Detailwissen – Druckmessgerät

Im chemischen Produktionsprozess beeinflusst der Druck nicht nur das Gleichgewicht und die Reaktionsgeschwindigkeit des Produktionsprozesses, sondern beeinflusst auch wichtige Parameter der Materialbilanz des Systems. In industriellen Produktionsprozessen erfordern einige Prozesse einen hohen Druck, der weit über dem atmosphärischen Druck liegt, wie beispielsweise die Herstellung von Hochdruckpolyethylen. Die Polymerisation erfolgt bei einem hohen Druck von 150 MPa, und einige Prozesse müssen bei einem Unterdruck durchgeführt werden, der weit unter dem atmosphärischen Druck liegt, wie beispielsweise die Vakuumdestillation in Ölraffinerien. Der Hochdruckdampfdruck in der PTA-Chemieanlage beträgt 8,0 MPa und der Sauerstoffzufuhrdruck liegt bei etwa 9,0 MPa. Die Druckmessung ist so umfangreich, dass der Bediener die Regeln für die Verwendung verschiedener Druckmessgeräte strikt einhalten, die tägliche Wartung verstärken und jegliche Nachlässigkeit oder Unachtsamkeit vermeiden muss. All dies kann zu enormen Schäden und Verlusten führen und die Ziele einer hohen Qualität, hohen Ausbeute, eines geringen Verbrauchs und einer sicheren Produktion verfehlen.

Der erste Abschnitt das Grundkonzept der Druckmessung

• Definition von Stress

In der industriellen Produktion bezeichnet der allgemein als Druck bezeichnete Wert die Kraft, die gleichmäßig und vertikal auf eine Flächeneinheit wirkt. Ihre Größe wird durch die kraftaufnehmende Fläche und die Größe der vertikalen Kraft bestimmt. Mathematisch ausgedrückt als:
P=F/S, wobei P der Druck, F die vertikale Kraft und S die Kraftfläche ist

• Druckeinheit

In der Ingenieurtechnik wird in China das Internationale Einheitensystem (SI) verwendet. Die Druckeinheit ist Pa (Pa). 1 Pa ist der Druck, der durch eine Kraft von 1 Newton (N) erzeugt wird, die vertikal und gleichmäßig auf eine Fläche von 1 Quadratmeter (m²) wirkt. Dieser Wert wird in N/m² (Newton/Quadratmeter) angegeben. Neben Pa kann die Druckeinheit auch Kilopascal und Megapascal sein. Die Umrechnungsbeziehung zwischen ihnen lautet: 1 MPA = 103 kPa = 106 PA
Aufgrund langjähriger Gewohnheit wird in der Technik immer noch der technische Luftdruck verwendet. Um die gegenseitige Umrechnung im Gebrauch zu erleichtern, sind die Umrechnungsbeziehungen zwischen mehreren häufig verwendeten Druckmesseinheiten in 2-1 aufgeführt.

• Möglichkeiten, Stress auszudrücken

Es gibt drei Möglichkeiten, Druck auszudrücken: absoluter Druck, Überdruck, Unterdruck oder Vakuum.
Der Druck unter absolutem Vakuum wird als absoluter Nulldruck bezeichnet, und der Druck, der auf der Grundlage des absoluten Nulldrucks ausgedrückt wird, wird als absoluter Druck bezeichnet
Der Manometerdruck ist der Druck, der auf der Grundlage des atmosphärischen Drucks ausgedrückt wird, also genau eine Atmosphäre (0,01 Mp) vom absoluten Druck entfernt ist.
Das heißt: P Tabelle = P absolut-P groß (2-2)
Unterdruck wird oft als Vakuum bezeichnet.
Aus der Formel (2-2) ist ersichtlich, dass der Unterdruck der Überdruck ist, wenn der absolute Druck niedriger ist als der atmosphärische Druck.
Die Beziehung zwischen absolutem Druck, Überdruck, Unterdruck oder Vakuum ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Die meisten in der Industrie verwendeten Druckanzeigewerte sind Manometerdrücke, d. h. der Anzeigewert des Manometers ist die Differenz zwischen Absolutdruck und Atmosphärendruck, der Absolutdruck ist also die Summe aus Manometerdruck und Atmosphärendruck.

Abschnitt 2 Klassifizierung von Druckmessgeräten
Der in der chemischen Produktion zu messende Druckbereich ist sehr breit und weist unter verschiedenen Prozessbedingungen jeweils seine Besonderheiten auf. Dies erfordert den Einsatz von Druckmessgeräten mit unterschiedlichem Aufbau und unterschiedlichen Funktionsprinzipien, um den unterschiedlichen Produktionsanforderungen gerecht zu werden. Unterschiedliche Anforderungen.
Druckmessgeräte können nach unterschiedlichen Umwandlungsprinzipien grob in vier Kategorien unterteilt werden: Flüssigkeitssäulendruckmessgeräte, elastische Druckmessgeräte, elektrische Druckmessgeräte und Kolbendruckmessgeräte.

• Flüssigkeitssäulendruckmessgerät

Das Funktionsprinzip des Flüssigkeitssäulendruckmessgeräts basiert auf dem Prinzip der Hydrostatik. Das nach diesem Prinzip hergestellte Druckmessgerät hat einen einfachen Aufbau, ist bequem zu bedienen, hat eine relativ hohe Messgenauigkeit, ist günstig und kann kleine Drücke messen, sodass es in der Produktion weit verbreitet ist.
Flüssigkeitssäulendruckmessgeräte können je nach ihrer unterschiedlichen Struktur in U-Rohr-Druckmessgeräte, Einrohr-Druckmessgeräte und Schrägrohr-Druckmessgeräte unterteilt werden.

• Elastisches Druckmessgerät

Das elastische Manometer wird in der chemischen Produktion häufig eingesetzt, da es folgende Vorteile bietet: eine einfache Struktur, eine robuste und zuverlässige Konstruktion, einen großen Messbereich, eine einfache Bedienung, eine gute Ablesbarkeit, einen niedrigen Preis und eine ausreichende Genauigkeit. Außerdem lassen sich damit problemlos Fernanweisungen senden und verwalten sowie automatische Aufzeichnungen durchführen.
Das elastische Manometer wird durch die Verwendung verschiedener elastischer Elemente unterschiedlicher Form hergestellt, um eine elastische Verformung unter dem zu messenden Druck zu erzeugen. Innerhalb der Elastizitätsgrenze steht die Ausgangsverschiebung des elastischen Elements in einer linearen Beziehung zum zu messenden Druck. Daher ist die Skala einheitlich, die elastischen Komponenten sind unterschiedlich, und auch der Druckmessbereich ist unterschiedlich, wie z. B. gewellte Membran- und Balgkomponenten. Sie werden im Allgemeinen bei Niederdruck- und Unterdruckmessungen verwendet. Ein- und Mehrfach-Spiralfederrohre (abgekürzt als Federrohre) werden für Hoch-, Mitteldruck- oder Vakuummessungen verwendet. Unter ihnen hat das Ein- und Mehrfach-Spiralfederrohr einen relativ großen Druckmessbereich und wird daher am häufigsten in der chemischen Produktion verwendet.

• Drucktransmitter

Elektrische und pneumatische Drucktransmitter werden heute häufig in Chemieanlagen eingesetzt. Sie messen kontinuierlich den Druck und wandeln ihn in Standardsignale (Luftdruck und Strom) um. Sie können über große Entfernungen übertragen werden, und der Druck kann in der zentralen Leitwarte angezeigt, aufgezeichnet oder eingestellt werden. Je nach Messbereich werden Niederdruck-, Mitteldruck-, Hochdruck- und Absolutdrucktransmitter unterschieden.

Abschnitt 3 Einführung in Druckmessgeräte in Chemieanlagen
In Chemieanlagen werden als Druckmessgeräte in der Regel Rohrfedermanometer eingesetzt. Je nach Arbeitsanforderungen und Materialbedarf kommen jedoch auch Membran-, Wellmembran- und Spiralmanometer zum Einsatz.
Der Nenndurchmesser des Vor-Ort-Manometers beträgt 100 mm, das Material ist Edelstahl. Es ist für alle Wetterbedingungen geeignet. Das Manometer mit 1/2HNPT-Konusanschluss, Sicherheitsglas und Entlüftungsmembran sowie Vor-Ort-Anzeige und -Steuerung ist pneumatisch. Die Genauigkeit beträgt ±0,5 % des Skalenendwerts.
Der elektrische Drucktransmitter dient der Fernsignalübertragung. Er zeichnet sich durch hohe Genauigkeit, gute Leistung und hohe Zuverlässigkeit aus. Seine Genauigkeit beträgt ±0,25 % des Skalenendwerts.
Das Alarm- oder Verriegelungssystem verwendet einen Druckschalter.

Abschnitt 4 Installation, Verwendung und Wartung von Druckmessgeräten
Die Genauigkeit der Druckmessung hängt nicht nur von der Genauigkeit des Manometers selbst ab, sondern auch davon, ob es vernünftig installiert ist, ob es korrekt ist oder nicht und wie es verwendet und gewartet wird.

• Installation des Manometers

Beim Einbau des Manometers ist auf die Eignung der gewählten Druckmessmethode und des Einbauorts zu achten, da sich dies unmittelbar auf die Lebensdauer, Messgenauigkeit und Regelgüte des Manometers auswirkt.
Die Anforderungen an Druckmesspunkte: Neben der richtigen Auswahl des spezifischen Druckmessorts an der Produktionsanlage muss bei der Installation die innere Endfläche des in die Produktionsanlage eingeführten Druckrohrs bündig mit der Innenwand des Anschlusspunkts der Produktionsanlage gehalten werden. Es dürfen keine Vorsprünge oder Grate vorhanden sein, um sicherzustellen, dass der statische Druck korrekt erreicht wird.
Der Installationsort ist leicht einsehbar und sollte so gewählt werden, dass Vibrationen und hohe Temperaturen vermieden werden.
Bei der Dampfdruckmessung sollte ein Kondensatrohr installiert werden, um den direkten Kontakt zwischen dem heißen Dampf und den Komponenten zu verhindern. Gleichzeitig sollte das Rohr isoliert werden. Bei korrosiven Medien sollten mit neutralen Medien gefüllte Isolierbehälter installiert werden. Kurz gesagt: Je nach den unterschiedlichen Eigenschaften des Messmediums (hohe Temperatur, niedrige Temperatur, Korrosion, Schmutz, Kristallisation, Niederschlag, Viskosität usw.) sind entsprechende Korrosions-, Frost- und Blockierschutzmaßnahmen zu treffen. Zwischen dem Druckmessanschluss und dem Manometer sollte außerdem ein Absperrventil installiert werden, sodass bei einer Überholung des Manometers das Absperrventil in der Nähe des Druckmessanschlusses installiert werden kann.
Bei einer Überprüfung vor Ort und häufigem Spülen der Impulsleitung kann das Absperrventil ein Dreiwegeschalter sein.
Der Druckführungskatheter sollte nicht zu lang sein, um die Trägheit der Druckanzeige zu verringern.

• Verwendung und Wartung des Manometers

In der chemischen Produktion werden Druckmessgeräte häufig durch das Messmedium beeinflusst, beispielsweise durch Korrosion, Verfestigung, Kristallisation, Viskosität, Staub, hohen Druck, hohe Temperaturen und starke Schwankungen, die häufig zu verschiedenen Ausfällen des Messgeräts führen. Um den normalen Betrieb des Geräts zu gewährleisten, das Auftreten von Ausfällen zu reduzieren und die Lebensdauer zu verlängern, ist es notwendig, vor Produktionsbeginn eine gründliche Wartung und regelmäßige Inspektion durchzuführen.
1. Wartung und Inspektion vor Produktionsbeginn:
Vor Produktionsbeginn werden üblicherweise Druckprüfungen an Prozessanlagen, Rohrleitungen usw. durchgeführt. Der Prüfdruck beträgt in der Regel etwa das 1,5-fache des Betriebsdrucks. Das am Gerät angeschlossene Ventil sollte während der Prozessdruckprüfung geschlossen sein. Öffnen Sie das Ventil am Druckmessgerät und prüfen Sie, ob die Verbindungen und Schweißnähte undicht sind. Sollten Undichtigkeiten festgestellt werden, sollten diese rechtzeitig behoben werden.
Nach Abschluss der Druckprüfung. Prüfen Sie vor Produktionsbeginn, ob die Spezifikationen und das Modell des installierten Manometers mit dem für den Prozess erforderlichen Druck des Messmediums übereinstimmen. Überprüfen Sie, ob das kalibrierte Manometer über ein Zertifikat verfügt und ob Fehler rechtzeitig behoben werden müssen. Das Flüssigkeitsmanometer muss mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt und der Nullpunkt korrigiert werden. Bei Manometern mit Isoliervorrichtung muss Isolierflüssigkeit hinzugefügt werden.
2. Wartung und Kontrolle des Druckmessers während der Fahrt:
Beim Produktionsanlauf und der Druckmessung des pulsierenden Mediums sollte das Ventil langsam geöffnet und die Betriebsbedingungen beobachtet werden, um eine Beschädigung des Manometers durch plötzliche Stöße und Überdruck zu vermeiden.
Bei Druckmessgeräten, die Dampf oder heißes Wasser messen, sollte der Kondensator vor dem Öffnen des Ventils am Druckmessgerät mit kaltem Wasser gefüllt werden. Wenn ein Leck im Instrument oder in der Rohrleitung festgestellt wird, sollte das Ventil am Druckmessgerät rechtzeitig abgeschaltet und anschließend behoben werden.
3. Tägliche Wartung des Manometers:
Das in Betrieb befindliche Gerät sollte täglich regelmäßig überprüft werden, um das Messgerät sauber zu halten und seine Integrität zu überprüfen. Wenn das Problem gefunden wird, beheben Sie es rechtzeitig.