Conhecimento essencial para iniciantes na posição de instrumentação de uma planta química: Os 10 instrumentos mais usados ​​no local, juntamente com suas funções e locais de instalação

Função: Converter quantidades físicas de pressão de gás, líquido e vapor em sinais elétricos padrão de 4-20 mA e transmiti-los ao sistema DCS para monitoramento e controle. O transmissor de pressão diferencial também é usado em conjunto com dispositivos de estrangulamento para medir vazão e nível de líquido.

Dicas de posição de instalação

Ao medir a pressão do líquido: A porta de pressão deve ser colocada na lateral da tubulação (evitando sedimentos no fundo) e o transmissor deve ser instalado próximo ou abaixo da porta de pressão para permitir que as bolhas fluam para dentro da tubulação.

Ao medir a pressão do gás: A porta de pressão deve ser colocada no topo da tubulação e o transmissor deve ser instalado na parte superior da tubulação para permitir que o líquido acumulado flua de volta para a tubulação.

Ao medir meios de alta temperatura, como vapor: Uma curva condensadora (serpentina) deve ser adicionada para resfriamento e o transmissor não deve ser exposto diretamente a meios superaquecidos.

Tente evitar o contato direto do transmissor com meios corrosivos e mantenha o tubo condutor de pressão o mais curto possível para evitar a deposição de sedimentos.

2. Instrumentos de medição de temperatura (Termopar/Termorresistor)

Função: Termopares e termoresistores são os elementos de medição de temperatura mais comumente usados ​​na planta química. Os termopares medem altas temperaturas (acima de 200°C), enquanto os termoresistores medem temperaturas médias e baixas (abaixo de 200°C). Os termopares operam com base no efeito termoelétrico, enquanto os termorresistores utilizam a característica de que a resistência dos condutores muda com a temperatura.

Dicas de posição de instalação

A extremidade de medição deve ser inserida no centro da tubulação para representar a verdadeira temperatura do fluido. Para uma tubulação com diâmetro de 200 mm, a profundidade de inserção deve ser de aproximadamente 100 mm.

Evite posições com troca de calor insuficiente, como válvulas, cotovelos e cantos mortos, para garantir uma medição precisa da temperatura.

O orifício de saída da caixa de junção deve ser instalado para baixo para evitar a entrada de vapor de água e poeira e causar curto-circuito.

Quando a profundidade de inserção ultrapassar 1 metro, deverá ser instalado na vertical ou com moldura de suporte.

3. Medidores de vazão (medidor de vazão eletromagnético / medidor de vazão Vortex / medidor de vazão de massa)

Função: Medir a vazão de líquidos, gases ou vapor em tubulações.

Os três tipos mais comuns em fábricas de produtos químicos:

Medidor de Vazão Eletromagnético - Indicado para líquidos condutores (água, ácidos, bases, etc.), com alta precisão e sem perda de pressão.

Requisitos de instalação: Deve ser instalado horizontalmente para garantir tubo cheio (medição imprecisa se o tubo não estiver cheio); a seção reta do tubo a montante deve ser ≥ 5D e a seção a jusante ≥ 3D.

Medidor de vazão Vortex - Adequado para gases, vapor e líquidos de baixa viscosidade.

Requisitos de instalação: Pode ser instalado horizontalmente ou verticalmente; para instalação vertical, o fluido deve fluir de baixo para cima; os requisitos de seção de tubo reto são os mais rigorosos, com montante ≥ 15D e jusante ≥ 5D.

Medidor de vazão mássica Coriolis - Mede diretamente a vazão mássica, com a mais alta precisão, adequado para liquidação comercial e meios de alta viscosidade.

Requisitos de instalação: O requisito de seção reta do tubo é relativamente baixo, mas a interferência de vibração deve ser evitada; o local de instalação deve estar longe de bombas e equipamentos de alta potência.

4. Medidores de nível (medidor de nível de aba magnética / medidor de nível de radar)

Função: Mede a altura do nível de líquido em tanques, reatores, etc., sendo um dos instrumentos mais importantes na área de tanques.

Medidor de nível de aba magnética - Usa princípios magnéticos para fazer a aba girar e exibir o nível do líquido, o que é intuitivo e adequado para inspeção diária.

Requisitos de instalação: O tipo montado lateralmente é conectado à parede lateral do tanque através de um flange; deve ser instalado verticalmente (desvio ≤ 30°); durante a instalação, não deve haver limalha de ferro ou escória de solda no cilindro para evitar emperramento da bóia; evite forte interferência de campo magnético.

Medidor de nível por radar - Medição sem contato, adequado para meios corrosivos, de alta temperatura e alta pressão.

Requisitos de instalação: Evite áreas com níveis flutuantes de líquidos, como portas de alimentação e agitadores; a antena (buzina) deve ser mantida limpa, sem manchas de óleo ou cobertura cristalina; certifique-se de que o feixe do radar possa alcançar a superfície do líquido sem obstrução.

5. Instrumentos analíticos on-line (medidor de pH / analisador de oxigênio / cromatógrafo, etc.)

Função: Medir a composição, conteúdo e propriedades físicas dos materiais, como valor de pH, teor de oxigênio, umidade, concentração de componentes, etc. É uma base fundamental para a "regulação fina" no controle de processos.

Dicas de posição de instalação

Medidor de pH: A sonda deve ser inserida na tubulação ou na parede lateral do recipiente, e o meio deve estar totalmente submerso no eletrodo para evitar bolhas de ar e contaminação por óleo; deve ser limpo e calibrado regularmente.

Analisador de Oxigênio: O ponto de amostragem é selecionado em uma posição onde o fluxo de gás seja estável e representativo, evitando zonas mortas e água condensada.

Cromatógrafo: Normalmente instalado na cabine de análise, as amostras são introduzidas através da tubulação de amostragem. O sistema de pré-tratamento de amostras é a chave para instalação e depuração.

II. Atuadores (os "dedos" para obter controle automático)

6. Válvula de controle + posicionador de válvula

Função: A válvula de controle é o “elo final” para a implementação das instruções de controle. Regula parâmetros como vazão e pressão alterando a abertura da válvula. O posicionador de válvula é um acessório da válvula de controle, convertendo o sinal de 4-20 mA do DCS em um sinal de pressão de ar para empurrar a válvula para a posição precisa.

Dicas de posição de instalação

Em princípio, a válvula de controle deve ser instalada verticalmente em uma tubulação horizontal. Em casos especiais onde for necessário instalar horizontalmente ou em ângulo, um assento de apoio deve ser adicionado para evitar que vibrações causem emperramento.

O posicionador de válvula é instalado no suporte da válvula de controle e conectado à haste da válvula através de uma haste de feedback.

A posição de instalação deve ser conveniente para inspeção e manutenção diária. O gasoduto de abastecimento de gás deve estar limpo e seco.

III. Instrumentos de conversão e comunicação de sinal

7. Barreira de segurança

Função: Instalado entre a sala de controle e os instrumentos de campo, limita a energia (limitando tensão e corrente) para evitar que energia perigosa entre no campo e acenda gases inflamáveis. O componente principal do sistema à prova de explosão de segurança intrínseca, os tipos comuns incluem barreiras de segurança zener e barreiras de segurança isoladas.

Posição de instalação: Instalado no gabinete DCS ou gabinete do painel de instrumentos da sala de controle. Não deve ser instalado na área perigosa do local. O lado intrinsecamente seguro da barreira segura está conectado ao instrumento de campo, e o lado não intrinsecamente seguro está conectado ao sistema de controle. O aterramento deve ser confiável.

8. Placa de E/S e Módulo de Comunicação

Função: As "terminações nervosas" do sistema DCS, coletando sinais de 4-20 mA de transmissores de campo, interruptores e sinais de contato e enviando instruções de controle para válvulas de controle e outros atuadores.

Posição de instalação: Instalado no gabinete do sistema DCS da sala de controle. Diferentes tipos de sinais (entrada analógica AI/saída analógica AO/entrada digital DI/saída digital DO) têm seus próprios tipos de cartão dedicados. Durante a instalação, tome cuidado para evitar eletricidade estática e confirme o tipo de sinal e o método de alimentação do circuito antes de fazer a fiação.

4. Instrumentos de Segurança (Dispositivos para salvar vidas em momentos críticos)

9. Alarme de gás combustível/tóxico

Função: Monitora continuamente a concentração de gases combustíveis ou gases tóxicos no ar do local. Quando o limite definido é ultrapassado, emite alarmes sonoros e visuais, servindo como primeira linha de defesa para a segurança do pessoal.

Dicas de posição de instalação (os recém-chegados devem se lembrar)

Gases mais leves que o ar (como hidrogênio, metano): A sonda deve ser instalada acima da fonte de vazamento, a cerca de 30-60 cm do teto.

Gases mais pesados ​​que o ar (como gás liquefeito de petróleo, sulfeto de hidrogênio): A sonda deve ser instalada abaixo da fonte de vazamento, a cerca de 30-60 cm do solo.

Instale a uma distância de 1 a 3 metros de possíveis fontes de vazamento (flanges, válvulas, vedações de bombas, etc.).

Evite instalar em saídas de ventilação, saídas de exaustão de vapor, etc. onde o fluxo de ar seja turbulento.

Calibre regularmente com gás padrão e não “deixe ligado e esqueça”.

V. Instrumentos Auxiliares e Especiais

10. Sonda de vibração/deslocamento (monitoramento da condição da unidade)

Função: Monitora a vibração do eixo, o deslocamento do eixo e a temperatura dos rolamentos de grandes máquinas rotativas, como compressores, turbinas e bombas, fornecendo avisos antecipados de falhas mecânicas e evitando acidentes de "destruição da máquina".

Dicas de posição de instalação

Sonda eletrocinética instalada próxima ao mancal, alinhada com a superfície do mancal, e a tensão de folga deve ser rigorosamente ajustada conforme manual.

Pré-amplificador e monitor instalados na sala de controle ou caixa de fiação local, com cabos blindados dedicados para o cabo de sinal.