У процесі хімічного виробництва тиск впливає не лише на балансові співвідношення та швидкість реакції виробничого процесу, але й на важливі параметри матеріального балансу системи. У промисловому виробництві деякі матеріали потребують високого тиску, значно вищого за атмосферний, наприклад, поліетилен високого тиску. Полімеризація проводиться під високим тиском 150 МПа, а деякі потребують проведення під негативним тиском, значно нижчим за атмосферний. Наприклад, вакуумна дистиляція на нафтопереробних заводах. Тиск пари високого тиску на хімічному заводі PTA становить 8,0 МПА, а тиск подачі кисню – близько 9,0 МПА. Вимірювання тиску є настільки масштабним, що оператор повинен суворо дотримуватися правил використання різних приладів для вимірювання тиску, посилювати щоденне технічне обслуговування та запобігати будь-якій недбалості чи недбалості. Усі вони можуть зазнати величезних збитків та втрат, не досягаючи цілей високої якості, високого врожайності, низького споживання та безпечного виробництва.
Перший розділ: основна концепція вимірювання тиску
- Визначення стресу
У промисловому виробництві тиск зазвичай називають силою, яка діє рівномірно та вертикально на одиницю площі, а її величина визначається площею, на яку діє сила, та розміром вертикальної сили. Математично виражається як:
P=F/S, де P – тиск, F – вертикальна сила, а S – площа дії сили
- Одиниця тиску
В інженерних технологіях моя країна приймає Міжнародну систему одиниць (СІ). Одиницею вимірювання тиску є Па (Па), 1 Па – це тиск, що створюється силою 1 ньютон (Н), що діє вертикально та рівномірно на площу 1 квадратний метр (М2), що виражається в Н/м2 (ньютон/квадратний метр). Окрім Па, одиницею тиску можуть бути також кілопаскалі та мегапаскалі. Співвідношення між ними таке: 1 МПА = 10³ кПА = 10⁶ Па
Через багаторічну звичку, в інженерії досі використовується інженерний атмосферний тиск. Для полегшення взаємного перетворення, співвідношення перетворення між кількома поширеними одиницями вимірювання тиску наведено в 2-1.
| Блок тиску | Інженерна атмосфера кг/см² | мм рт. ст. | ммH2O | банкомат | Pa | бар | 1 б/дюйм² |
| кгс/см² | 1 | 0,73×10³ | 104 | 0,9678 | 0,99×105 | 0,99×105 | 14.22 |
| мм рт. ст. | 1,36×10⁻³ | 1 | 13.6 | 1,32×10² | 1,33×10² | 1,33×10⁻³ | 1,93×10⁻² |
| МмH2o | 10-4 | 0,74×10⁻² | 1 | 0,96×10⁻⁴ | 0,98×10 | 0,93×10⁻⁴ | 1,42×10⁻³ |
| Банкомат | 1.03 | 760 | 1,03×10⁴ | 1 | 1,01×105 | 1.01 | 14.69 |
| Pa | 1,02×10⁻⁶ | 0,75×10⁻² | 1,02×10⁻² | 0,98×10⁻⁶ | 1 | 1×10-5 | 1,45×10⁻⁴ |
| Бар | 1.019 | 0,75 | 1,02×10⁴ | 0,98 | 1×105 | 1 | 14.50 |
| фунт/дюйм² | 0,70×10⁻² | 51,72 | 0,70×10³ | 0,68×10⁻² | 0,68×10⁴ | 0,68×10⁻² | 1 |
- Способи вираження стресу
Існує три способи вираження тиску: абсолютний тиск, манометричний тиск, негативний тиск або вакуум.
Тиск в абсолютному вакуумі називається тиском абсолютного нуля, а тиск, виражений на основі тиску абсолютного нуля, називається абсолютним тиском.
Манометрічний тиск — це тиск, виражений на основі атмосферного тиску, тому він рівно на одну атмосферу (0,01 МПа) відрізняється від абсолютного тиску.
Тобто: P таблиця = P абсолютно-P велика (2-2)
Негативний тиск часто називають вакуумом.
З формули (2-2) видно, що негативний тиск – це манометричний тиск, коли абсолютний тиск нижчий за атмосферний.
Зв'язок між абсолютним тиском, манометричним тиском, негативним тиском або вакуумом показано на рисунку нижче:
Більшість значень тиску, що використовуються в промисловості, є манометричним тиском, тобто значенням манометра є різниця між абсолютним тиском та атмосферним тиском, тому абсолютний тиск – це сума манометричного тиску та атмосферного тиску.
Розділ 2. Класифікація приладів для вимірювання тиску
Діапазон тиску, що вимірюється в хімічному виробництві, дуже широкий, і кожен має свої особливості за різних умов процесу. Це вимагає використання приладів для вимірювання тиску з різною конструкцією та різними принципами роботи для задоволення різних виробничих вимог. Різні вимоги.
Відповідно до різних принципів перетворення, прилади для вимірювання тиску можна умовно розділити на чотири категорії: рідинні стовпчикові манометри; еластичні манометри; електричні манометри; поршневі манометри.
- Манометр рідинної колони
Принцип роботи рідинного манометра стовпчика базується на принципі гідростатики. Вимірювач тиску, виготовлений за цим принципом, має просту структуру, зручний у використанні, має відносно високу точність вимірювання, є недорогим та може вимірювати невеликий тиск, тому він широко використовується у виробництві.
Рідинні стовпчикові манометри можна розділити на U-подібні трубчасті манометри, однотрубні манометри та похилі трубчасті манометри відповідно до їхньої конструкції.
- Еластичний манометр
Еластичний манометр широко використовується в хімічному виробництві, оскільки він має такі переваги, як проста конструкція, міцність та надійність, широкий діапазон вимірювання, простий у використанні, легке зчитування показників, низька ціна та достатня точність, а також легко надсилати та дистанційно виконувати інструкції, автоматично записувати тощо.
Еластичний манометр виготовляється з використанням різних пружних елементів різної форми для створення пружної деформації під тиском, що вимірювається. У межах пружності вихідне зміщення пружного елемента знаходиться в лінійній залежності від тиску, що вимірювається. Тому його масштаб рівномірний, пружні компоненти різні, діапазон вимірювання тиску також різний, наприклад, гофровані діафрагмові та сильфонні компоненти, які зазвичай використовуються для вимірювання низького та низького тиску, однопружинні (скорочено пружинні трубки) та багатопружинні пружинні трубки використовуються для вимірювання високого, середнього тиску або вакууму. Серед них однопружинні трубки мають відносно широкий діапазон вимірювання тиску, тому вони найбільш широко використовуються у хімічному виробництві.
- Датчики тиску
Наразі на хімічних заводах широко використовуються електричні та пневматичні датчики тиску. Вони являють собою прилади, які безперервно вимірюють виміряний тиск і перетворюють його на стандартні сигнали (тиск повітря та струм). Вони можуть передаватися на великі відстані, а тиск може бути відображений, записаний або регульований у центральній диспетчерській. Залежно від різних діапазонів вимірювання їх можна розділити на датчики низького тиску, середнього тиску, високого тиску та абсолютного тиску.
Розділ 3. Вступ до приладів вимірювання тиску на хімічних заводах
На хімічних заводах зазвичай використовуються манометри з трубкою Бурдона. Однак, залежно від вимог до роботи та матеріалів, також використовуються діафрагмові, гофровані діафрагмові та спіральні манометри.
Номінальний діаметр манометра, що встановлюється на місці, становить 100 мм, а матеріал - нержавіюча сталь. Він підходить для будь-яких погодних умов. Манометр має позитивний конус 1/2HNPT, захисне скло та вентиляційну мембрану, індикацію та керування на місці - пневматичні. Його точність становить ±0,5% від повної шкали.
Електричний датчик тиску використовується для дистанційної передачі сигналу. Він характеризується високою точністю, гарними експлуатаційними характеристиками та високою надійністю. Його точність становить ±0,25% від повної шкали.
Система сигналізації або блокування використовує реле тиску.
Розділ 4. Встановлення, використання та обслуговування манометрів
Точність вимірювання тиску залежить не лише від точності самого манометра, але й від того, чи правильно він встановлений, чи він правильний, а також як він використовується та обслуговується.
- Встановлення манометра
Під час встановлення манометра слід звернути увагу на те, чи є обраний метод вимірювання тиску та місце його встановлення доречними, що безпосередньо впливає на термін його служби, точність вимірювання та якість контролю.
Вимоги до точок вимірювання тиску, окрім правильного вибору конкретного місця вимірювання тиску на виробничому обладнанні, під час монтажу повинні забезпечити, щоб внутрішня торцева поверхня напірної труби, вставленої у виробниче обладнання, була врівень із внутрішньою стінкою точки підключення виробничого обладнання. Не повинно бути виступів або задирок, щоб забезпечити правильне отримання статичного тиску.
Місце встановлення легко спостерігати, і намагайтеся уникати впливу вібрації та високої температури.
Під час вимірювання тиску пари слід встановити конденсатовідвідну трубу, щоб запобігти прямому контакту між високотемпературною парою та компонентами, а також ізолювати трубу. Для агресивних середовищ слід встановити ізолюючі резервуари, заповнені нейтральним середовищем. Коротше кажучи, залежно від різних властивостей вимірюваного середовища (висока температура, низька температура, корозія, бруд, кристалізація, опади, в'язкість тощо), вжити відповідних антикорозійних, антизамерзаючих та антиблокувальних заходів. Також слід встановити запірний клапан між отвором для забору тиску та манометром, щоб під час капітального ремонту манометра запірний клапан слід було встановити поблизу отвору для забору тиску.
У разі перевірки на місці та частого промивання імпульсної трубки, запірний клапан може бути трипозиційним вимикачем.
Катетер для наведення тиску не повинен бути занадто довгим, щоб зменшити млявість індикації тиску.
- Використання та обслуговування манометра
У хімічному виробництві манометри часто зазнають впливу вимірюваного середовища, такого як корозія, затвердіння, кристалізація, в'язкість, пил, високий тиск, висока температура та різкі коливання, що часто призводить до різних поломок манометра. Щоб забезпечити нормальну роботу приладу, зменшити кількість поломок та продовжити термін служби, необхідно якісно проводити технічне обслуговування та планове обслуговування перед запуском виробництва.
1. Технічне обслуговування та перевірка перед запуском виробництва:
Перед запуском виробництва зазвичай проводяться роботи з випробування під тиском технологічного обладнання, трубопроводів тощо. Випробувальний тиск зазвичай приблизно в 1,5 раза перевищує робочий тиск. Під час випробування під тиском клапан, підключений до приладу, має бути закритий. Відкрийте клапан на пристрої для вимірювання тиску та перевірте, чи є витоки в з'єднаннях та зварних швах. Якщо виявлено витік, його слід своєчасно усунути.
Після завершення випробування тиском. Перед підготовкою до початку виробництва перевірте, чи відповідають характеристики та модель встановленого манометра тиску вимірюваного середовища, необхідного для процесу; чи має калібрований манометр сертифікат, і якщо є помилки, їх слід вчасно виправити. Рідинний манометр необхідно заповнити робочою рідиною, а нульову точку скоригувати. Манометр, оснащений ізолюючим пристроєм, необхідно долити ізолюючу рідину.
2. Технічне обслуговування та перевірка манометра під час руху:
Під час запуску виробництва, вимірювання тиску пульсуючого середовища, щоб уникнути пошкодження манометра внаслідок миттєвого удару та надлишкового тиску, клапан слід відкривати повільно та дотримуватися робочих умов.
Для манометрів, що вимірюють пару або гарячу воду, конденсатор слід заповнити холодною водою перед відкриттям клапана на манометрі. У разі виявлення витоку в приладі або трубопроводі слід своєчасно перекрити клапан на пристрої для вимірювання тиску, а потім усунути його.
3. Щоденне обслуговування манометра:
Прилад, що працює, слід регулярно перевіряти щодня, щоб підтримувати чистоту лічильника та перевіряти його цілісність. Якщо виявлено проблему, вчасно її усуніть.
Час публікації: 15 грудня 2021 р.