V procese chemickej výroby tlak nielen ovplyvňuje rovnováhu a rýchlosť reakcie výrobného procesu, ale ovplyvňuje aj dôležité parametre materiálovej bilancie systému. V priemyselnom výrobnom procese niektoré procesy vyžadujú vysoký tlak, oveľa vyšší ako atmosférický tlak, ako napríklad vysokotlakový polyetylén. Polymerizácia sa vykonáva pri vysokom tlaku 150 MPa a niektoré sa musia vykonávať pri podtlaku oveľa nižšom ako atmosférický tlak. Napríklad vákuová destilácia v ropných rafinériách. Vysokotlakový tlak pary v chemickom závode PTA je 8,0 MPa a tlak prívodu kyslíka je približne 9,0 MPag. Meranie tlaku je také rozsiahle, že prevádzkovateľ by mal prísne dodržiavať pravidlá používania rôznych tlakomerov, posilniť dennú údržbu a zabrániť akejkoľvek nedbanlivosti alebo nedbanlivosti. Všetky tieto procesy môžu spôsobiť obrovské škody a straty, ak nedosiahnu ciele vysokej kvality, vysokého výťažku, nízkej spotreby a bezpečnej výroby.
Prvá časť základný koncept merania tlaku
- Definícia stresu
V priemyselnej výrobe sa bežne označovaný tlak vzťahuje na silu, ktorá pôsobí rovnomerne a vertikálne na jednotku plochy a jej veľkosť je určená plochou, na ktorú je sila pôsobená, a veľkosťou vertikálnej sily. Matematicky sa vyjadruje ako:
P=F/S, kde P je tlak, F je vertikálna sila a S je plocha pôsobenia sily
- Jednotka tlaku
V strojárstve moja krajina používa Medzinárodnú sústavu jednotiek (SI). Jednotkou výpočtu tlaku je Pa (Pa), pričom 1 Pa je tlak vytvorený silou 1 Newton (N) pôsobiacou vertikálne a rovnomerne na plochu 1 štvorcový meter (M2), ktorá sa vyjadruje ako N/m2 (Newton/štvorcový meter). Okrem Pa môžu byť jednotkou tlaku aj kilopascaly a megapascaly. Prevodný vzťah medzi nimi je: 1MPA=103KPA=106PA
Vďaka dlhoročnému zvyku sa v strojárstve stále používa technický atmosférický tlak. Pre uľahčenie vzájomného prepočtu v praxi sú v 2-1 uvedené prepočtové vzťahy medzi niekoľkými bežne používanými jednotkami merania tlaku.
| Tlaková jednotka | Inžinierska atmosféra kg/cm2 | mmHg | mmH2O | bankomat | Pa | bar | 1b/2. palec |
| 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 |
| Bankomat | 1,03 | 760 | 1,03 × 10⁴ | 1 | 1,01 × 10⁶ | 1,01 | 14,69 |
| Pa | 1,02 × 10⁻⁶ | 0,75 × 10⁻² | 1,02 × 10⁻² | 0,98 × 10⁻⁶ | 1 | 1×10⁻⁶ | 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 |
- Spôsoby vyjadrovania stresu
Existujú tri spôsoby vyjadrenia tlaku: absolútny tlak, pretlak, podtlak alebo vákuum.
Tlak v absolútnom vákuu sa nazýva absolútna nula a tlak vyjadrený na základe absolútnej nuly sa nazýva absolútny tlak.
Manometrický tlak je tlak vyjadrený na základe atmosférického tlaku, takže sa od absolútneho tlaku líši presne o jednu atmosféru (0,01 Mp).
To znamená: P tabuľka = P absolútne - P veľké (2-2)
Negatívny tlak sa často nazýva vákuum.
Z vzorca (2-2) vyplýva, že podtlak je manometrický tlak, keď je absolútny tlak nižší ako atmosférický tlak.
Vzťah medzi absolútnym tlakom, pretlakom, podtlakom alebo vákuom je znázornený na obrázku nižšie:
Väčšina indikačných hodnôt tlaku používaných v priemysle je premerný tlak, to znamená, že indikovaná hodnota manometra je rozdiel medzi absolútnym tlakom a atmosférickým tlakom, takže absolútny tlak je súčtom premerného tlaku a atmosférického tlaku.
Oddiel 2 Klasifikácia prístrojov na meranie tlaku
Rozsah tlaku, ktorý sa má merať v chemickej výrobe, je veľmi široký a každý má svoje špecifiká za rôznych procesných podmienok. To si vyžaduje použitie tlakomerov s rôznymi konštrukciami a rôznymi pracovnými princípmi, aby sa splnili rôzne výrobné požiadavky. Rôzne požiadavky.
Podľa rôznych princípov prepočtu možno prístroje na meranie tlaku zhruba rozdeliť do štyroch kategórií: kvapalinové tlakomery; elastické tlakomery; elektrické tlakomery; piestové tlakomery.
- Tlakomer na kvapalinový stĺpec
Princíp činnosti tlakomeru s kvapalinovým stĺpcom je založený na princípe hydrostatiky. Tlakomer vyrobený podľa tohto princípu má jednoduchú konštrukciu, je pohodlný na používanie, má relatívne vysokú presnosť merania, je lacný a dokáže merať malé tlaky, takže sa široko používa vo výrobe.
Tlakomery s kvapalinovým stĺpcom možno podľa ich rôznych štruktúr rozdeliť na tlakomery s U-rúrkou, tlakomery s jednou rúrkou a tlakomery so šikmou rúrkou.
- Elastický tlakomer
Elastický tlakomer sa široko používa v chemickej výrobe, pretože má nasledujúce výhody, ako napríklad jednoduchú konštrukciu, je pevný a spoľahlivý, má široký rozsah merania, je ľahko použiteľný, ľahko čitateľný, má nízku cenu a dostatočnú presnosť a umožňuje jednoduché odosielanie a diaľkové ovládanie, automatické zaznamenávanie atď.
Elastický manometer sa vyrába z rôznych elastických prvkov rôznych tvarov, ktoré vytvárajú elastickú deformáciu pri meranom tlaku. V rámci elastického limitu je výstupný posun elastického prvku v lineárnom vzťahu k meranému tlaku. Jeho mierka je teda rovnomerná, elastické zložky sa líšia a rozsah merania tlaku sa tiež líši. Napríklad vlnité membránové a vlnovcové komponenty sa všeobecne používajú pri meraní nízkeho tlaku a nízkeho tlaku. Jednoduché pružinové trubice (skrátene pružinová trubica) a viacnásobné pružinové trubice sa používajú na meranie vysokého, stredného tlaku alebo vákua. Jednoduché pružinové trubice majú relatívne široký rozsah merania tlaku, takže sa najčastejšie používajú v chemickej výrobe.
- Tlakové vysielače
V súčasnosti sa v chemických závodoch široko používajú elektrické a pneumatické snímače tlaku. Sú to prístroje, ktoré kontinuálne merajú nameraný tlak a premieňajú ho na štandardné signály (tlak vzduchu a prúd). Môžu sa prenášať na dlhé vzdialenosti a tlak je možné indikovať, zaznamenávať alebo nastavovať v centrálnej riadiacej miestnosti. Podľa rôznych meracích rozsahov sa dajú rozdeliť na nízkotlakové, strednotlakové, vysokotlakové a absolútne tlakové.
Oddiel 3 Úvod do tlakových prístrojov v chemických závodoch
V chemických závodoch sa zvyčajne používajú tlakomery s Bourdonovou trubicou. V závislosti od pracovných požiadaviek a materiálových požiadaviek sa však používajú aj tlakomery s membránou, vlnitou membránou a špirálou.
Menovitý priemer tlakomeru na mieste je 100 mm a materiál je z nehrdzavejúcej ocele. Je vhodný do každého počasia. Tlakomer s pozitívnym kužeľovým spojom 1/2HNPT, bezpečnostným sklom a odvzdušňovacou membránou, indikáciou a ovládaním na mieste je pneumatický. Jeho presnosť je ±0,5 % z plného rozsahu stupnice.
Elektrický snímač tlaku sa používa na diaľkový prenos signálu. Vyznačuje sa vysokou presnosťou, dobrým výkonom a vysokou spoľahlivosťou. Jeho presnosť je ±0,25 % z plného rozsahu.
Poplašný alebo blokovací systém používa tlakový spínač.
Oddiel 4 Inštalácia, používanie a údržba tlakomerov
Presnosť merania tlaku nesúvisí len s presnosťou samotného tlakomeru, ale aj s tým, či je nainštalovaný primerane, či je správny alebo nie a ako sa používa a udržiava.
- Inštalácia tlakomeru
Pri inštalácii tlakomeru je potrebné venovať pozornosť tomu, či je zvolená metóda merania tlaku a umiestnenie vhodné, čo má priamy vplyv na jeho životnosť, presnosť merania a kvalitu regulácie.
Požiadavky na body merania tlaku, okrem správneho výberu konkrétneho miesta merania tlaku na výrobnom zariadení počas inštalácie, by mali byť vnútorné koncové plochy tlakového potrubia zasunutého do výrobného zariadenia v jednej rovine s vnútornou stenou bodu pripojenia výrobného zariadenia. Nemali by byť žiadne výčnelky ani otrepy, aby sa zabezpečilo správne dosiahnutie statického tlaku.
Miesto inštalácie je ľahko pozorovateľné a snažte sa vyhnúť vplyvu vibrácií a vysokej teploty.
Pri meraní tlaku pary by sa malo nainštalovať kondenzačné potrubie, aby sa zabránilo priamemu kontaktu medzi parou s vysokou teplotou a komponentmi, a potrubie by sa malo súčasne izolovať. Pre korozívne médiá by sa mali nainštalovať izolačné nádrže naplnené neutrálnym médiom. Stručne povedané, v závislosti od rôznych vlastností meraného média (vysoká teplota, nízka teplota, korózia, nečistoty, kryštalizácia, zrážky, viskozita atď.) by sa mali prijať zodpovedajúce opatrenia proti korózii, mrazu a upchatiu. Medzi tlakomerom a manometrom by sa mal nainštalovať aj uzatvárací ventil, aby sa pri generálnej oprave manometra uzatvárací ventil nainštaloval v blízkosti tlakomerného otvoru.
V prípade overenia na mieste a častého preplachovania impulznej trubice môže byť uzatvárací ventil trojcestný spínač.
Katéter na zavádzanie tlaku by nemal byť príliš dlhý, aby sa znížila pomalosť indikácie tlaku.
- Používanie a údržba tlakomeru
V chemickej výrobe sú tlakomery často ovplyvňované meraným médiom, ako je korózia, tuhnutie, kryštalizácia, viskozita, prach, vysoký tlak, vysoká teplota a prudké výkyvy, čo často spôsobuje rôzne poruchy tlakomeru. Aby sa zabezpečila normálna prevádzka prístroja, znížil sa výskyt porúch a predĺžila sa jeho životnosť, je potrebné pred spustením výroby vykonať dobrú údržbu a pravidelnú kontrolu.
1. Údržba a kontrola pred spustením výroby:
Pred spustením výroby sa zvyčajne vykonávajú tlakové skúšky na procesných zariadeniach, potrubiach atď. Skúšobný tlak je vo všeobecnosti približne 1,5-násobok prevádzkového tlaku. Počas tlakovej skúšky by mal byť ventil pripojený k prístroju zatvorený. Otvorte ventil na zariadení na odber tlaku a skontrolujte, či v spojoch a zvaroch nedochádza k úniku. Ak sa zistí únik, mal by sa včas odstrániť.
Po dokončení tlakovej skúšky. Pred začatím výroby skontrolujte, či špecifikácie a model nainštalovaného tlakomeru zodpovedajú tlaku meraného média požadovanému procesom; či má kalibrovaný manometer certifikát a či sa vyskytnú chyby, mali by sa včas opraviť. Kvapalinový manometer musí byť naplnený pracovnou kvapalinou a nulový bod musí byť opravený. Tlakomer vybavený izolačným zariadením musí byť doplnený izolačnou kvapalinou.
2. Údržba a kontrola tlakomeru počas jazdy:
Počas spúšťania výroby, merania tlaku pulzujúceho média, by sa mal ventil otvárať pomaly a mali by sa dodržiavať prevádzkové podmienky, aby sa predišlo poškodeniu tlakomeru v dôsledku okamžitého nárazu a pretlaku.
Pri tlakomeroch merajúcich paru alebo horúcu vodu by sa mal kondenzátor pred otvorením ventilu na tlakomere naplniť studenou vodou. Ak sa zistí netesnosť v prístroji alebo potrubí, ventil na zariadení na odber tlaku by sa mal včas uzavrieť a následne sa problém odstráni.
3. Denná údržba tlakomeru:
Prevádzkovaný prístroj by sa mal pravidelne kontrolovať každý deň, aby sa udržiaval čistý a aby sa overila jeho integrita. Ak sa zistí problém, včas ho odstráňte.
Čas uverejnenia: 15. decembra 2021