3.2　仪表使用

化工生产是一个大的系统工程，化工过程之所以能够实现产品的生产，主要是工艺过程中操作参数的控制。化工生产过程中主要的控制参数包括液位、温度、压力、流量，而这些参数的测量是通过测量仪表来实现的，可以说仪表的正常使用保证了工艺过程的实现。

随着自动化技术智能技术的发展，当代化工企业生产自动化水平进一步提高。自动化水平的提高直接体现就是仪表的智能化。在工艺设计阶段正确设计仪表及仪表选择恰当能够大大降低生产事故、提高生产效率。因此化工生产过程中仪表的正确使用也关乎化工企业的经济效益。

3.2.1　液位计的投用与检查

在容器中液体介质的高低称为液位。测量液位的仪表称为液位计。液位计在化工生产中主要用于各种塔器类、贮罐、槽、球形容器、锅炉以及有液位要求的换热器等设备的介质液位检测。

液位计种类繁多，主要有差压式、连通式、容积式、超声波式、浮力式液位计等。液位计的选择应考虑很多因素，主要因素有液位计工作原理，所测介质的物化性质，液位计参数、特点、适用范围、技术指标等。因此选择液位计时应该找专业的技术人员进行。

（1）液位计选择与安装

液位计的选择与安装要求应满足以下几点。

①液位计要求结构简单、安全可靠，测量数据要准确，精度高，液位指示醒目，操作维修方便。

②大型容器或者储存的介质危险性比较大的容器，应设置集中控制的设施和警报装置，液位计上最高和最低安全液位应作出明显的标志。液位计不仅设计有现场只读式外，还应装设能够进行远传控制报警功能的液位测定装置。当液位达到或者超过警告线时能够自动报警，提醒操作人员作出反应，避免事故的发生。

③液位计安装完毕并经调校后，应在刻度盘上用红色油漆画出最高、最低液位，方便操作人员巡查，保持液位计的清洁，谨防泄漏。在储存有毒、易燃易爆介质时，应该将介质排放到密闭收集系统，切记不可就地排放。

④液位计应安装在便于观察的位置。如果液位计安装位置不理想，则需要增加其他辅助设施。通常情况下液位计安装距离地面高于2m或者是大型容器时多采用多段连接，同时为了便于观察和操作，应在规定位置安装操作平台或者工作梯。

⑤对于盛装易燃易爆、有毒的液化气体容器，应采用玻璃板式液位计或自动液位指示器，且指示器上应设置防止液位计泄漏的装置。对于防爆区域内的液位计应符合安全规定，必须达到防爆、隔爆的要求。

（2）液位计检查

液位计监测仪表需要定期进行维护和更新，且需要专业仪表技术人员参与并做好检查记录表。液位计的常规检查主要内容有：

①切勿用高于36V电压加到变送器上，否则会导致变送器损坏；

②切勿用硬物碰触膜片，否则会导致隔离膜片损坏；

③液位传感器测量的介质不允许结冰，否则将损伤传感器元件隔离膜片，导致变送器损坏，必要时需对变送器进行温度保护，以防结冰；

④在测量蒸汽或其他高温介质时，其温度不应超过液位传感器使用时的极限温度，高于液位传感器使用的极限温度时必须使用散热装置；

⑤测量蒸汽或其他高温介质时，应使用散热管，使液位传感器和管道连在一起，并使用管道上的压力传至变压器。当被测介质为水蒸气时，散热管中要注入适量的水，以防过热蒸汽直接与液位传感器接触，损坏传感器；

⑥在压力传输过程中，应注意以下几点，液位传感器与散热管连接处，切勿漏气；开始使用前，如果阀门是关闭的，则使用时，应该非常小心、缓慢地打开阀门，以免被测介质直接冲击液位传感器膜片，从而损坏传感器膜片；管路中必须保持畅通，管道中的沉积物会弹出，并损坏传感器膜片。

3.2.2　压力表的投用与检查

压力表用于测量系统的压力，它是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，应用于各行各业和科研领域。在工业过程控制和技术测量过程中，应用较为广泛的是机械式压力表。

压力表在选用的时候应该考虑压力表类型、测量范围、精度等级等因素的影响。综合考虑选出适合于工业生产的压力表。

（1）压力表投用

压力表在使用的时候应注意以下几方面：

①仪表必须垂直安装，同时避免运输时碰撞；

②仪表使用温度范围宜在-25～50℃；

③压力表工作环境振动频率<25Hz，振幅≤1mm；

④使用过程中如果温度过高，仪表指示不回零或者出现示值超出，可将表壳上部密封胶塞剪开，使仪表内腔和大气相通；

⑤仪表使用范围，应在上限的1/3～2/3之间；

⑥在测量腐蚀性介质、可能结晶的介质、黏度较大的介质时应加隔离装置；

⑦仪表应经常进行检定（至少每三个月一次），如发现故障应及时修理；

⑧仪表自出厂之日起，半年内若在正常保管使用条件下发现因制造质量不良失效或损坏时，由仪表制造公司负责修理或调换；

⑨需用测量腐蚀性介质的仪表，在订货时应注明要求条件。

（2）压力表检查

压力表和化工系统中其他仪表一样需要定期检查，通常需要检查的内容如下。

①经过一段时间的使用和受压，压力表机芯可能出现变形和磨损，这样就会产生误差和故障，因此为保证压力值的准确应及时更换仪表。

②压力表要定期进行清洗。因为压力表内部不清洁，就会增加各机件磨损，从而影响其正常工作，严重的会使压力表失灵、报废。

③检定周期一般不超过半年。关系到生产安全和环境监测方面的压力表，检定周期必须按照检定规程，只可小于半年；如果工况条件恶劣，检定周期必须更短。

④测压部位介质波动大，使用频繁，准确度要求较高，以及对安全因素要求较严的，可按具体情况将检定周期适当缩短。

3.2.3　温度计的投用与检查

化工生产的特点之一就是一定温度和压力，使原料发生一定的化学反应或者变化，因此对生产中温度控制是不可避免的。一般情况需要指示的温度范围为-200～1800℃，方式一般为接触式测量。化工企业中应用最多的是热电阻、热电偶。将它们的信号直接接入DCS或者其他温度采集仪表、一体化的温度变送器等，使温度控制实现自动化。

（1）温度计的投用

一般工业中温度计的使用应注意的内容如下。

①注意温度计量程，分度值和0点，所测液体温度不能超过量程。

②正确选择测温点，有利于热交换，温度计不应装于死角区域。

③测温元件应与被测介质充分接触。

一是要有足够的插入深度，若是水银温度计，应使水银球中心置于管中心线上；双金属温度计插入长度必须大于敏感元件的长度；压力式温度计的温包中心应与管中心线重合；热电偶温度计保护管末端应过管中心线5～10mm；热电阻温度计插入深度应为保护管直径，插入深度300mm已足够。

二是要保证充分的热交换。测温元件应迎着流向插入，至少与流向正交，不得顺溜安装。如图3-1所示。管径较细时（DN<80），安装温度计要加扩大管；选择测温元件插入深度时，应考虑安装连接头长度。

④避免热辐射、减少热损失。温度过高的环境测温点加装防辐射罩或者保温层。

⑤安装应正确、安全可靠。高温条件下的热电偶温度计尽可能垂直安装；有压力的设备上安装必须保证温度计的密封性。

（2）温度计的检查

工业中温度计的检查也是由专人负责，定期进行校准维修，检查内容有：

①显示仪表指示值是否正常；

②测量线路绝缘是否有破损，避免短路或接地；

③接线柱处螺丝是否拧紧，保证与测温元件接触正常；

④检查测温元件是否受腐蚀变质；

⑤保护套管中是否有金属屑、灰尘或其他脏污、水等，防止短路。

3.2.4　流量表的投用与检查

流量的测量是化工生产中最多的控制环节，也是温度、压力、液位、流量四大参数中内容最丰富的。在工业生产中，我们所说的流量不是流体的流速而是单位时间内流体流经有效截面的体积或者质量。针对不同场合，工艺对流量测量的要求也不同，比如大口径流量，微小流量，高、低温介质流量，高黏度介质流量等。

流量测量原理大致分为速度法、容积法测量体积流量，直接法、推导法测质量流量。流量计细分的话可以分为节流式或差压式（孔板、文丘里流量计等）、速度式（涡轮、涡街、质量流量计等）。

（1）流量计的使用

安装好流量计后，要正确使用和及时维护，只有正确使用流量计才能使流量计在规定的准确度范围内工作。在使用过程中特别注意环境、操作、安装等因素，这些因素往往会影响测量精度。在使用过程中应注意以下问题。

①首先根据不同流量计安装要求的不同，有的要求垂直安装，有的要求水平安装，应正确安装流量计以免影响测量准确度。

②安装流量计之前一定要将管道内的焊渣、杂物清理干净。

③为了确保流量计的测量准确性，流量计前后一般会留出一定长度的直管段，根据不同流量计测量原理的不同直管段长度也不尽相同，应按照说明进行预留。

④应根据流量计所处环境选择合适的流量计。若被测介质含杂质较多或含有导磁颗粒时，应在流量计的上游安装过滤器或磁过滤器；若为脉动流或两相流，建议流量计最好使用阻尼型的。

⑤流量计的安装应能适当支撑管道的振动或减少流量计的轴向负荷，否则应增加固定流量计的支撑。

⑥流量计在使用前，打开仪表盖，按接线图示正确接线。

⑦管道内没有压力或系统还未达到仪表正常使用的工作压力，必须缓慢开启控制阀，直到系统正常，仪表方可使用，否则容易造成指针跳动或转子的突然撞击而损坏的现象。

⑧为了便于流量计的保养维修，磁过滤器的清洗以及用户管路的定期维护保养，建议使用旁路管道。

⑨用户使用时，若被测流体的密度与水不同时，或被测气体的参数和工作状态与制造厂家规定不同时应对流量计示值读数进行换算。

（2）流量计的检查

工业中使用流量计时，为了保证流量计长期正常工作，必须经常检查流量计的运行情况，做好维护工作，发现问题及时排除。检查内容如下。

①整机零点检查。要求流量传感器测量管充满液体且无流动，这在许多企业现场不具备条件而放弃整机的零点检查和调整，但可对转换器做单独的零点检查和调整。

②连接电缆检查。检查信号线与励磁线各芯导通和绝缘电阻，检查各屏蔽层接地是否完好。

③转换器检查。用通用仪表以及与流量计型号相匹配的模拟信号器代替传感器提供流量信号进行调零和校准。

④流量传感器检查。通过对励磁线圈的检查和检查转换器所测得的励磁电流以间接评价磁场强度是否变化；测量电极接液电阻以评估电极表面受污秽和衬里附着层状况；检查各部位绝缘电阻以判断零件劣化程度以评估是否会引入干扰。对能停止介质流动条件的管线则可观察和测量电极和衬里附着层厚度，以估算清洗附着层前后因流动面积变化引入的流量值变化。

3.2.5　调节阀失灵的判断和处理

在现代化工企业的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用。工厂的高效生产取决于流体介质的正确分配和控制，而这些变化都需要控制元件——调节阀去完成。调节阀是过程控制系统中动力操作改变流体流量的装置。调节阀接收来自调节器的信号，并将该调节信号转换成相应的角位移或者直线位移量，从而控制介质的流量改变，使调节参数符合工艺要求。化工过程中常见的调节阀失灵及解决方法如下。

①阀门定位器有输入信号但是调节阀不动作，产生的原因大多是电磁铁组件发生故障或是供气压力不对；处理措施一般是换电磁铁组件或检查气源压力。

②阀门定位器没有输出压力。产生原因可能是空气中的灰尘，杂质没有过滤彻底，导致节流孔堵死，或者是喷嘴挡板位置不正确，继动器有缺陷等；通常的处理办法用0.2mm钢丝疏通节流孔，或更换继动器等。

③输出压力缓慢或不正常。这是由于日常生产运行中，调节阀不断动作，可能导致调节阀的膜头受损或漏气，造成有输入信号但调节阀动作缓慢的故障，使调节阀达不到及时调节的效果；处理办法是检查膜室，及时更换膜片。