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化学プラントにおける圧力差変換器の選定ポイントと使用条件

2020-11-09View Original

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差圧式変送器は、最も広く利用されている信号遠隔液位測定機器です。それは、容器内の液柱が生み出す静圧を測定することで、液面の高さを計算します。1。特徴と利点 1) 適用範囲が広く、高温・高圧・高粘度・強腐食環境にも対応可能。2)測定範囲が広い。範囲に応じて適切なタイプのトランスミッタを選択することで、全域に死角がありません。3)信頼性が高く、安定性に優れ、使用寿命が長く、メンテナンスコストが低い。4)測定精度が高い。輸入型の圧力差変換器の精度は(+0.075%F.S.)に達し、従来の国産圧力差変換器の精度は(+0.25%F.S.)で、中には(+0.1%F.S.)に達するものもある。5)スマートな自己診断機能と遠隔設定機能を備えている。6)信号出力の多様化。さまざまなプロトコルに対応した標準的な4mA~20mAの電流信号、パルス信号、およびフィールドバス通信信号を出力できます。2、選定のポイント 1)測定範囲(圧力差)が5KPa未満で、測定媒体の密度変化が設計値の5%を超える場合は、圧力差式液面変換器の使用は適していません。 2)可燃性・爆発性があり、毒性や腐食性を持ち、粘度が高く、懸濁粒子を含み、容易に気化し、環境温度下で気相が容易に凝縮するような液体には、二重フランジ式および単一フランジ式が適している。二重フランジ式ではキャピラリーを用いて圧力を伝達し、2本のキャピラリーの長さは同じにするのが望ましく、この形式は常圧容器に適用される。 3)結晶しやすく、沈殿しやすく、粘度が高く、焦げ付きやすく、重合しやすいなどの液体には、挿入型ダイアフラム式の圧力差式液面変換器を使用することが適している。 4)環境温度において気相が凝縮し、液相が気化する可能性があり、容器内が高温高圧となる場合、通常の差圧式液面変換器を用いて液面を測定する際には、運転条件に応じて凝縮器、隔離器、バランスタンクなどを設置する必要がある。 5)実用の差圧式液面変換器は、基本的に測定範囲の移行が必要となる。したがって、トランスミッタにはレンジシフト機能が必要であり、シフト量は少なくともレンジ上限の100%でなければならない。設計選定時には、移動量を考慮する必要があります。特に密度が高い媒体の場合、移動量は非常に大きくなる可能性があるため、移動量に応じて適切なトランスミッタの測定範囲を選択しなければなりません。 通常の差圧式液位変送器の設置や使用は比較的複雑で、プロセス接続には導圧管が必要であり、また接続配管には排気や排泥のための仕組みを設けるか、あるいは三弁ユニットや五弁ユニットを併用する必要があります。多くの場合、導圧管と変送器に対して保温処理も行う必要があります。一方、ダイアフラムシール式の差圧液面変換器を使用すれば、これらの問題を簡素化でき、設置やメンテナンスも比較的簡単になります。したがって、筆者は条件が許す場合には、膜片密封型の差圧液位変送器を優先的に選択することを提案する。3、膜片密封型の差圧式液位変換器にも使用条件の制限がある。1)プロセス温度であり、このタイプの変換器は密封部品内の充填液を介して圧力を伝達する。一般的な充填液には200シリコーンオイル、704シリコーンオイル、塩化炭化水素、グリセリンと水の混合物などがあり、各充填液には適用可能な温度範囲がある。選定時には、測定対象物質の化学的性質およびプロセス温度に応じて適切な充填液を選ぶ必要がある。全体的に見て、プロセス温度が200℃を超える場合は、ダイアフラムシール式の変換器の使用には慎重さが求められます。どうしても使用したい場合は、延長型シールシステムまたは熱最適化装置を採用する必要があり、詳細については変換器メーカーに確認する必要があります。2)環境温度:充填液の使用可能な環境温度に注意する必要があり、環境温度が充填液の使用可能な温度を下回る場合は、キャピラリーに加熱が必要となる。EOEG装置では、EOが可燃性・爆発性であり重合しやすいため、EOを含む媒体の液面計測にはダイアフラムシール式の差圧液面変換器が使用される。炭酸塩溶液は結晶しやすいため、その液面計測には挿入型のダイヤフラムシール方式が採用されており、挿入部は装置の内壁と同じ高さになっている。また、挿入部の外径と長さは、装置の接続口の規格に応じて決定される。装置内のボイラー・ドラムの運転温度は250℃以上であり、通常の圧力導管が使用されている。また、上端には凝縮タンクが設置され、圧力導管には保温処理が施されている。もう一つ、新しい型の差圧式液位計測システムとしてERS(Electronic Remote Sensor)電子遠隔センサーシステムがあります。このシステムは、2台の通常の圧力変換器をケーブルで接続(CAN通信)することによって差圧計測システムを構成します。差圧の計算は現場の変換器が行い、メイン計器は差圧信号を直接出力します。メイン計器には4mA~20mAの回路を1つ接続するだけでよく、サブ計器はメイン計器から電力を供給されます。特許取得済みの同期技術を採用し、メインテーブルに直接差圧のゼロ点調整を行うことで、差圧信号の確実な同期を実現します。ERSシステムの典型的な設置例は図1に示されている。 ERS技術は、従来のダブルフランジ式液位計の補完として用いられ、独自の特長と利点を持っています。二重フランジ式ダイアフラム式送信機を用いて液面を測定する際、圧力取り出し間隔が大きすぎたり、キャピラリーの長さが長すぎると、一連の問題が生じます。例えば、キャピラリーが長すぎると温度変化が測定精度に大きな影響を与えたり、応答速度も遅くなったりします。また、高温の油を低温環境下で使用する場合にはヒーティングが必要になるといった問題もあります。ERS技術は、このような状況下でのダブルフランジ式液面計の欠点をちょうど補うことができる。4、ERSシステムは、以下のような運転条件に適しています:1)蒸留塔や発酵塔など、高さが大きく、上下の圧力差が6m以上といった大きな圧力差を持つ塔。ERSシステムは、長いキャピラリーによる測定誤差を効果的に除去し、応答時間を短縮することができます。時間により、全体的な測定性能が向上する。2) 大きな圧力差、小さな静圧のERSは、圧力を測定することで圧力差を得ることができる。差圧信号の精度を保証するため、静圧SPと差圧DPの比率は、トランスミッターの最小精度要件、すなわち(SP+DP):DPを超えてはならない

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