În procesul de producție chimică, presiunea nu afectează doar relația de echilibru și viteza de reacție a procesului de producție, ci afectează și parametrii importanți ai bilanțului de materie al sistemului. În procesul de producție industrială, unele necesită o presiune ridicată, mult mai mare decât presiunea atmosferică, cum ar fi polietilena de înaltă presiune. Polimerizarea se realizează la o presiune ridicată de 150 MPA, iar altele trebuie efectuate la o presiune negativă mult mai mică decât presiunea atmosferică. Cum ar fi distilarea în vid în rafinăriile de petrol. Presiunea aburului de înaltă presiune a uzinei chimice PTA este de 8,0 MPA, iar presiunea de alimentare cu oxigen este de aproximativ 9,0 MPAG. Măsurarea presiunii este atât de extinsă, încât operatorul trebuie să respecte cu strictețe regulile de utilizare a diferitelor instrumente de măsurare a presiunii, să intensifice întreținerea zilnică și să evite orice neglijență sau nepăsare. Toate acestea pot suferi daune și pierderi uriașe, nereușind să atingă obiectivele de înaltă calitate, randament ridicat, consum redus și producție sigură.
Prima secțiune prezintă conceptul de bază al măsurării presiunii
- Definiția stresului
În producția industrială, presiunea, denumită în mod obișnuit, se referă la forța care acționează uniform și vertical asupra unei unități de suprafață, iar mărimea acesteia este determinată de aria suportătorului de forță și de mărimea forței verticale. Se exprimă matematic ca:
P=F/S unde P este presiunea, F este forța verticală și S este aria forței
- Unitate de presiune
În inginerie, țara mea adoptă Sistemul Internațional de Unități (SI). Unitatea de calcul a presiunii este Pa (Pa), 1Pa fiind presiunea generată de o forță de 1 Newton (N) care acționează vertical și uniform pe o suprafață de 1 metru pătrat (M2), exprimată în N/m2 (Newton/metru pătrat). Pe lângă Pa, unitatea de presiune poate fi și kilopascalii și megapascalii. Relația de conversie dintre ele este: 1MPA = 10³KPA = 10⁶PA.
Datorită obișnuinței acumulate în ani de zile, presiunea atmosferică inginerească este încă utilizată în inginerie. Pentru a facilita conversia reciprocă în utilizare, relațiile de conversie dintre mai multe unități de măsură a presiunii utilizate în mod obișnuit sunt enumerate în 2-1.
| Unitate de presiune | Atmosferă inginerească kg/cm² | mmHg | mmH2O | ATM | Pa | bar | 1b/in² |
| kgf/cm2 | 1 | 0,73 × 10³ | 104 | 0,9678 | 0,99 × 105 | 0,99 × 105 | 14.22 |
| MmHg | 1,36×10-3 | 1 | 13.6 | 1,32 × 10² | 1,33 × 10² | 1,33×10-3 | 1,93×10-2 |
| MmH2O | 10-4 | 0,74×10-2 | 1 | 0,96×10-4 | 0,98 × 10 | 0,93×10-4 | 1,42×10-3 |
| ATM | 1.03 | 760 | 1,03 × 10⁴ | 1 | 1,01 × 105 | 1.01 | 14,69 |
| Pa | 1,02×10-5 | 0,75×10-2 | 1,02×10-2 | 0,98×10-5 | 1 | 1×10-5 | 1,45×10-4 |
| Bar | 1.019 | 0,75 | 1,02 × 10⁴ | 0,98 | 1×105 | 1 | 14,50 |
| Ib/in² | 0,70×10-2 | 51,72 | 0,70×10³ | 0,68×10-2 | 0,68 × 10⁴ | 0,68×10-2 | 1 |
- Modalități de exprimare a stresului
Există trei moduri de a exprima presiunea: presiune absolută, presiune manometrică, presiune negativă sau vid.
Presiunea în vid absolut se numește presiune zero absolut, iar presiunea exprimată pe baza presiunii zero absolut se numește presiune absolută.
Presiunea manometrică este presiunea exprimată pe baza presiunii atmosferice, deci este la exact o atmosferă (0,01 MP) distanță de presiunea absolută.
Adică: P tabel = P absolut - P mare (2-2)
Presiunea negativă este adesea numită vid.
Din formula (2-2) se poate observa că presiunea negativă este presiunea manometrică atunci când presiunea absolută este mai mică decât presiunea atmosferică.
Relația dintre presiunea absolută, presiunea manometrică, presiunea negativă sau vidul este prezentată în figura de mai jos:
Majoritatea valorilor indicatoare de presiune utilizate în industrie sunt presiunea manometrică, adică valoarea indicatoare a manometrului este diferența dintre presiunea absolută și presiunea atmosferică, deci presiunea absolută este suma dintre presiunea manometrică și presiunea atmosferică.
Secțiunea 2 Clasificarea instrumentelor de măsurare a presiunii
Intervalul de presiune care trebuie măsurat în producția chimică este foarte larg, fiecare având particularitățile sale în diferite condiții de proces. Acest lucru necesită utilizarea unor instrumente de măsurare a presiunii cu structuri și principii de funcționare diferite pentru a satisface diverse cerințe de producție. Cerințe diferite.
Conform diferitelor principii de conversie, instrumentele de măsurare a presiunii pot fi împărțite aproximativ în patru categorii: manometre cu coloană de lichid; manometre elastice; manometre electrice; manometre cu piston.
- Manometru cu coloană de lichid
Principiul de funcționare al manometrului cu coloană de lichid se bazează pe principiul hidrostaticii. Instrumentul de măsurare a presiunii fabricat conform acestui principiu are o structură simplă, este convenabil de utilizat, are o precizie de măsurare relativ mare, este ieftin și poate măsura presiuni mici, deci este utilizat pe scară largă în producție.
Manometrele cu coloană de lichid pot fi împărțite în manometre cu tub în U, manometre cu un singur tub și manometre cu tub înclinat, în funcție de diferitele lor structuri.
- Manometru elastic
Manometrul elastic este utilizat pe scară largă în producția chimică deoarece are următoarele avantaje, cum ar fi o structură simplă. Este ferm și fiabil. Are o gamă largă de măsurare, este ușor de utilizat, ușor de citit, are un preț redus și o precizie suficientă, fiind ușor de transmis instrucțiuni de la distanță, de înregistrat automat etc.
Manometrul elastic este fabricat prin utilizarea diverselor elemente elastice de diferite forme pentru a produce o deformare elastică sub presiunea care urmează să fie măsurată. În limita elastică, deplasarea de ieșire a elementului elastic este într-o relație liniară cu presiunea care urmează să fie măsurată. Prin urmare, scala sa este uniformă, componentele elastice sunt diferite, iar intervalul de măsurare a presiunii este, de asemenea, diferit, cum ar fi componentele ondulate ale diafragmei și burdufurilor, utilizate în general în ocazii de măsurare a presiunii joase, tubul cu arc elicoidal simplu (prescurtat tub cu arc) și tubul cu arc elicoidal multiplu este utilizat pentru măsurarea presiunii înalte, medii sau a vidului. Printre acestea, tubul cu arc elicoidal simplu are un interval relativ larg de măsurare a presiunii, deci este cel mai utilizat în producția chimică.
- Transmițătoare de presiune
În prezent, traductoarele de presiune electrice și pneumatice sunt utilizate pe scară largă în instalațiile chimice. Sunt instrumente care măsoară continuu presiunea măsurată și o transformă în semnale standard (presiunea aerului și curentul). Pot fi transmise pe distanțe lungi, iar presiunea poate fi indicată, înregistrată sau ajustată în camera centrală de control. Acestea pot fi împărțite în presiune joasă, presiune medie, presiune înaltă și presiune absolută, în funcție de diferitele intervale de măsurare.
Secțiunea 3 Introducere în instrumentele de presiune din instalațiile chimice
În instalațiile chimice, manometrele cu tub Bourdon sunt utilizate în general ca manometre. Cu toate acestea, manometrele cu diafragmă, diafragmă ondulată și spirală sunt, de asemenea, utilizate în funcție de cerințele de lucru și de cerințele de materiale.
Diametrul nominal al manometrului la fața locului este de 100 mm, iar materialul este oțel inoxidabil. Este potrivit pentru toate condițiile meteorologice. Manometrul cu îmbinare conică pozitivă 1/2HNPT, sticlă de siguranță și membrană de ventilație, indicație și control la fața locului este pneumatic. Precizia sa este de ±0,5% din scala completă.
Transmițătorul electric de presiune este utilizat pentru transmiterea semnalului la distanță. Se caracterizează prin precizie ridicată, performanțe bune și fiabilitate ridicată. Precizia sa este de ±0,25% din scala completă.
Sistemul de alarmă sau de interblocare utilizează un presostat.
Secțiunea 4 Instalarea, utilizarea și întreținerea manometrelor
Precizia măsurării presiunii nu este legată doar de precizia manometrului în sine, ci și de instalarea rezonabilă, de corectitudinea sau neregulamentaritatea acestuia și de modul în care este utilizat și întreținut.
- Instalarea manometrului
La instalarea manometrului, trebuie acordată atenție adecvării metodei și amplasării presiunii selectate, ceea ce are un impact direct asupra duratei de viață a acestuia, preciziei măsurării și calității controlului.
Cerințele privind punctele de măsurare a presiunii, pe lângă selectarea corectă a locației specifice de măsurare a presiunii pe echipamentul de producție, în timpul instalării, suprafața interioară a capătului conductei de presiune introdusă în echipamentul de producție trebuie menținută la același nivel cu peretele interior al punctului de conectare al echipamentului de producție. Nu trebuie să existe proeminențe sau bavuri pentru a asigura obținerea corectă a presiunii statice.
Locația de instalare este ușor de observat și asigurați-vă că nu este expusă la vibrații și temperaturi ridicate.
La măsurarea presiunii aburului, trebuie instalată o conductă de condensat pentru a preveni contactul direct dintre aburul la temperatură înaltă și componente, iar conducta trebuie izolată în același timp. Pentru mediile corozive, trebuie instalate rezervoare de izolare umplute cu medii neutre. Pe scurt, în funcție de diferitele proprietăți ale mediului măsurat (temperatură înaltă, temperatură scăzută, coroziune, murdărie, cristalizare, precipitații, vâscozitate etc.), se iau măsuri anticorozive, antigel și antiblocare corespunzătoare. De asemenea, trebuie instalată o supapă de închidere între orificiul de preluare a presiunii și manometru, astfel încât, atunci când manometrul este revizuit, supapa de închidere să fie instalată lângă orificiul de preluare a presiunii.
În cazul verificării la fața locului și al spălării frecvente a tubului de impuls, robinetul de închidere poate fi un comutator cu trei căi.
Cateterul de ghidare a presiunii nu trebuie să fie prea lung pentru a reduce lentitudinea indicării presiunii.
- Utilizarea și întreținerea manometrului
În producția chimică, manometrele sunt adesea afectate de mediul măsurat, cum ar fi coroziunea, solidificarea, cristalizarea, vâscozitatea, praful, presiunea ridicată, temperatura ridicată și fluctuațiile bruște, care cauzează adesea diverse defecțiuni ale manometrului. Pentru a asigura funcționarea normală a instrumentului, a reduce apariția defecțiunilor și a prelungi durata de viață, este necesar să se efectueze o bună treabă de inspecție și întreținere de rutină înainte de începerea producției.
1. Întreținere și inspecție înainte de începerea producției:
Înainte de începerea producției, se efectuează de obicei teste de presiune asupra echipamentelor de proces, conductelor etc. Presiunea de testare este, în general, de aproximativ 1,5 ori presiunea de funcționare. Supapa conectată la instrument trebuie închisă în timpul testului de presiune al procesului. Deschideți supapa de pe dispozitivul de preluare a presiunii și verificați dacă există scurgeri la îmbinări și sudură. Dacă se constată vreo scurgere, aceasta trebuie eliminată la timp.
După finalizarea testului de presiune. Înainte de a începe producția, verificați dacă specificațiile și modelul manometrului instalat sunt în concordanță cu presiunea mediului măsurat necesar procesului; dacă manometrul calibrat are un certificat și, dacă există erori, acestea trebuie corectate la timp. Manometrul de presiune a lichidului trebuie umplut cu fluid de lucru, iar punctul zero trebuie corectat. Manometrul echipat cu dispozitiv de izolare trebuie să adauge lichid de izolare.
2. Întreținerea și inspecția manometrului în timpul conducerii:
În timpul pornirii producției, la măsurarea presiunii mediului pulsatoriu, pentru a evita deteriorarea manometrului din cauza impactului instantaneu și a suprapresiunii, supapa trebuie deschisă lent și trebuie respectate condițiile de funcționare.
Pentru manometrele care măsoară abur sau apă caldă, condensatorul trebuie umplut cu apă rece înainte de a deschide supapa manometrului. Când se constată o scurgere în instrument sau în conductă, supapa dispozitivului de preluare a presiunii trebuie închisă la timp și apoi remediată.
3. Întreținerea zilnică a manometrului:
Instrumentul în funcțiune trebuie inspectat periodic, în fiecare zi, pentru a-l menține curat și a verifica integritatea acestuia. Dacă se constată o problemă, aceasta trebuie eliminată la timp.
Data publicării: 15 decembrie 2021