壓力/差壓變送器在過(guò)程控制中廣泛應用, 但其自身特性決定了每種變送器都有一定的局限性,雖然傳感器原理不一, 但都有膜盒或膜片作為過(guò)程隔離部件, 隔離部件內灌液以傳遞壓力。傳感器導壓灌充液的物化性質(zhì)以及接液部分的材質(zhì), 影響了變送器的工作, 決定了變送器的應用受工藝過(guò)程條件(壓力和溫度)的影響。真空下, 過(guò)程隔離膜盒的受力, 灌充液的壓力傳遞都不同于正壓, 法蘭遠傳隔膜密封式變送器受過(guò)程條件的影響更大 。
1 優(yōu)先選取壓力變送器
測量真空可以使用數顯壓力變送器和表壓力變送器(又稱(chēng)負壓表), 兩者從本質(zhì)上都是差壓變送器, 前者以真空為基準, 與大氣壓力無(wú)關(guān), 后者以大氣壓為基準, 受大氣壓變化的影響。工藝過(guò)程測量, 特別是高真空, 小量程應用時(shí), 為消除測量受大氣壓力變化的影響, 避免混淆和測量誤差, 應優(yōu)先選擇壓力變送器。
中國石油天然氣化工廠(chǎng)真空解析工段, 產(chǎn)品順酐在高真空下加熱析出, 極限真空(壓力)約18 mmHg。系統內壓力測量采用了16 臺絕壓表,其中1 臺絕壓表故障, 臨時(shí)采用了一臺負壓表來(lái)應急。本地海拔750 m , 年平均大氣壓730mmHg , 故儀表測量范圍設置為-730 ～ 0 mmHg , 遠傳DCS監控界面(壓力)則是0 ～ 730 mmHg 。投用后, 發(fā)現測量誤差在0 ～ 20 mmHg 之間。經(jīng)分析確認測量誤差源于參考壓力(大氣壓)變化:系統內真空度恒定時(shí), 大氣壓力升高, DCS 示值降低,反之, 示值升高。于是, 根據本地大氣壓的變化, 頻頻更改儀表的下限和量程。顯然, 壓力表不存在此問(wèn)題。由于負壓表的參考點(diǎn)往往受氣象條件的變化而改變, 故真空測量時(shí), 盡量選取壓力變送器。
2 真空下變送器的選型
儀表選型時(shí), 除了注意儀表工藝過(guò)程接液部分材質(zhì)的過(guò)程兼容性外, 還要注意儀表適用的壓力和溫度是相互關(guān)聯(lián), 不是彼此獨立的。理想情況下,隔離膜片沒(méi)有剛度和彈力, 在傳遞過(guò)程壓力時(shí)沒(méi)有任何壓力損失, 但苛刻的工況又要保證膜片有一定強度, 這要求變送器在適應工況和保證測量精度之間性能均衡。高壓應用時(shí), 同一變送器壓力增高適用的溫度逐漸降低, 這是因為溫度對隔離膜片強度、灌充液的膨脹率等因素的影響, 以下著(zhù)重討論真空下的應用。
高溫高真空應用的難點(diǎn)
真空應用時(shí), 溫度升高, 變送器適用的壓力也會(huì )有所提升, 高溫下的高度真空, 是的應用條件, 因為 :高度真空時(shí), 灌充液的沸點(diǎn)大大降低, 工藝溫度超過(guò)填充油在該壓力的沸點(diǎn)時(shí),灌充液除膨脹外, 還會(huì )部分氣化, 氣化壓力會(huì )施加給膜片, 同時(shí)也施加給變送器傳感元件;膜片密封系統在灌液前, 系統內很難抽到真空, 灌充液也很難排除溶解氣體和其他揮發(fā)性氣體;高真空時(shí), 外界空氣漏入膜片密封系統風(fēng)險增加。
膜片密封系統內可能存在的氣體, 在高溫高真空下膨脹系數倍增(可參考理想氣體狀態(tài)方程), 氣壓施加在膜片上會(huì )使膜片外鼓甚至破裂, 給儀表帶來(lái)性損害。過(guò)程溫度過(guò)高時(shí), 一般采用法蘭變送器 其壓力傳遞裝置結構更復雜, 遠傳隔膜密封系統灌充液遠遠多于普通變送器, 受影響的程度更大, 故變送器生產(chǎn)廠(chǎng)商, 如羅斯蒙特, ABB , 富士等公司都針對變送器在高溫高真空工況下的應用做了特殊優(yōu)化處理 。
員1.png)