1、自动化仪表选型设计规定HG/T 20507 - 2000 条文说明1 温度仪表1. 2. 5 由于水银温度计已成为国家淘汰产品，所以规定为不得使用玻璃水银温度计。1. 3. 2 鉴于目前仪表厂尚无定型的一体化温度变送器安装在传感器上二，而且一体化温度变送器也是由传感器和现场温度变送器组成，所以本规定仅针对现场变送器选型。2 压力仪表2.2.1 对于测量高、中压力或腐蚀性较强的介质的压力表从操作人员安全考虑，宜选择具有释放壳体超压设施的压力表。本规定对非高、中压力的腐蚀性介质，仅作原则性规定，在选型中应以实际情况确定。2.3.4 从节省技资考虑，本规定对智能式变送器的选用仅作原则性规定，在选型中
2、也可从性能价格比因素考虑，选用智能式变送器。3 流量仪表3.1.1 规定中所选用的流量仪表，主要选用在目前生产中广泛应用的流量仪表，如节109 流装置、转子流量计等仪表，并包括引进国外技术的仪表，如笛形均速管、旋涡流量计、内藏孔板差压变送器等，这些流量计经实践证明可靠。国内近年来引进的或国外近年发展的流量计，这次也编人选型规定中。如超声波流量计、科氏力质量流量计、热导式质量流量计、动态轨道衡。在科研实验室中常用的流量计，以及在工业生产中不采用的或很少采用的流量计，如某些小型转子流量计，未列入本规定中。另外，虽然在生产中采用，但不作为正式产品的流量计，如毕托管等，也没有列人。3.2.1中1之(2
3、)本规定仅列出文丘里管、双重孔板、1/4圆喷、圆缺孔板等4种，这是因为仪表厂能供货而且也是非标准节流装置较常用的。3.2.1中1之(3)本规定推荐角接取压方式和法兰取压方式，这与GB/T 2624 -93规定一致。另外，参照目前引进装置中约有15%的节流装置采用径距取压方式，尤其是大口径管道节流装置(如12以上)，这种取压方式较为方便，也可选用。3.2.1中4之(1)蒸汽流量计原先作为企业能源计量仪表大量推广使用，经过几年实践，效果不理想，现在已很少采用和生产这种仪表，所以取消这种仪表。一体化节流式流量计实际上是一种固定自值的孔板或喷嘴与差压变送器做成一体再与智能化的二次表组成一个回路，这个二
4、次表内有软件根据测量的差压值、压力和温度对流量公式中各个系数进行修正，保证量程比在10: 1时精确度能达到:tl%，这种仪表宜于测量蒸汽。3.2.2中1玻璃转子流量计要求锥管轴线垂直安装，并要求安装旁路阀，以保证维护检修。口径从4-1。近年来发展了防腐型玻璃转子流量计，除氢氟酸外，一般的各种酸、碱及氯气等强腐蚀性介质都可以测量。3.2.2中2金属转子流量计分气远传和电远传两种，目前产品有5-150。要求锥管轴线垂直安装，并要求安装旁路阀，以保证维护检修。特殊型金属管转子流量计，包括带夹套保温结构的转子流量计和耐腐蚀的防腐型转子流量计，对于带夹套保温结构流量计，可以在夹套中通人加热或冷却介质，以
5、保护被测介质不产生结晶或汽化，也可以对高粘度介质起到保温作用，使其粘度稳定。对防腐型的流量计，可根据不同的介质，选用目前仪表厂内衬和外包氟塑料、衬耐酸橡胶制造的，也可以选用金属材料，如铁、铝二铁、错等制造的流量计。3.2.3中1靶式流量计前后直管段长度、精确度、量程比，根据国内某些仪表厂的技术数据，靶式流量计一般可用于测量各种洁净的和脏污的气体或液体，本规定只要求用于粘度较高、含少量固体颗粒的液体。3.2.3中2涡轮流量计分精密型和一般型。精密型的精确度有土0.10%、士0.25%, 一般型为士0.50lJ毛土1.%。涡轮流量计要考虑粘度的影响，粘度大了之后，在小流量时流量系数不再是常数，粘度
6、越大，流量范围越小。轴承是涡轮流量计使用寿命的关110 键部件，一般用不锈钢做滚珠轴承，也有用硬质合金、石墨轴承。在叶轮上采用喷涂防腐材料，加上相应的轴承，可用作测量强酸、强碱等介质。涡轮流量计还有双向测量产品，即变送器可以测量管路中两个方向的容积流量，由于化工生产中极少采用，因此没有列入本规定中，但仍可选用。3.2.4 超声波流量计是一种新型的非接触式测量仪表，可对腐蚀性介质、非导电介质、易爆和放射性介质进行流量测量，而且不受压力、温度等的影响。管径为DNO. 1 -15m的圆形的或非圆形的管道、管内介质为能导声的且雷诺数大于100的液体均可用超声波流量计，一般根据精确度要求选用单声道(土1
7、.50%)、双声道(:t 1. 00% )或四声道(:t 0.50%)测量系统。介质对塑料或不锈钢有腐蚀性时，必须选用标准夹装式换能器(介质温度。-40C)或高温夹装式换能器(介质温度-40-+ 232C)。对塑料或不锈钢无腐蚀的介质可选湿式换能器(介质温度。-50C)。另外选用时还应注意介质压力、安装条件、性能价格比等因素。3.2.5 科氏力质量流量计是一种全新智能化仪表，在精确度要求高或其它测量方法不能使用时，可考虑使用。3.2.6 热导式质量流量计也是一种智能化的新型仪表，特别小的流量测量是其它仪表不能胜任的，大管径的城市煤气流量测量可考虑选用它。3.2.7 旋进旋涡流量计是采用固定旋叶
8、迫使流体旋转前进，所以它有很强的旋转力，不受振动和直管段长短的影响，国内已有就地显示干电池供电并且带温度压力补偿的产品，正好填补了就地流量指示仪和蒸汽流量计的空缺。3.3.1 规定中电导率大于5S/cm为一般产品的要求，有的厂家定为20f-LS/cm，特殊要求的低电导体产品，有的厂家定为O.lf-LS/cm。电磁流量计在安装时应保证一定的直管段，这是因为当流速不均匀时，大口径的电磁流量计所感应的电动势并不能真实反映实际流量，从而影响测量精确度。3.4.1中1小型椭圆齿轮流量计可以测10- 20 l/h的流量，直径为Dg10。油品在输送过程中有少量的气化现象，所释出的气体混在液体中，造成测量的误
9、差，所以应增设消气器。3.4.1中2腰轮的结构目前分为直型腰轮或螺旋腰轮二转子、三转子组合式等不同结构。螺旋形腰轮与直型腰轮比较，振动和噪声很小，适合于大口径结构。选型时，可参考不同结构选取。3.5.2 插入式涡轮流量计目前有两种结构f一是不需要切断管道中的流体即可进行装拆，另一种是必须切断流体才可进行装拆。本规定没有具体规定在什么情况下选哪一种结构，选型时可参照说明书和工艺要求确定。同时要注意工艺介质一定要洁净，含杂物如颗粒、纤维等的流体，将会使流量计的轴承加速磨损或叶轮卡死，以致不111 能使用。3.7.2 皮带电子秤皮带电子秤应该按GB/T7721 -95的规定安装在符合标准性能的皮带输
10、送机上。其秤框安装要求严格，秤框在皮带上的位置与;在料口的距离对测量精度都有影响，应当距落料口和出料口尽量远些(只要大于3-5rn)。称量框架有单组托车昆式和多组托车昆式。精确度!要求不高的场合可选用单组托车昆式称量框架;精确度要求高，输送物料量不均匀或为大块物料的场合，宜选用多组托辑式称量框架。用于配料控制的小尺寸皮带机，一般采用悬臂式称重方法。皮带电子秤一般选用全密封型电应变式称重传感器。速度传感器多选用测速发电机，安装于回向皮带上或连接到皮带机尾轮上。用于物料控制和配料控制的定量皮带电子秤(定量给料机)，宜选用机电一体化的整体式结构，一般配带控制面板或控制柜，完成皮带机的启、停、物料量的
11、显示，累计控制和配比等功能。执行机构为VVVF(变频器)控制皮带机驱动转速，要求高时还要同步控制皮带机给料设备的给料量。3.7.3 轨道衡动态轨道衡应该按GB/T11885 -89的规定用于铁路货车的连续自动称量。4 物位仪表4. 1. 3 物位测量仪表品种多，同类仪表适用范围广，不同类仪表常可适用于同一场合，并且同类品种因制造技术不同，其性能和结构也各有差异。因此在选型中，应深入了解工艺条件、被测介质的性质、测量控制系统的要求，根据各类仪表的技术性能、结构特点，以及性能价格比，综合考虑后选择适用的仪表。4.2.2 虽然目前产品可达0-3000mm(液面)、o-1500mm(界面)，但是外浮筒
12、越大，体积和重量也就越大，安装及维护也越为不利，因此，从安装、维护方面考虑，测量范围原则规定为o-2000mm，而大测量范围的外浮筒如无必要时尽量不要使用。4.2.3 对大型储罐，根据需要可增加液位、温度、压力补偿功能。4.2.9 微波式测量仪表在正确选择天线型式的条件下，可用于表面不平整的料位测量。112 5 过程分析仪表5.1总则5.1. 1 过程分析仪表专用性强，有较大的局限性，且品种多，结构复杂，同类产品因制造厂不同，其性能和结构也各有差异。本规定系根据目前国内外现有过程分析仪的生产和使用情况，从被测试样的要求出发，根据仪表的技术性能，如:适用范围、量程、精确度和响应时间等方面，来选择
13、适用的仪表种类，这些技术性能会因制造工艺的改善而有所不同，在选型中应以实际情况决定。分析仪表一般成套供应，并配有记录仪或指示仪。本规定不再一一罗列显示仪表的型号。因分析仪表响应时间较长，再加上试样预处理装置的影响，使检测系统存在较大的时间滞后，这给构成工业生产中的自动控制系统带来困难。使用者应根据工艺要求和分析仪表的技术性能，综合考虑后再决定是否宜于构成控制回路。本规定对各类过程型分析仪表是否适用于自动控制系统不作规定。过程分析仪表多按功能分块，一般由取样及预处理装置、检测器或检测系统、放大器、恒温控制器、电源稳定装置、指示或记录装置等部分组成。取样部分可包括探头、粗滤器、压力调节器或抽吸泵。
14、预处理装置一般包括用于除去干扰组份或腐蚀性介质的洗涤器或反应器、精密过滤器、流量控制阀和流量计、校验阀、旁路分支和流量控制。还可能包括捕集器、干燥器、多流路系统的流路选择器等部分。检测器是将试样中待测组份的含量转化为相应的信号，一般为电信号。有的分析仪将检测器、放大器、恒温器、电源稳定装置装配成变送器的形式。工业色谱仪的检测发送部分(分析单元)包括进样阀、色谱柱切换阀、色谱柱、检测器、恒温槽等部分。控制单元包括程序控制、数据处理器等部分。5. 1. 2 在选择分析仪表前，除详细了解被测介质的情况外，还应了解以下几点:a.该生产流程是否允许将试样从生产系统取出进行分析;b.从取样点到分析仪器之间
15、的距离是否有限制;c.可以允许的最大取样量;d.试样是否需要和可能回收。113 同时，还应了解有关分析任务的要求:e.要求分析数据的精确度达到什么程度;f.是否要求迅速取得分析结果，允许滞后时间为多少，要求分析数据以什么形式提供。g.分析的目的是保证产品质量，还是生产过程控制。除此而外，尚要了解其它限制条件，如劳动力、工作人员技术水平、健康保护要求、设备技资和经常费用等。5.1.3 过程分析仪表的选型原则1 对于仪表的经济性应理解为价格与性能之比，价格较高但技术性能较好的仪表同样是经济的。2 分析仪表不仅在正常工况下能运行良好，而且应能适应由于工况变化而引起的被测介质的变化。仪表的选择应建立在
16、对工艺条件和被测介质及仪表性能的深人了解的基础上。同类产品的对比选择应从仪表的精确度、稳定性和经济性三方面综合考虑。3 把检测器改为系统是因为它包括取样与预处理装置、检测器不一定能满足分析的操作温度、压力和物料性质。但是系统应该能满足，不然就不能采用。5.2 取样与预处理装置5.2.1 取样要求1 取样点应设在被测组份变化灵敏，但介质流动较平稳的部位。同时，为减轻预处理工作量，取样点应设在含干扰组份最少处。在取样过程中不应因试样的温度和压力的变化引起组份或浓度的变化，取样装置不应污染试样。同样，取样管线及载气管线在安装之前，必须经过严格的内壁清洗，安装及运行过程中须避免对管口造成污染。另外，取
17、样口应尽量设置在非爆炸危险区及维护人员易于接近之处。2 当生产流程中试样比较清洁而流动又较平稳时，元需取样探头。当被测介质含有较多粉尘或雾滴时，应采用探头取样。探头一般为烧结氧化铝或石英等耐热材料制成。根据介质温度高低和污染程度的不同，探头可做成水洗型、水冷型和压缩空气吹洗型等不同形式。3 当介质压力为正压时，通过压力调整器，使之符合分析器所要求的进口压力。当介质压力为高压时，应通过二级降压，然后用针形阀微调并在减压阀后安装定压泄放阀。当介质压力低于大气压时，须用吸引装置将试样取出，一般将吸引装置安装在分析器的上游。114 4 试样的取样管线的管径和长度与试样状况和检测器安装位置有关。清洁的、
18、珍贵的、有毒的试样取样管管径宜小些，一般不应小于3x lmm，液体试样或较粘滞的气体试样，其取样管管径可适当大些。液体样品气化后分析，则液体取样管的管径为截止阀旁路阀圄2旁路式接管固115 4川江JTJ放讨一抖扫毒是1l11或如一南一空-析一放一分一一过节密器iL精滤岛、#m 标LZnm 智守阀验校圄3快速环路式接管固取样管线不能有泄漏，尤其对于氧分析器取样时，漏掉的空气会改变氧含量。5.2.2 预处理装置1 预处理装置的功能是:除去有害成份(除尘、除湿、除干扰组份等)、压力调整、流量调整、温度调整。各种功能的组合是根据试样的状况来决定的。有时一个设备可同时具备几种功能，如低温除湿可将温度调整
19、与有害成份的去除一并完成。典型的气体取样和预处理系统的组成如以下框图。水棉浴器璃的气尘批川队陆川由往宋+ -i却一却MP一冷因一水加器+ 一间间一形压一针减+ 一瑞料钢一能塑锈一聚氟不+ 流、性动温湿尘蚀脉高多多腐洗涤器、特殊吸收剂:;iijr|32过+曰全流程标准气和空白气一I转子流量计、U形管图4典型的气体取样和预处理系统的组成框圄2 在取样过程中有可能出现试样的组份和浓度发生变化的情况。例如，因水份对测量有干扰作用，故要除湿，但由于水份的去除而引起试样中待测组份浓度的变化，当116 水份含量较稳定时，可进行校正;当水份含量变化时，应根据分析方法，研究将水份的干扰限制在最小。另外，还要注意
20、由于在预处理过程中有时需要加热，有时需要冷却，这样可能在被测介质的各组份间引起化学反应，所以应对被测介质中的各组份的性质作充分的研究。5.3 分析气相混合物组份的仪表选型5.3.1 热导式分析仪对介质无选择性，用于分析二元混合物组份是准确的，线性的。当待测组份含量低而背景气组份含量变化大时，不宜选用。热导式氢分析仪在国内外有多种型号，其热导池结构也不相同。有的将铅丝熔包在玻璃薄膜内，有抗腐作用和一定的机械强度，有的采用扩散式热导池，铀丝暴露在介质中，具有较高的灵敏度;但不能用于背景气中含氧量较高的被测介质，因氢和氧在铅的催化下能起化学反应。5.3.2中1热化学式氧分析器是利用气样中所含氢气与少
21、量氧气在触媒的催化下发生化学反应，从而放出热量。在氢气过量的情况下，以恒定流量进气时，单位时间内反应所产生的热量与氧含量成正比。该表只能用于电解制氢工业。使用时应除去气样中水份、灰尘和少量碱蒸汽，进气量必须恒定。试样引导管密封性要好，安装时应有一定倾斜度，防止积水。5.3.2中2热磁式氧分析器的检测器用铅金丝测量试样温度的变化，若被测气中含有氢或其它可燃性气体，则可能与氧在铀的催化下发生化学反应。故应尽量避免在这种介质中使用该种仪表。安装仪表地点的周围不得有强烈震动或强烈电磁场，地区大气压与标准大气压不符时，仪表应重新标定。其传送器四周不得有大于3m/s的气流，底座上的水准器水泡要调到居中位置
22、。试样流量必须稳定，连接管密封性要好。5.3.2中3-4磁力机械式氧分析器不受氢气及其它还原性气体的影响，响应速度也比较快。其使用要求基本与热磁式相同。国内有些厂生产的磁力式氧分析仪，测量精确度较高，量程范围宽，O2最小跨度为0.1% ，且零点可以任选，不仅可用于一般浓度氧分析，而且配上相应的取样探头和预处理，也可用于测量锅炉烟道气，高炉气和水泥炉窑尾气的氧含量测量。5.3.2中5测量燃烧系统烟道气中的含氧量，用氧化错法响应速度快，精确度也较高，但氧化错探头只能在650-850C温度范围内工作，使用时须恒温。而且，目前氧化错探头在长期使用后会出现老化现象，并且探头质脆易断，批量生产的探头阻值有
23、差异，互换性较差。这些问题在安装和使用时应予以考虑。117 极谱式测氧仪为新试制的用于测量烟道气含氧量的仪表，结构较简单，使用方便，用户反映较好。但该产品还有待于在使用中进一步考验。5.3.3 电导法微量一氧化碳、二氧化碳分析仪，是利用一定流量的被测气体和定流量的电导液(氢氧化铀)沿着反应流程起化学反应，然后测定反应前后电导液的电导率变化。电导液需定期再生，电导池加工要求高，但使用得当，仪表稳定性较好，维护也较容易。红外线吸收法一氧化碳、二氧化碳分析仪响应时间短，灵敏度及精确度较电导法高。半导体双组份红外线吸收式微量一氧化碳、二氧化碳分析仪，灵敏度高，响应快，对预处理要求低，日常维护量小，成本
24、低，目前已大量推广生产。为便于维修，使用厂大多选用就近仪表厂产品。5.3.3中3热导式二氧化碳分析仪因对样气中的粉尘、水份、腐蚀性组份的适应性较红外线法强，故一般用于监测锅炉燃烧系统。但该表仍需较复杂的取样装置和预处理系统，因而响应时间长。另外，热导仪无选择性，易受背景气组份的干扰，仪表的精确度也较差。烟道气中二氧化碳和含氧量都可表征锅炉燃烧的状况。相对而言，氧分析仪结构简单，响应速度快，精确度高，比热导式二氧化碳分析仪有较大的优越性。在无特殊工艺要求时，选用氧分析仪来监视锅炉燃烧状况较适宜。1982年我国从西德麦哈克公司，引进了UNOR4N型红外线分析器制造技术，生产了红外线分析器，可适用于
25、多种气体的分析，量程范围从微量到常量均可，选择性、稳定性也较好，精确度为土1.%，并配有特殊功能附件，如多量程、双层气室、量程自动转换、故障报警、中间量程、差动分析等。该表也有隔爆型。我国还引进了该公司紫外线气体分析仪制造技术，生产了新型的紫外线气体分析仪，它适用于氮氧化物、二氧化硫、硫化氢、氯气等强腐蚀性气体的微量和常量分析，精确度较高，量程范围较宽。5.3.4中3之(3)工业极谱式二氧化硫分析器是为测定硫酸生产尾气中二氧化硫含量而研制，测量范围为0-0.5，0-2，0-8%。若试样含有较多机械杂质，应配置碳化硅过滤器取样探头。取样点应选在温度应低于450C，压力应稳定，并选择样气中酸雾、水
26、份、机械杂质相对较少处。样气中硫化氢、单体硫等应除去。必须保持电解液下滴速度稳定。5.3.5 气相色谱仪与绝大多数其它分析仪表不同，它将被测介质中各个组份分离开来，然后加以测定。因此，测定对象广泛，选择性、再现性较好。氢焰离子检测器对有机化合物特别灵敏，能测定ppm级含量。另外，色谱仪所需试样的数量也很少。118 色谱仪也有不少缺点:价格昂贵，只能间歇测定，不能连续获得数据，分析周期较长，需要载气，可能由于未知组份的干扰引起测量误差。在理论上，一台色谱仪用于很多流路的较多组份的分析是可行的。但在实际上，这给制造技术和正常运行带来困难，因结构复杂易出故障，分析周期也太长，目前认为一台色谱仪用于单
27、流路分析3-4个组份是适宜的。对初次用于工艺流程的色谱仪，应预先从实际流程中取得试样，由实验室确定色谱柱的构成，即可为工业色谱仪提供成熟的分离方法。原则上，可用实验室色谱仪分析的常量或微量气态样品都可用于工业色谱仪分析。工业色谱仪需与电子计算机相结合的情况一般如下:1.为了确定流程的数学模型，借工业色谱仪来分析流程特征，目标是进行最佳值的控制。2.用工业色谱仪作为进行控制的信息源。3.用电子计算机作工业色谱仪的后盾，以减少误差。4.作为产品的质量控制进行成份比计算。5.工业色谱仪的程序控制及数据处理。目前国内已生产的工业色谱仪适用于以下化工流程:6.小合成氨半水煤气、变换气中的O2、陀、CH4
28、，CO、CO27.合成氨装置的新鲜气、循环气中Ar、陀、CH4、NH38.石油裂解气中的CH4、CH.C2H4、C2比、C3比、C3Hs及C49.乙二醇生产中C2H40、CO2、C2比10.合成丁醇生产的循环气中的CO2、陀、CO、C3比、C3Hs11.乙烯氧化尾气中的02、N2、C2H212.醋酸气中的C2H4、CO、O2、N213.石油气中的CO、CH4、CO2、C2HhC3H614.异丙醇装置中的C2H6、C2比、C3H6、C4HlO15.气体精馆装置中的iC40、NC4，iC:-hiC4=-z.Cn- C4=-2 16.气态:怪中C2、C3、C417.液态短中C20、C;.iC;、nC
29、305.3.8 镰电阻温度计式干湿球湿度计由于用简单的计算式来直接指示相对湿度，若使用时温度及湿度变化范围过大，误差也就较大。另外，测量元件须加水使之保持浸润。氯化铿电阻式湿度计的温度系数较大。须同时测量温度。另外，在高湿度介质中氯化鲤结构易发生变化，单一感湿元件能够测定的湿度范围为，=13%;若需测量的介119 质湿度变化范围大，则须多个感湿探头串联使用，而探头越多，仪表的精确度越低。选用时，应根据实际工况的温度和湿度变化范围选择适应的感湿元件。使用氯化铿电阻式湿度计时，应注意不得使感湿元件表面污损及变形，防止尘埃和液滴附着其上，不能用于对感湿元件和电极有污损的气体，如氨气、硫酸、盐酸、苯及
30、酒精的蒸汽。牛、(羊)肠膜式湿度计结构简单，适用范围广，但肠膜在使用较长时间后会产生形变，需每半年校验一次。5.3.11 可燃气体的热值分析是近年来在引进仪器的基础上开发起来的新产品，有测量气体热值(kcal/旷)的热值分析仪和测气体热值指数(kJ/m3)两种，前者仪器能自动补偿气体的重度，后者没有重度补偿，可燃气体的热值指数和热值的关系如下:执倩热值指数.W 1 =气-重度进入仪器的被测气体必须干燥、净化、稳压、稳流，为减少分析系统的滞后时间，取样管线越短越好。对没有温度补偿的热值分析仪应尽量保持仪器周围环境温度的稳定，克服环境温度变化造成的误差。5.4 分析液相混合物组份的仪表选型5.4.
31、1 酸、碱溶液的浓度测量，除氢离子浓度及密度式硫酸浓度计外，都是根据溶液的电导率与浓度的线性关系制成的电导或电磁浓度计，使用时，应注意被测介质的电导率与其浓度的线性范围和温度的影响。与电导式浓度计相比，电磁浓度计由于测量元件不与被测介质接触，而且将测量元件密封在耐腐性很好的聚丙烯或陶瓷材料内，故可用于各种浓度范围的酸、碱浓度测量。现在市场上普遍采用的酸度计是固体甘乘电极，省去氯化押溶液，并将高阻变换器与发送器装配为一体，提高了抗干扰能力，传输距离与一般电动仪表相近，可达百米以上，玻璃电极为拆卸式，便于清洗更换。氢离子浓度计的测量电极因采用玻璃电极，精确度、再现性较高，但抗污染能力差，易碎。为了
32、克服玻璃电极的这些弊病，许多用户曾采用锦电极、鸽电极等金属电极作为测量电极，用于较粘滞或污染物较多的液体的测量并取得了一定效果。但这些金属电极使用在氧化性介质中，其电极电位发生变化，因而精确度较差。玻璃电极和金属电极在用于较高浓度的酸、碱(pH10)溶液时，仪表出120 现非线性，所以，应尽量避免使用在高浓度的溶液中。5.4.3 目前液位比密度(密度)计多用于炼油系统监督油品质量。超声波法需以实验数据为依据，进行个别标定。理论上讲只要比密度的变化能引起超声波反射时间变化的液体介质都可采用此法，但目前定型的检测仪只能检测变化大于20国以上的时间信号。科氏力质量流量计是用振动的原理，也能测量密度。
33、它是一种很成熟的密度计，用于各种行业的液体密度测量。射线密度计也是一种很好的密度计，它的放射源及其容器均经防护设计制造，在工作状态下，周围剂量符合国家规定的安全标准。各种水质的电导率范围大致如下:工业用水、河水10 -500J.,LS. cm-1; 锅炉用纯水0.5-10S cm -1; 高纯度水0.05 -1S cm-1。电导率分析仪在化工生产中多用于监视锅炉用水中含杂质离子的总量，一般安装在离子交换器的出口。当阳离子交换树脂接近失效时，首先泄漏锅离子;而阴离子交换树脂接近失效时，首先泄漏硅酸根离子。工业电导仪只能测定水中含阳、阴离子的总电导率，在一定程度上可对水质起监测作用，但不如纳离子浓
34、度计和硅酸根浓度计灵敏。工业电导仪一般有一个基本量程、两个参考量程，测量范围在基本量程内，测量精确度为主3.00%，若在参考量程内，则测量精确度为士5.00%。阳(阴)离子交换器失效监督仪也是采用电导原理，但该表将被测水用阳(阴)离子交换树脂处理后作为参比液，用以消除因水质和水温变化所引起的干扰，使仪表指示较稳定。5.4.4中3纳离子浓度计所用的选择电极易受氢离子的干扰，必须使氢离子浓度低于百分之一的纳离子浓度，方可使仪器指示较准确。因此，要求仪器使用在pH10的碱性溶液中。而实际上，阳离子交换器出口水为酸性，若需测定其含铀离子浓度，必须连续在试样中滴加二乙丙胶，以中和氢离子。5.4.4中4硅
35、酸根离子浓度计采用光电比色法原理，须用特殊化学试剂和定量泵，传动部件较多，仪表结构复杂，日常维护工作量较大，且价格较贵，选用时须做全面权衡后再作决定。5.4.4中5为防止锅炉用水中残余的碱性离子(Ca+、Mg+等)在设备内形成污垢，须加入少量磷酸盐使污垢疏松溶解，但过量的磷酸盐易使水产生泡沫造成虚假液位。为监视磷酸盐的加入量而研制了磷酸根浓度计。其结构与硅酸根浓度计相同。121 5.4.4中6浑浊度用来表征水中悬浮物量的多少。浑浊度标准液是用精制的二氧硅配制而成的，其单位为mg/l，被测水样的浑浊度是与标准液相比较，得出相当于若干mg/l的二氧化硅的浑浊程度。测量仪器采用表面散射光测量原理，不
36、能用于色度差的污水。5.4.4中7水中溶解氧连续测定主要用于对蒸汽含氧量要求严格的大型锅炉和气轮机系统，为延长设备使用寿命及保证安全运行提供一定的依据。用于监测原水或污水生化处理曝气池中溶解氧。应注意水中杂质站污测量插头上的薄膜需及时清洗和调换，并要求经常校对氧电极漂移。有一种无膜金属电极式溶解氧分析仪。由于电极上有磨石不断磨去污垢物和氧化膜而能连续稳定测量污水中的溶解氧。5.4.4中9过程质谱仪过程质谱仪是将被分析物质的原子(分子)转变成带电的离子，当这种离子在磁场或电场中运动时，受到电磁场作用，以及自己不同质量的影响而以不同的曲率半径运动，这样就能把不同质量的原子(分子)分离检测出来。这种
37、分析非常快速、精确，它的扫描速度为每秒20至5o原子质量。具体地说，乙烯氧化装置中用的小型过程质谱仪，在分析一个流路九个组份时，只需要3分钟。它的精确度，也就是它的分辨率，二个质谱上相邻原子峰值的差别达到1000倍。所以，当色谱仪在分析速度和分辨率达不到过程分析需要时可以采用过程质谱仪。但是它本身要有一套计算机来控制各个分析部件的工作以及处理分析数据，而且需要离子真空泵、离子源、进样系统、离子分离、检测器等部件，所以专业技术高。质谱仪价格贵、维护量大。选用时要全面考虑。5.4.4中10在线近红外线分析器近红外光是波长范围780-25mm波数范围1300- 4000cm -1)之间的电磁波，该谱
38、区包含基频振动大于22cm-I基因团的合频和多级倍频的信息，近红外可用于含有这些基因团的有机物以及与这些有机物结合的元机物的分析。同时，近红外还可测定与这些有机物有关的物理特性如粘度、密度和粉末的粒度等。由于物质在近红外谱区的吸收弱，光人射样品深，信息量丰富，所以近红外光谱可用于团体、液体和气体分析，具有快速、简单、低消耗和非破坏性的优点。在线近红外分析器采用可以通过40cm-I以上完整近红外谱区光的光导纤维，使耐高温、高压的在线近红外分析器探头能在离分析器150m以外的高温、高压管道或反应器中随时检测过程物料的成份、物理特性。不必把试样从过程中取出来，也不必对试样进行预处理。各种物质的吸收光
39、谱是非常复杂的，为了能正确分析各个成份及物理特性，必须要用计算机建立被测物质的数学模型。有了这种数学模型，使近红外分析器能快速、准确122 地分析多种样品、多种组份。但是建立数学模型不是一件容易的事情，而且价格高昂，选用时一定要慎重考虑。目前国外已经用它在很多炼油厂的催化裂化、重整、调和等过程中在线分析辛皖值及其它许多相关组份，控制生产过程，能保证质量、降低成本，取得不少效益。5.5 分析仪表检测器的安装和配线1.分析仪表的检测器将试样中待测组份的含量转换为电信号，根据被测组份的不同，检测器的制造原理也不相同。因此，一般分析仪表结构比较复杂而输出信号比较微弱，使用者若对仪器的原理和结构不作深入
40、研究，就难以使它正常运行，甚至成为工厂的累赘。可将分析仪表根据检测器的作用原理分类，然后注意其使用方法。分析仪表应该定期校验，标准气一般由仪表厂配制。2.几种分析仪表在使用中应注意的事项:1)电位式分析仪(a)工业酸度计和工业销度计采用玻璃选择电极，内阻大，检测器(发送器)输出信号弱，故要求发送器和高阻变换器之间的连接导线绝缘性好，抗干扰能力强，而且输送距离不能太长。信号导线应采用高绝缘同轴低噪音屏蔽电缆开敷设在钢管内，钢管应接地良好，两头密封，电缆应整根使用，中间无接头，与仪表接头处要接触良好，且周围绝缘要好，并要防潮(可用环氧树脂将接头处封住)。电缆应该不移动，不振动，以免导线电容变化造成
41、零漂。(b)氧化错浓差电池测氧仪其作用原理也是基于涅伦斯特方程式。直接安装在设备上要注意防酸、防裂、恒温。安装在设备上的探头位置，应采用具体测试法寻找650-850C等温区。为保护探头，可将它安装在烟道气的旁路上。旁热式探头可用电热丝加热，也可用硅碳管加热。2)极谱式分析仪工业极谱式二氧化硫分析仪和极谱式测氧仪，其作用原理是在一定电压下待测组份的电解氧化电流的大小与组份的浓度成比例关系。它需用电解质构成通路。采用液体电解质须连续滴加，滴加速度应保持恒定。若电解质做成固体形式，须定期再生。输入试样流量须恒定。3)电导式分析仪工业电导仪、离子交换树脂失效监督仪、盐酸浓度计、氢氧化纳浓度计，微量一氧
42、化碳、二氧化碳分析仪。123 电导仪适宜于电导率低的介质，通过测量电导池内两电极间的电阻而求得溶液的浓度。因溶液阻值高，检测器(发送器)输出信号弱，其连接导线和接线方式与电位式分析仪相同。每半年时间清洗一次发送器，清洗拆装时应特别注意保持内部结构尺寸不变。发送器不得安装在有滴水、污水或温度变化大之处，并避免振动。被测介质不得带电，其温度不能超过仪表所能补偿的范围。其它各种仪表的使用，在仪表选型章节的说明中已予叙述。6 显示控制仪表6.1 本规定适用于化工自控设计中盘装式显示、控制仪表的选型。其中包括控制室仪表盘面和就地仪表盘面安装的一般显示、控制仪表的选型。不包括分散型、屏幕显示、计算机等仪表
43、设备的选型，也不包括带显示控制功能的(桌式仪表、架装仪表、基地式仪表、就地仪表和变送器等)非盘装式仪表的选型。6.2.1、6.2.2显示、控制仪表的选型，以及电、气型式的选定应服从于化工生产自控装置(包括变送器、显示控制仪表、执行机构等-整套自控仪表及设备)设计选型的总原则。这里列出了与显示控制仪表有关的内容。6.2.2 第1条所指的电动式仪表，系包括DDZ系列电动单元组合仪表、组装式仪表和其它系列或品种的电动、电子仪表。6.2.3 仪表各功能相对独立、相对关联，很难定出严格的选用界限。条文中提到的经常、随时可由设计者酌情掌握。6.2.5 在表6.2.5标尺或记录纸刻度一栏中，0-1%线性刻度
44、和0-10方根刻度均为量程的相对值刻度。一般这些刻度用于不需要经常了解变量的绝对值，希望减少记录纸的刻度规格，以及对于直读刻度的标准规格(数列)使用不便等场合。还应指出，仪表的刻度(特别是直读刻度)，有时是以分度(格)数乘以倍率的形式表示的，在设计选型中应予写明。本条指出0-100%线性和0-10方根的模拟显示仪表刻度的一般使用范围，对于其它直读线性和直读方根的模拟显示仪表刻度的使用范围则类同。对于压力变量，由于其特性(如脉动程度、压力高低等)的不同和压力检测仪表型式(如压力变送器、远传压力表、霍尔变送器等)的不同，相应地压力显示仪表的刻度使用范围也有所不同，规定中不再列出。124 6.4.2
45、 由于带偏差指示的控制器，指示窗口内瞬间展示的仅是该控制器在固定偏差范围内测量与设定之间的相对指示，当生产过程经常不稳定或经常开、停车时，其测量值远离设定值(即偏差很大)超出指示窗口的现象可能经常出现。这样，使用这种控制器会给操作人员造成读数困难，不利于控制。所以，此时不宜使用带偏差指示的控制器，而应使用全刻度指示的控制器。6.4.4中2一些简易控制器的部分品种，用比例、比例积分、比例积分微分控制规律来控制最终输出接点的通断时间比，以完成控制作用。为了区别于一般的以连续信号输出的控制器，本规定仍把这部分品种的控制器划在位式控制器的范围内。6.4.5 关于复杂控制系统的控制仪表，由于国内定型的专
46、用复杂控制仪表还不多，一部分复杂系统(如前馈、串级、配比等)用的控制仪表选型又比较方便，因此本条仅列出某几种复杂控制仪表的选用，其它从略。8控制阀8. 1. 1 控制阀是由执行机构和阀体部件两部分组成。按其能源方式不同可分气动控制阀、电动控制阀、液动控制阀等。它们之差别在于所配的执行机构不同，能源不同，阀体组件也有差别。本规定仅涉及气动和电动控制阀的选型。8.2.8 控制阀口径的确定原则选择阀尺寸的基准有两个:一是阀全开时，应至少通过正常流量的1.25倍，这是一个防止阀工作在全开或全关位置的安全系数;二是阀的特性和从经济角度的考虑。希望在正常流量时，阀的开度范围，线性阀为70%，等百分比为80
47、%左右。从这两个依据出发来圆整C计值，C计值是基于正常流量Q和正常流量时的阀上压差p计算得来的。本规定圆整放大系数为:C洗m = -;:;二-;: ( 1. 63 ; 1. 97) L计线性阀:m;:1. 63;等百分比阀:m;:1. 97。m值的确定是研究了以下线性阀和等百分比特性阀的阀开度验算表(表1和表2)之后而定的。表中SI为流量最大时阀上压降与系统总压降之比125 S100 =土生工二100 -山ILlPS为正常流量时阀上压降与系统总压降之比S=一-I LlP 式中dPn一一正常流量时阀上压降;IdP-一系统总压降;m一一圆整放大系数。根据选择阀尺寸的两个基准和下表1、表2，同时结合
48、8.2.1中提供出由S值大小选择控制阀特性的原则，可以看出m(1. 63 ; 1. 97)是合适的。126 表1直线特性控制阀开度验算表12 30 40 50 60 70 80 90 n S m n S m n S 口1n S 自1n S 口1n S m n S m O. 1 1. 36 0.52 3. 10 1. 21 0.39 2.38 1. 13 0.30 1. 94 1. 08 O. 23 1. 63 1. 05 O. 18 1. 41 1. 03 0.15 1. 25 1. 01 1. 12 1. 11 O. 2 1. 65 O. 71 3. 10 1. 39 0.59 2.38 1
49、. 25 0.40 1. 94 1. 15 0.40 1. 63 1. 09 0.33 1. 41 1. 05 0.28 1. 25 1. 02 O. 24 1. 11 0.3 1. 09 0.81 3. 10 1. 55 O. 71 2.38 1. 35 0.62 1. 94 1. 23 0.53 1. 63 1. 14 0.46 1. 41 1. 08 。.401. 25 1. 03 O. 35 1. 11 0.4 2.10 0.86 3. 10 1. 69 O. 79 2.38 l. 45 O. 71 1. 94 1. 29 O. 73 1. 63 1. 18 0.57 1. 41 1. 10 0.52 1. 25 1. 05 0.45 1. 11 0.5 2.30 0.91 3. 10 1. 83 O. 85 2. 38 1. 55 O. 79 1. 94 1. 35 O. 73 1. 63 1. 22 0.67 1. 41 1. 1
