高压反应器流量及压力控制

试验目的学习不锈钢高压管线的切割、弯曲、配管、连接和检漏等操作技能。把握不锈钢二通、三通、过滤器、单向阀的构造和原理。了解稳压阀与背压阀控压原理与特点，学习两种控压阀的不同用法。学习机械式安全阀、质量流量计、湿式流量计、皂膜流量计的原理和使用。学习反响器的压力、流量的稳定掌握和测量技术二、试验仪器及装置管路及管阀件：6mm不锈钢反响器：？25X2.5，催化剂装量50ml，使用温度：室温，使用压力：1MPa。稳压阀：进口压力：3500Psig，出口压力：50 3500Psig背压阀：进口压力50 3500Psig，出口压力：常压质量流量计：500SCCM压力传感器：1.0MPa1高压反响器流量及压力掌握装置技术参数工程工程技术参数设备最高工作压力1MPa气体最大流量500SCCM额定电压220V使用环境温度装置外形尺寸0~40°C1400X800X1600mm装置重量75kg三、试验原理本试验装置承受高强度铝合金框架，每台设备有两个操作平台，每个操作平台上有一条气体掌握管路。装置包括相应的管件、阀件和稳压阀、背压阀、压力传感器、质量流量计、机械安全阀和相应的压力、流量掌握仪表。反响器的流量、压力及温度掌握是化工科研以及工厂生产过程中最常见的掌握过程,在掌握反响器压力稳定的同时，也需要稳定的掌握反响器的流量，因此，如何同时掌握几个参数都不变，并且相互没有影响，掌握元件的选择和布置就很重要。本试验承受质量流量计掌握反响器气体流量，承受稳压阀、背压阀掌握反响器压力，并配有机械式安全阀保障设备安全。试验流程1所示。气体经减压后进入进气阀BV-1F-1后,进入稳压阀PRV-1，气源的压力由阀前压力表P-01显示，阀后压力由压力表P-02显示，稳压阀后的气体流量经质量流量计MFC-1掌握后进入反响器。当反响开头进展时，气体进入到气体质量流量计MFC-1，并通过设定流量仪表的数值，来掌握该流量计的流量，流量的真实值可以从仪表上读出。但需要留意的是，该读数是指该种气体在标准状态下的体积，而不是当前温度和压力下的体积流量，需要依据标准条件进展换算。同时假设不是氮气，还应当依据流量计说明书后面的气体表中的流量系数进展校正，具体方法可参见说明书。由流量计出来的气体经单向阀CV-1BV-2进入到反响器，反响器入口压力由压力传感器P-03P-04显示，压力传感器显示压力可在仪表中读取。反响器出口安装机械式安全阀，当反响器超压时，可通过安全阀泄压，安全阀可调泄压压力范围为由反响器出来的气体经过滤器过滤微小固体颗粒后可直接通过针阀BPRV-1排放，由湿式流量计计量后放空。

50~300Psi。NV-1调整后放空，也B闭閒忖讯B闭閒忖讯PSV枝林KV如BHCV-MH弘壯创Pl-K/jiiFFfiAWt气体质量流量计工作原理D划楠屯酋』诘于||＜斤餐D划楠屯酋』诘于||＜斤餐ImH冈箱就诒用讣itu站1Sift图27B型质量流量掌握器构造图 图3质量流量掌握器原理图流量传感器承受毛细管传热温差量热法原理测量气体的质量流量〔无需温度压力补偿〕。将传感器加热电桥测得的流量信号送入放大器放大，放大后的流量检测电压与设定电压进行比较，再将差值信号放大后去掌握调整阀门，闭环掌握流过通道的流量使之与设定的流量相等。分流器打算主通道的流量。本掌握器与流量显示仪连接后的工作原理如图 3所示稳压阀工作原理稳压阀的主要目的是掌握当阀出口载气阻力发生变化时，保持出口压力的稳定。稳压4所示。旋转调整手柄，即可通过弹簧将针阀2旋到肯定的开度，当压力达到肯定值时就处于平衡状态，当气体进口压力P1稍有增加时，P2处的压力也增加，波浪管就向右移动，并带动三根连动阀杆〔图中只画出一根〕也向右移动，使阀开度变小，使出口压力P3维持不变, 反之亦然。3波浪管XI形阀〔＜r3波浪管4稳压阀原理图背压阀工作原理背压阀用于在管路或是设备容器压力不稳的状态下，保持反响器内有一恒定压力。要求不是很严格的系统中可作为安全阀使用。5所示。背压阀通过内置弹簧的弹力来实现动作：当系统压力比设定压力小时，膜片在弹簧弹力的作用下堵塞管路；当系统压力比设定压力大时，膜片压缩弹簧，管路接通，流体通过背压阀5背压阀工作原理图安全阀工作原理安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力上升超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特别阀门安全阀的工作原理与背压阀类似。设备电路掌握67分别用方框的形式，简洁介绍了质量流量计与压力传感器设备的掌握原理,仪表和元件的相互动作方式。▼电狙-叮fl-▼电狙-叮fl-7压力传感器接线原理图0*^4设詁仪表 盘

<20电itRanSftSLRanSftSL也模块昭7.仪表的设定0.1~0.25MPa10~500SCCM掌握仪表采AI-719型人工智能调整器。压力变送器仪表承受每块仪表，均可以依据下面的步骤设定数值，可参见“

AI-708型人工智能调整器。仪表使用说明书”。仪表有上下两个显示窗口上面的一个是仪表实际测量的值，如流量，下面一个窗口是要求掌握的数值，也就是设定值。在正常使用时，一般就是转变设定值。按住仪表的上“人”、下“V”光标键，可以看到仪表显示窗内的数值在增加或减小。当仪表读数到达需设定值时，停顿按仪表键即完成操作，数秒后仪表将自开工作。为了防止别人修改仪表的掌握参数，仪表有加锁功能，用“ LOC参数表示密码锁。按住“”，可以看到不同的仪表参数，当消灭“LOC时，停顿按“”键。此时，按住仪表的上“人”、下“V”光标键，将数字改成808以外的任何数字，等仪表自动返回到正常显示状态，以后，就只能从仪外表板修改掌握温度、温度报警和掌握偏差等数值了，而不能修改仪表内部的各种掌握参数，只有把“LOC808后，按住“”才能显示其他的掌握参数并修改。23所示。dIH1.0005V时压力显示值dIH1.0005V时压力显示值仪表参数参数值参数含义Sn331-5V线性电压输入dIP3小数点位置设置，承受0.000格式dIL0.0001V时压力显示值3流量掌握仪表〔719型〕参数设置及含义仪表参数CtrLInP参数值SOP34参数含义掌握方式设置输入规格代码。340~5V电压输入dPt0.0小数点位置OPt0-20主输出类型。0~20mA线性电流输出AF32高级功能代码SCH500信号刻度上限四、试验步骤1.观看试验装置，检查外观是否完好，配件是否齐全。查看配件箱内应有呆板手几把、过滤器一个、单向阀一个、切管器一个、弯管器一个、四氟密封带、三通等。2•将一个过滤器、单向阀拆卸开，学习他们的构造和安装，分别翻开用吸耳球吹扫内部的灰尘，然后再把过滤器和单向阀装回到管路中的正确位置。测量稳压阀进口处的管路的弯度及长度，在6mn金属管上划线标记，用切管器、弯管器，配接一段稳压阀进口处的管路。连接完成后，检漏〔配备肥皂水，在接口处涂抹少量肥皂水，打开球阀，观看是否有气泡，无气泡说明装置密封〕。密封试验：调整稳压阀，是稳压阀出口压力在0.3-0.4MPa，调整背压阀，使系统压力到0.2MPa对装置全流110分钟，停顿试验。压力掌握试验：在气体流量为150SCCML间，然后将反响器压力调整到0.2MP&每2分钟,记录稳压阀进口、出口压力，背压阀进口压力，系统压力，持续 20分钟后，停顿试验。将反响器压力调整到0.3MPQ设定反响器进口流量为150SCCM每3分钟分别记录质量流量计、湿式气体流量计、皂沫流量计的度数，连续记录 6个点后，停顿试验。关闭进气，待流量计读数为零时，再关闭质量流量计电源开关。缓慢调整稳压阀、背压阀，将反响器压力调整到常压，压力表和传感器读数为零，关闭总电源。五、试验数据记录及处理1•记录密封试验中，系统压力的变化，作图表示。时间稳压阀进口稳压阀出口时间稳压阀进口稳压阀出口背压阀进口系统压力

P:100.27kPa

单位：MPa15 100.20.19 0.20 0.19415 110.20.19 0.18 0.18415 120.20.17 0.180.18115130.20.160.180.18015140.20.140.170.18015150.20.140.170.17915160.20.140.170.17915：170.20.130.170.17915：180.20.120.170.17915：190.20.120.170.179数据处理系统压力随时间变化曲线力压统系时间由图可以看出，系统压力先下降，然后保持不变。稳压阀进口稳压阀出口背压阀进口系统压力气体流量时间稳压阀进口稳压阀出口背压阀进口系统压力气体流量时间压力(MPa压力(MPa压力(MPa(MPa(SCCM151.0151.0151.0151.0151.0151.03:270.53:270.50.303:290.50.303:310.50.303:330.50.303:350.50.303:370.50.300.200.2020.200.2020.200.2020.200.2020.200.2020.200.2023:390.50.303:390.50.303:410.50.303:430.50.303:450.50.300.200.2020.200.2020.200.2020.200.202151.0151.0151.0151.0151.0151.0压力随时间变化曲线0.6000.5000.4000.3000.2000.100 0.000 3:27 3:29 3:31 3:33 3:35 3:37 3:39 3:41 3 时间

5 .205稳压阀进口压力〔MPa〕----背压阀进口压力〔MPa〕

稳压阀出口压力〔MPa〕系统压力〔MPa〕在系统流量保持不变的状况下，系统各局部压力保持稳定。3.记录在一个恒定压力下，反响器流量值随时间的变化关系，作图表示试验记录 T:293KP:100.27kPa〔SCCM〕4:08129.00〔SCCM〕4:08129.00151.0工况168.9标况154.94:11129.44151.04:14129.84151.0167.3153.5

皂沫流量计质量流量计 〔mL/min〕4:17130.54151.04:20131.12151.04:23131.52151.0数据处理反响器流量随时间变化关系曲线180.00

湿式气体流量计〔L/H〕 一工况〔mL/min〕

质量流量计〔SCCM标况〔mL/min〕170.00160.00170.00160.00量15°.00130.00120.004:08 4:11 4:14 4:17 4:20 4:23时间154.9153.5质量流量计是151.0SCCM对应皂沫流量计的标况读数q1= 2 =154.2SCCME=0.02075湿式气体流量计：q=〔t2-t1〕/t所以q仁〔129.44-129.00〕X 1000/3=146.67mL/min同上q2=133.33mL/minq3=233.33mL/minq3=192.33mL/minq4=133.33mL/min 所以Q168.00mL/min皂沫流量计的工况读数均值为Q2=168.1mL/min,相对误差为E=0.00059488在误差允许范围内，质量流量计与湿式气体流量计读数较准确。六、试验结果及争论将密封试验中，系统压力的变化数值列表，计算出不同时间的压力下降速度。v=-(t1-t2)/第1min内，v仁(0.194-0.184)/1=0.01MPa/min内,v2=(0.184-0.181)/1=0.003MPa/min第3min内,v3=(0.181-0.180)/1=0.003MPa/min

2min同理可得：v4=0MPa/min,v5=0.001MPa/min,v6=0MPa/min,v7=0MPa/min,v8=0MPa/min,v9=0MPa/minv10=0MPa/min稳压阀进口压(MPa0.5稳压阀进口压(MPa0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5背压阀进口压(MPa系统压力(MPa0.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.2020.2020.2020.2020.2020.2020.2020.2020.2020.202将流量设定为150SCCM实际流量为151.0SCCM20min内，三个压力值均没有变化。稳压阀是维持稳压阀出口压力的稳定，调整手柄时，压力变化快速，精度0.5MPa；背压阀用于管路或是设备容器压力不稳定的状态下，使反响器内有恒定压力，调压较慢，精度沫流量计为基准流量，计算出在试验范围内，质量流量计的精度、湿式流量计的精度

0.05MP&3.以皂154.9153.5质量流量计是151.0SCCM对应皂沫流量计的标况读数q1= 2 =154.2SCCM因此E=(154.2-151.0)/154.2=0.02075湿式气体流量计：q=(t2-t1)/tq仁(129.44-129.00)X1000/3=146.67mL/min同上q2=133.33mL/minq3=233.33mL/minq3=192.33mL/minq4=133.33mL/min所以Q仁168.00mL/min皂沫流量计的工况读数均值为Q2=168.1mL/min,精度E=(168.1-168.00)/168.1=0.000594884.争论说明质量流量计的流量掌握特点流体的质量不随时间、空间温度、压力的变化而变化，所以不会由于气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果，因此质量流量计流量掌握较为准确、快速、稳定。七、试验问题思考与解决方法1、一个固定容器的压力掌握有哪些方法？压力掌握阀：稳压阀，背压阀，溢流阀等；旁路压力掌握法2、不同气体可以用同一质量流量计掌握流量吗？需要留意哪些内容？可以，要进展气体流量的换算，但是要留意气体的温度，介质温度及介质是否干净3、质量流量计和湿式流量计的区分是