浙大中控CXT系列变送器的安装

CXT系列智能变送器是浙大中控自动化仪表有限公司生产的，用于检测各种流体的差压和压力，其工作原理是检测单元的电容量与输入信号的大小成比例变化，经转换单元处理放大后，输出4～20mA的标准信号供用户采集。原理图如下： CXT系列变送器因安装方式和用途的不同，大致分为四种类型：差压和流量变送器（型号：SKC，导压管配平衡法组安装）；压力和绝对压力变送器（型号：SKG、SKA）；液位变送器（型号：SKE、SKY，单法兰安装）；远传密封型变送器（型号：SKB、SKD、SKW、SKX，双（单）法兰带毛细管安装）。 马钢煤焦化公司化产回收工程对蒸汽、煤气、酸气、水、碱液、酸液等流体的压力或液位检测，除个别采用了Rosemount智能变送器外，其余均分别采用了CXT系列SKC、SKG、SKE、SKD四种型号的变送器。 一、 安装前的准备工作 1、核对设备：甲供设备与设计供货厂商、型号不符，故需要根据量程和设计安装方式以及工艺介质要求的材质来确定各个位号所对应的变送器。 2、确定安装位置：CXT系列变送器均采用了防水、防尘结构，可以安装在任何场所。但从便于日常操作维护、延长使用寿命、保证可靠性等方面考虑，安装位置有如下要求： 1）周围有足够的作业空间，与相邻物体距离（任何方向）大于0.5m。 2）周围无严重的腐蚀性气体。 3）不受周围的热辐射和阳光直接照射。 4） 防止由于变送器和导压管（毛细管）的振动对输出产生干扰，变送器应安装在无振动场所，导压管（毛细管）应固定。 二、 安装 CXT系列变送器根据不同的检测介质，有不同的安装方位。介质一般分为液体、蒸汽和气体三种。对液体和蒸汽的测量，变送器应安装在过程管线的下方；对气体的测量，变送器一般应安装在过程管线的上方。配管的主阀需要考虑最大过程压力，管线材质必须满足工艺要求，如温度、压力、耐腐蚀性等。变送器的安装除单法兰（SKE型）直接将其固定在取压装置法兰上，其余均需要支架。 SKE型在密闭容器上的安装我们均采用了低压侧不充液的安装方式，其取压装置和配管如图2所示。在开口容器上的安装与图2相似，唯一区别在于低压侧自变送器处直通大气。SKD型为双法兰带毛细管，其取压装置与SKE型相同；固定方式与SKC、SKG型相同。下面就马钢工程用得最普遍的SKC型差压和流量变送器的安装和配管作详细介绍。 1、 安装 SKC型变送器室外安装一般都配有保温（保护）箱，箱内有相应支架，用设备自带U型螺栓，将其紧固在外径φ60.5的立柱上。室内和设计无保温箱的地方，自制一个DN50的立柱，同上方法将其紧固。 2、 配管 1）确认变送器高/低压侧：SKC变送器的两个过程接口均分别标识“H”为 高压侧，“L”为低压侧，排放阀装在正面下方，导压管装在上方。 2）过程压力引出口的位置，根据被测介质和测点位置而定。如下图所示： 某些国外产品在测量气体时，引压口允许在工艺管道水平中轴线以上180o范围内。在马钢工程，我们考虑到介质的满管状态以及配管的方便，仍然采用《冶金工业自动化仪表与控制装置安装通用图册》90版的如上所示安装方式。同时，当变送器用于检测液体流量时，压力引出口取决于节流装置的安装，但节流装置的安装一般都和变送器取压装置遵循相同的安装标准。 3）液体流量测量，示意简图如下： 平衡阀组件马钢采用了浙大中控成套供货的三阀组，与导压管焊接连接，材质为1Cr18Ni9Ti,使用不锈钢焊条即可处理。但在安装过程中发现：三阀组为杭州华达若产品，和CXT变送器并不配套，三阀组螺栓采用英制尺寸，而变送器却采用了公制，导致三阀组与变送器无法连接，后经向厂方追讨M12×40的内六角螺栓才完成安装；节流装置一般为标准环室孔板、环室1/4喷嘴、托巴流量计和威力巴流量计等，对带腐蚀性流体流量的检测马钢采用特殊材质的孔板或喷嘴，对蒸汽、水等非腐蚀性流体采用了托巴或威力巴流量计。其详细配管图如图5所示： a）介质PN≤1.0MPa时，导压管可用焊接钢管；PN＞1.0MPa时，均可采用无缝钢管；腐蚀性介质可用无缝不锈钢管。管路自取压装置至变送器，最短距离不得小于3米，低压或微压介质配管不能超过30米。其它压力等级管路最长不得超过50米。 b）二次阀后至变送器为便于煨弯，可采用无缝紫铜管卡套式连接。浙大中控提供的三阀组，其直通终端接头是316L焊接式，故只能使用无缝钢管与其焊接连接。 c）不同压力等级的介质在管路上还要求阀门的压力等级不同。1.0MPa及其以下压力等级均可采用16公斤（1.6MPa）管式内螺纹球阀；其它一般选取介质压力的1.5倍压力的内螺纹闸阀。 d）若介质沉淀物较多，则需要在排污阀上方安装沉降容器。 e）高温或强腐蚀性介质一般需要在二次阀1上部安装隔离容器。隔离液和介质必须互不相容，若隔离液密度大于介质，则介质由容器上部引入，导压管由容器下部引出，介质排放阀在容器上侧，隔离液排放阀在容器下方。若隔离液密度小于介质，则相应管件调换位置和改变坡度。隔离液的灌注应该从管路的最底处向上至排放阀。 4）蒸汽流量测量 如示意图6所示，在过程引出口附近相同高度，需要装两个冷凝容器。冷凝容器和变送器之间的管线中注入冷凝液，为防止空气进入变送器测量室，冷凝液的灌注与隔离液的灌注方式相同。配管其它部分和图5相同，管件的要求同3）a）、b）、c）。 5）气体流量的测量 SKC型变送器要求在测量气体流量时，变送器安装在取压口的上方。由于现场过程管线均高于地平，施工难度大而且不便于业主的操作和维护，根据冶金部的《通用图册》，马钢工程中，我们采用了变送器低于取压口的安装方式。取压装置及其配管如图7所示。 a）管件要求同3）a）、b）、c）。 b）取压装置应在只管段上，避开涡流和死角处，距90o弯头后方≥3D（工艺管道内径）处接口。 c）取压管不能深入工艺管道内壁，避免涡流影响，如临近测温元件，应装在测温元件之前（测温元件插入部件会造成涡流）。 d）介质沉淀物较多的同样需要在排污阀上方安装沉降容器。 SKC变送器也可以用于测量液体和气体压力，配管方式同相应流量检测，只是低压侧自平衡阀组处直通大气；它还可以用于密闭容器或开口容器的液位检测。密闭容器安装如图7所示，ρ1<ρ×H2/H1。敞口容器低压侧自平衡阀组处直通大气。马钢工程中，我们不用SKC型变送器作压力检测，而是使用了SKG型压力或绝对压 力变送器。SKG型变送器的安装和配管与SKC型基本相同，在此不再鳌述。区别在于SKG型变送器只有一个引压口且用取压装置取代节流节流装置。另外，在对液体压力的测量，为防止气体滞留在导压管和变送器测量室中，应安装储气罐（分离容器），取压装置同图7，储气罐（分离容器）安装位置如图9所示。 3、配线 CXT系列变送器采用两线制、Hart协议进行供电和通信。在变送器配线端子“+”“－”上直接接24VDC电源，此电源线同时用于传输变送器输出信号。外壳接地端子必须可靠接地，在本安或防爆区域，端子盒内接地端子也必须可靠接地，供货方要求接地电阻必须小于100Ω。施工时我们将其接于独立保护接地网（接地电阻小于10Ω）。 至此，变送器的安装、配管、接线就已完全结束，最后可根据需要进行保温伴热，马钢全部采用SKWZ-15电热带自取压装置敷设至变送器过程接口,由电力专业提供220VAC电源进行保温伴热。 小结 马钢第二煤气净化车间化产回收工程，后期工程7个工段共安装CXT系列变送器80多台。在安装过程中，进展很顺利，但也遇到过一些问题和新情况，权且当作安装过程中的一点体会吧！ 1、在气体流量或压力测量时，按照《通用图册》和CXT要求，取压装置位置应在工艺管线上方垂直轴线左右45o范围内。但如果介质的密度大于空气，且在介质稀少、未完全充满过程管线的情况下，我以为取压装置可以在过程管线的下方，并且在上方似乎测量到的数据并不是介质的参数，而是介质上方的空气甚至是真空状态的参数，至少，采集的这种数据并不准确！2、对于蒸汽流量的测量，美国产节流装置威力巴流量计推荐安装在过程管线的下方，蒸汽在传送过程中，遇冷会逐渐凝结成水，送至冷凝容器的蒸汽压力必然比过程管线中的蒸汽压力低。它是基于让蒸汽传送过程中的冷凝液流至冷凝容器，采集其压力数据这一点来考虑的，这似乎是合理的。但是这与《通用图册》和CXT变送器的要求都不相符合，或许还需进一步考证。3、马钢采购CXT变送器，并没遵守设计要求。故它只考虑了量程和安装方式这两个要素，没有考虑特殊介质对变送器测量室材质的要求。马钢工程有很多变送器是对强腐蚀性介质的压力或流量的测量，设计均采用钛管或316L不锈钢管作导压管。基于对业主负责和降低安装成本考虑，我认为可以采用安装隔离容器、灌<