guān)閉流程儀表回路以進(jìn)行維護(hù),您將需要關(guān)閉兩個(gè)隔斷閥,并打開排放閥。如果第一個(gè)隔斷閥出于任何原因發(fā)生泄漏,第個(gè)隔斷閥將會阻止壓力或液體積聚在流程儀表回路中。

      雖然雙關(guān)雙斷閥的功能可以使用三個(gè)單獨(dú)的閥門來構(gòu)建,但單一的獨(dú)立式裝置是更好的選擇,其具有以下優(yōu)點(diǎn):

      ●減少泄漏點(diǎn);
      ●通過使用不同尺寸的孔口和法蘭連接,靈活地配置產(chǎn)品;
      ●減少尺寸和重量,從而減少了儀表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支撐的需求及相關(guān)費(fèi)用(見圖3);
      ●降低成本;
      ●安裝更快速、更容易;
      ●可提供廣泛的壓力等級和材料范圍,確保可與特定的管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)相兼容;以及消防安全評級。

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      圖3中所示的是雙關(guān)雙斷閥的替代產(chǎn)品單法蘭,它的尺寸更小、設(shè)計(jì)更緊湊,由三個(gè)針閥組成——兩個(gè)隔斷閥和一個(gè)排放閥。針閥孔口比球閥孔口更小,因此,單法蘭適用于更輕質(zhì)且粘性更小的流體。

      傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的雙關(guān)雙斷閥適用于所有流體,使用球閥時(shí)特別適用于那些粘度較高的流體。事實(shí)上,當(dāng)系統(tǒng)流體較臟或者含有蠟時(shí),良好的雙關(guān)雙斷閥設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是“可以通過閥桿旋轉(zhuǎn)的”。“可以通過閥桿旋轉(zhuǎn)”意味著您可以繞著雙關(guān)雙斷閥的中間位置旋閥桿,以清除堵塞物。

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      關(guān)鍵詞: 儀表回路精確使用精確

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