Сравнительный анализ КИП и А локальной САР соотношения расходов газа и воздуха на закалочную печь стана 5000

Выбор датчика расхода

 

Массовый расходомер – OPTIMASS 7000

OPTIMASS 7000 (рис. 11) - кориолисовый расходомер c прямой одинарной измерительной трубой. Нет ограничений для измеряемых продуктов. Высоковязкие вещества, примеси твердых частиц в измеряемой среде, неоднородная структура измеряемого продукта, наличие воздушных включений не влияют на точность и качество измерения. Опоры крепятся к технологическим трубопроводам или подсоединяются непосредственно к корпусу кориолисового расходомера, при этом нет необходимости в точном соблюдении соосности. Является единственный массовый расходомер с прямой одинарной измерительной трубой.

Рисунок 11 - Массовый расходомер – OPTIMASS 7000

 

Технические характеристики:

- условный диаметр от 15 до 300 мм;

- диапазон расходов: 15 до 430000 кг/ч;

- рабочая температура: -30 до +150 °С;

- рабочее давление: 63 бар;

- погрешность, жидкость все типоразмеры: ± 0,1 % от измеряемого значения плюс стабильность нуля;

- погрешность, газ все типоразмеры: ± 0,5 % от измеряемого значения плюс стабильность нуля;

- диапазон плотности: 0,5 до 2,0 г/см³.

Цена: 300 000 руб.

Взрывозащищённый датчик дифференциального давления с HART протоколом серии 3100D.

Датчик дифференциального давления серии 3100 (рис. 12) представляет собой высокопроизводительный микропроцессорный сенсор, имеющий гибкую настройку калибровки, кнопку для конфигурирования и возможность программирования с использованием протокола HART. Применение: измерение потока, мониторинг уровня, изменение дифференциального давления на фильтрах или насосах. Для приложений, связанных с дифференциальным давлением или уровнем, в интеллектуальных датчиках давления серии 3100D имеется возможность конфигурирования с помощью кнопок установки нуля или максимума диапазона. Полевой калибратор для этого не требуется. Программное обеспечение датчика компенсирует тепловые эффекты и сохраняет в памяти EEPROM конфигурационные настройки и коэффициенты коррекции сенсора в случае отключений или потери питания. Серия 3100D имеет сертификацию FM для использования в опасных (классифицированных) зонах. Коэффициент понижения диапазона измерения сто к одному позволяет интеллектуальному датчику конфигурироваться для любых приложений.

 

Рисунок 12 - Датчик дифференциального давления серии 3100D

 

Технические характеристики:

- точность: ±0,075 % от полной шкалы при 20 °С;

- предел давления: от -1 до 138 бар;

- предел температуры: от -40 до 120 °C;

- долговременная стабильность: ±0,125 % от полной шкалы в год;

- температурные пределы:

1) без ЖК-дисплея от -40 до 85 °C;

2) с ЖК- дисплеем от -30 до 80 °C.

- выходной сигнал: 4 - 20 мА, коммуникация по протоколу HART;

- время отклика: 0,12 с.;

- срок службы: 6 лет.

Цена: 86 000 руб.

Вывод: на производстве лучше всего использовать массовый расходомер OPTIMASS 7000. Используя этот прибор задействование термометра сопротивления, манометра и расходомера на участке измерения лишается необходимости. Следовательно, возрастает простота наладки и измерения.

 

Выбор датчика температуры

 

Термопара нихросил-нисил КТНН-008-209.11

Термопара нихросил-нисил 008-209.11 (рис. 13) предназначены для измерения температуры жидких и газообразных неагрессивных и агрессивных сред. В зависимости от модификации датчики могут быть снабжены приварным штуцером. В настоящее время освоен выпуск термоэлектрических преобразователей, которые имеют чувствительный элемент с номинальной статической характеристикой нихросил-нисил (тип НН (N)) или железо-константан (тип ЖК (J)), выполненный из термопарного кабеля производства ABB Automation Products GmbH. "К" - в начале названия типа означает, что для изготовления спая использован высокотемпературный термопарный кабель, применение которого увеличивает срок службы термопреобразователя. Принцип работы основан на термоэлектрическом эффекте-генерирование термоэдс, возникающей из-за разности температур между двумя соединениями различных металлов и сплавов, образующих часть одной и той же цепи [10].

Рисунок 13 - Термопара нихросил-нисил 008-209.11

 

Технические характеристики:

- повышенная в два-пять раз термоэлектрическая стабильность и рабочий ресурс термопары НН по сравнению с термопарой ХА при сравнимых рабочих условиях;

- средний срок службы: 4 года;

- выходной сигнал: 4 - 20 мА;

- значение термо-эдс в пределах от -1,02 до 43,85 мВ;

- рабочий диапазон температур: от минус 40 до 1250 ⁰С;

- высокая чувствительность термопары ЖК в диапазоне температур 600 - 750 °С;

- устойчивая работа термопары ЖК в окислительной, восстановительной и нейтральных средах;

- высокая стабильность при температурах от 200 до 800 °С;

- пределы допустимых отклонений от НСХ: ±1,5 ⁰С.

Цена: 7 850 руб.

Термопара хромель-копель (ТХК) 008.200.11

ТХК 008.200.11(рис. 14) – одна из самых распространённых термопар, применяемые в промышленности и научных исследованиях; позволяет проводить измерения температуры в инертных и окислительных средах. Термопара данного типа обладает наибольшей чувствительностью из всех промышленных термопар.

В простейшем случае термопара представляет из себя два разнородных проводника, которые образуют замкнутую электрическую цепь. Для получения такой цепи концы проводников соединяют друг с другом с помощью пайки, сварки или скрутки.Если поместить один конец (спай) термопары в среду с температурой T₁, а другой - с температурой T₂, то в цепи будет протекать электрический ток, который вызывается термо-ЭДС. Данное явление получило название эффект Зеебека. При этом величина термо-ЭДС зависит только от разности температур спаев и материалов проводников. Таким образом, по изменению величины термо-ЭДС можно определить соответствующее изменение температуры. Проводники принято называть термоэлектродами, а места соединения проводников – спаями.

Технические характеристики:

- пределы измерения температур: отминус 270 до 1000 ⁰С;

- чувствительность термопары: 81 мкВ/⁰С;

- срок службы: 3 года;

- средняя наработка до отказа: не менее 25 000 часов;

- значение термо-эдс. в пределах от -2,43 до 49,11 мВ;

- высокая термоэлектрическая стабильность;

- пределы допустимых отклонений от НСХ: ± 2,5 ⁰С.

 

Рисунок 14 - Термопара хромель-копель

 

Цена: 15 250 руб.

Вывод: в процессе выбора датчика температуры была выбрана термопара нихросил-нисил КТНН-008-209.11, так как обладает хорошим диапазоном измеряемых температур, небольшим пределом отклонения и невысокой ценой.