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    油品儲運操作、技術問題(2)

     釣翁老張 2012-09-28
    第1題  何謂壓力、大氣壓力、絕對壓力、表壓力和真空度? 它們之間有什么關系?
    答:垂直而均勻地作用在單位面積上的力稱為壓力。這個“壓力”的概念是實際工作中習慣的稱呼,嚴格說來,它應是流體力學中壓強的概念。
        大氣壓力:是指地面上空氣重量所產生的壓力,它隨測量地點的海拔高度、地理位置、氣象情況的不同而變化。
        絕對壓力:是指液體、氣體或蒸汽作用在單位面積上,包括空氣重量所產生的大氣壓力在內的全部壓力,亦即不帶條件起算的全壓力,或稱以零作參考壓力的差值。
        表壓力:也稱相對壓力,即壓力表所指示的壓力。因為表壓力是絕對壓力抵消大氣壓力后所余的壓力,或稱以環境大氣壓力作參考壓力的差值,所以表壓力等于絕對壓力與大氣壓力之差。
        P表=P絕-P大
        真空度:是指絕對壓力低于大氣壓力時,儀表所測得的負表壓,這個負的表壓就稱為真空度。所以,真空度等于大氣壓力與絕對壓力之差。
        P真=-P表=P大-P絕
        真空度越高,絕對壓力越小,真空度為零時,絕對壓力等于大氣壓力,絕對壓力為零時的真空度稱為絕對真空。
        用來測量大氣壓力的儀表,稱為氣壓表;用來測量絕對壓力的儀表,稱為絕對壓力表;用來測量表壓力的儀表稱為壓力表;用來測量負表壓的儀表稱為真空表。
    第2題  壓力儀表的計量單位是什么?過去有哪些常用的壓力單位?如何換算?
    答:我國的法制計量單位和國際單位制中,壓力的單位均為帕斯卡,用符號Pa表示。其物理意義是1N(牛頓)的力垂直均勻地作用在1m2(平方米)的面積上所產生的壓力。在實際使用中,常嫌Pa的單位太小,所以常用KPa(千帕)及MPa(兆帕)等單位。
        1MPa=103KPa=106Pa
        我國過去生產和使用的壓力儀表,常采用Kg.f/Cm2(工程大氣壓)、mmHg(毫米汞柱)和mmH2O(毫米水柱)等單位,與法定計量單位的換算關系為:
        1kgf/Cm2=9.80665×104Pa
                =98.0665KPa
                =0.0980665MPa
        1mmHg=1.333224×102Pa(0℃)
        1mmH2O=9.80638Pa(4℃)
    第3題  如何選用壓力表?
    答:選用壓力表時要考慮壓力表的量程和所測介質的性質。
        我們知道壓力表有不同的精度等級,在選用壓力表時,要考慮工藝的實際需要和經濟合理。在滿足工藝精度要求的情況下,精度不要選得太高,以免造成不必要的浪費。
        由于儀表的允許誤差,是用儀表的量程的百分數來表示的。對于同一精度的儀表,量程選得越大,實際使用精度越低。為了保證測量時的實際使用精度,量程應盡量選得小一些。但另一方面為了保證彈性元件能在彈性變形的安全范圍內可靠地工作,選擇壓力表量程時,要留有足夠的余地。一般在被測壓力較穩定的情況下,最大壓力值不應超過量程的三分之二,而在被測壓力波動較大的情況下,最大壓力值不應超過量程的二分之一。為保證測量精度,被測壓力最少值不應低于量程的三分之一。
        此外,還要根據被測介質的性質,選擇不同類型的壓力表。具有腐蝕的介質,應選用彈性元件為不銹鋼材料制成的壓力表。某些介質要選用專用的壓力表,如測量介質為氨,應選用氨壓力表,測量的為氧氣應選用氧氣壓力表。
    第4題  儀表的零點、跨度、量度是指什么?
    答:儀表的零點是指儀表測量范圍的下限(即儀表在其特點精度下所能測出的最小值)。量程是指儀表的測量范圍,跨度是指測量范圍的上限與下限之差。
        如果一臺儀表測量范圍是200℃~300℃,則它的零點就是200℃、量程是200℃~300℃、跨度是100℃。
    第5題  什么是儀表的誤差和精度?
    答:儀表的誤差是指儀表在正常工作條件下的最大誤差。它一般用百分比相對誤差表示;
                        最大絕對誤差
    百分比相對誤差=——————————×100%
                           跨度
    其中:最大絕對誤差是多次測量中被測參數值與標準之差的最大值。
    儀表的精度是指儀表允許誤差的大小,它是衡量儀表準確性的重要參數之一。一般工業用儀表精度等級為0.1、0.2、0.5、1.0、1.05、2.5等。
    如果一臺儀表的百分比誤差是1.2%,它小于允許誤差±1.5%,則該儀表的精度就1.5級。
    第6題  變送器有何作用?
    答:變送器的作用是檢測工藝參數并將測量值以特定的信號形式傳送出去,以便進行顯示調節。
    第7題  差壓式流量計的測量原理是什么?
    答:它是基于流體流動的節流原理,利用流體流經節流裝置時產生的壓力差,實現流量測量的。連續流動的流體,當遇到裝在管道內的節流裝置時,由于節流孔的截面積比管道的截面積小,流動流通面積突然縮小,使流體和流速增大,形成收縮的流體通過節流孔。根據伯努利定律,任何一流體所包含能量不變。因此,在流體加快地方動能增大,位能(靜壓頭)降低,在節流孔前后就產生了壓差,流體的流量越大,壓差越大,因此,用差壓計測出此差壓就能測知流量的大小。差壓式流量計由于使用歷史長久,積累了豐富的實踐經驗和完整的實驗資料,在生產中應用最廣泛。
    第8題  轉子流量計的測量原理是什么?
    答:它是定壓降式流量計。所謂定壓強,就是不管流量多大,流體流過流量計的壓降都是不變的。就是由一段向上逐漸擴大的圓錐形管子和管子中的轉子組成。當流體流過錐形管和轉子之間的環形縫隙時,由于節流作用在轉子上下所產生的壓力差,使轉子上移,直到這個壓力差作用在轉子上的向上的力,與轉子在流體內的重量相平衡為止。流量增大,這個壓力差增大,當大于轉子的重量時,轉子上升,環形縫隙增大,節流作用減少,壓差減少,直到壓差又等于轉子在流體內的重量時,轉子停止上移。同理,流量降低,轉子下降,因此,可以通過浮子平衡位置的高低,來測知流量的大小。對于傳送轉子流量計,則要把轉子的位移量轉換成氣壓或電流信號送二次表進行顯示。
        它的特點是有效測量范圍,即最大流量與最小流量之比(亦即量程比)大,為10:1,壓力損失小,反應快,適于潔凈的流體小流量的測定。安裝時流體應由下向上,并垂直安裝。
    第9題  內藏孔板差壓變送器的結構是怎樣的?
    答:內藏孔板是內藏在差壓變送器中的節流元件,變送器直接安裝在管道上,所測流體直接從變送器膜盒之高壓側流入,通過內藏孔板流入下游側,下游側與變送器膜盒負壓室相連通,不需要專門的導壓管,具有結構緊湊、安裝簡便、使用穩定、維持方便等優點。特點是適用于潔凈小流量液體。
    第10題  渦街流量計的測量原理是什么?
    答:它是利于管道中置一漩渦發生體,根據所產生的漩渦數來測量流量大小的。當管道中流體流過漩渦發生體時,在其后方和兩側會交替地產生有規律的漩渦列,流速U越大,漩渦產生頻率f也越大,其關系式為:      U
         f=K──
              D
        式中:K──斯特芬哈系數
              D──漩渦發生體直徑
    它是將測得的微弱的頻率信號經電子線路處理成與流速成正比的電脈沖信號由顯示儀表顯示出流量的瞬時值。漩渦頻率是不受流體密度、溫度、壓力和粘度等的影響,這是它的主要優點。
    第11題  常用的測溫儀表有哪幾類?
    答:測溫儀表按其測量原理不同分有:
        1)膨脹式溫度計:又分液體膨脹式(玻璃溫度計)和固體膨脹(雙金屬溫度計)。是利用液體或固體受熱膨脹的原理進行測量的。此類溫度計簡單可靠,選用測溫點靈便,但一般只能作現場指示用。
        2)壓力表式溫度計:分充液體式、充氣體式、充蒸汽式等三種。此類溫度計又稱溫包溫度計,是利用封閉在固定容器中的液體、氣體或蒸汽受熱膨脹引起壓力變化的原理來測量溫度的。此類儀表簡單、價廉,具有防爆性。但精度低,遠傳時滯后性較大。
        3)熱電阻式溫度計:是利用導體或半導體受熱時,電阻值發生相應變化的原理來測量溫度的。此類儀表測量精度高,便于多點集中測量和實現遠傳和調節。但高溫時精度差,故只適用于低、中溫的測量。同時,由于體積較大,不能測量“點”的溫度。
        4)熱電偶式溫度計:是利用物體的熱電性能來測量溫度的。此類儀表與熱電阻式溫度計基本相同,比電阻式能測更高的溫度,但在低溫段測量時精度較低,同時測量時需冷端補償。
        5)輻射式高溫度計:以上四種測溫儀表是接觸式測量儀表,輻射式高溫計是非接觸式測量儀表,它是利用受熱物體的熱輻射性能來測量該物體溫度的。此類儀表測量方便,能測其他儀表不能測的高溫,但只能測高溫,其測量的準確度受環境條件的影響。
    第12題  調節閥的分類有哪些?
    答:1)依氣動調節閥在有信號作用時閥芯的位置可分氣關式和氣開式兩種;
        2)依閥芯的外形可分柱塞式、窗口式、蝶式等幾種;
        3)依閥芯結構特性可分快開、直線性、拋物線性和對數性(等百分比);
        4)依閥芯結構可分單芯閥、雙芯閥及隔膜片等;
        5)依流體的流通情況可分:直通閥、角形閥及三通閥等;
        6)依閥的耐溫情況可分高溫閥、普通閥和低溫閥等;
        7)依傳動機構可分直程式及杠桿式等。
    第13題  調節閥的作用形式有哪幾種?如何選用?
    答:1)氣開式調節閥:輸入風壓增大時,閥門開大;
        2)氣關式調節閥:輸入風壓增大時,閥門開小;
    根據工藝情況,從安全角度來選用氣開或氣關式調節閥。
        1)正作用調節閥:氣壓信號從膜片上部進入,閥桿下移;
        2)反作用調節閥:氣壓信號從膜片下部進入,閥桿上移;
    大口徑的調節閥多是正作用,通過改變閥芯的安裝方向來確定是氣開或氣關;小口徑的調節閥大多是反作用,通過改變輸入信號的方向來確定氣開或氣關形式。
    第14題  闡述調節閥的結構形成。
    答:1)直通雙座調節閥。
        雙座調節閥閥體內有二個閥芯和閥座。它具有上下兩個閥芯,流體作用在上下兩個閥芯,流體作用在上下閥芯的推力方向相反而大致抵消。所以允許壓差較大,因此得到廣泛應用。
      雙座閥的缺點是關閉時泄漏量大,閥體流路較復雜,使用于高壓差時,沖蝕嚴重。同時也不適用于高粘度介質和含有顆粒介質的調節。
        2)直通單座調節閥
        閥體內只有一個閥芯和閥座。其特點是泄漏量小,容易保證密閉。
        3)角形閥
        角形調節閥除閥體為角形外,其它與單座閥類似。由于結構上的特點,使之流程簡單,阻力小,特別有利于高壓降、高粘度的流體。
        4)三通閥
        三通閥有三個出入口,按作用方式分合流和分流兩種,。三通閥一般用于代替二個直通閥。用來調節熱交換器的溫度。
        5)隔膜閥
    隔膜閥由隔膜調節作用,并用帶有耐腐蝕襯里的閥體,同時用耐腐蝕隔膜代替了閥芯閥座的組件。因而可用于耐腐蝕,阻力小的流體,但忌高溫。
        6)籠形閥(套筒閥)
    閥內組件采用壓力平衡式結構,所以,可用較小的執行機構就能適用于高差壓和快速響應的節流場合。
    閥芯位于套筒里,并以套筒為導向,所以,具有防振耐磨的特點。
    拆卸方便,閥內組件的檢修和更換也很方便。如需改變閥的流通能力,只更換套筒,而不必更換閥芯。
    使用壽命長。
    第15題  DCS是什么意思?其主要由哪幾部分構成?
    答:DCS是DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM 的縮寫,中文意思是集中分散形控制系統,簡稱集散控制系統。其主要由過程輸入/輸出接口、過程控制單元、操作站、數據高速通道、管理計算機五部分構成。
    第16題  DCS集散控制系統有哪些特點?
    答:DCS集散控制系統有以下特點:
    1)自主性——各工作站之間可以通過網絡聯接,并可獨立完成合理分配給自己的任務。
    2)協調性——各工作站通過網絡傳送各種信息,數據共享。
    3)友好性——實用、簡捷的人機會話系統。
    4)適應性、靈活性——硬件、軟件采用開放式、標準化和模塊化設計。
    5)在線性——能處理數據,在線維修。
    6)可靠性——采用了容錯技術、冗余技術、自診斷技術。
    第17題  ESD是什么意思?
    答:ESD是英文Emergency  Shut  Down  System 的縮寫,其中文意思是安全緊急停車系統;它獨立于人工操作之外,正常狀態下,它對裝置的關鍵工藝及設備參數進行連續監測,當出現異常情況時,ESD系統立即按照預先設計好的聯鎖保護程序執行相應的跳閘動作,使設備處于安全狀態。
    第18題  轉子流量計測流量的原因是什么?
    答:轉子流量計是一根上粗下細的錐形管和一個能上下浮動的轉子所組成。流體從轉子和錐形管內壁之間的環隙中通過,由于轉子在不同的高度時,環隙面積不同,所以它是一個截面積可變的節流元件。由于流體通過環隙時突然收縮,所以在轉子的上下兩側產生了壓差,當壓差所形成的力恰好與轉子在流體中的重量相等時,轉子就不再上下浮動,達到平衡,穩定在某一高度上。我們知道,轉子的重量是恒定的,因此在平衡時的壓差也是恒定的。換句話說,它是一個定壓降式流量計,根據轉子的高度來測出流量。
    轉子流量計是一種非標準化儀表,制造廠生產的轉子流量計都是個別進行流量標定的。液體用20℃的水標定,氣體用20℃、常壓的空氣標定。
    一般的轉子流量計,采用玻璃錐形管,結構簡單,價格低廉,廣泛用于小流量測量。但因玻璃管不耐高壓,工作壓力只能在0.3兆帕以下,而且只能就地指示,不適于遠傳,記錄和調節。近年來,已有帶電遠傳和氣遠傳裝置的轉子流量計,可與單元組合式儀表配套應用。
    第19題  渦輪流量計測流量的原理是什么?
    答:在流體流動的管道里,安裝一個可以自由轉動的葉輪,當流體通過葉輪時,流體的動能使葉輪旋轉,流體的流速越高,動能就越大,轉速也就越高。因此測出葉輪的轉數或轉速,就可確定流過管道的流量。我們在日常生活中,使用的某些自來水表、油量計等,都是利用類似的原理制成的。這種儀表,稱為速度式儀表。由于它結構簡單,原理清晰,早已在生產實踐中應用,但是它也有很大的缺點,由于儀表表面必須用密封裝置與被測介質隔開,這就使它們不能用在高壓介質的管道內。另外,葉輪是通過齒輪傳到顯示表面上的,這種摩擦的影響,使它們不能應用在精確測量的場合。而渦輪流量計正是利用相同的原理。在結構上加以改進后制成的。
    在渦輪流量計中,測量元件渦輪將流量Q轉換成渦輪的轉數ω,磁電裝置又把轉數ω轉換成脈沖數N,通過放大后,送入二次儀表進行顯示和計數。單位時間內的脈沖數和累積脈沖數,就分別反映了瞬時流量和累積流量。由于渦輪流量計的轉數是以頻率信號輸出的,所以可制成數字儀表,也便于與數控裝置相配合。
    渦輪流量計測量精度高,反應快。它緊固耐用,體積緊湊,能在高溫下使用。它可以很方便地安裝在任何形式的管道里,因而可以適用于火箭和噴氣發動機中的高速管道,進行燃料流量測量。所以這種流量計不僅在一般工業上,而且在國防上也有很大意義。不過渦輪流量計對介質的清潔度要求很高,因而它在工業上的應用范圍受到很大的限制。
    第20題  熱電偶測溫度的原理是什么?
    答:用熱電偶測量溫度的基本原理是基于兩種不同成分的導體連接處所產生的熱電現象。
    取二根不同材料的金屬導線A和B,將其兩端焊在一起,這樣就組成一個閉合回路。如將其一端加熱,也就是說,使其一個接點處的溫度t高于另一個接點處的溫度t0。那么,在此閉合回路中就有熱電勢產生。
    當A、B材料固定后,熱電勢是溫度t和t0的函數之差。如果一端溫度t0保持不變,則熱電勢就成為溫度t的單值函數,而和熱電偶的長短及直徑無關。這樣,只要測出熱電勢的大小,就能判斷測溫點溫度的高低,這就是利用熱電現象來測量溫度的原理。
    第21題  儀表自動化系統分為哪幾類?
    答:分為四類:自動檢測系統;自動信號系統;自動聯鎖系統;自動調節系統。

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