流程工业企业的用户希望在每个不利的使用条件下都具有最佳的优化方案。只有这样,他们才能不断地优化自己的生产流程,降低生产成本。
许多流程设备检测仪表在实际应用条件下都与其技术规范有着明显的差异,这是用户所不希望的。因此要求生产厂家在其技术说明性文件中明确指出相对基准条件和测试条件。因为用户希望对于每一个非常重要的具体应用都是最佳的解决方案。而这样的保证除了需要理想条件下的数据之外,还要对不利的使用环境加以说明。
随着流程工艺技术要求的不断提高,对检测仪器的可靠性、可追溯性、数据交换的能力、智能化的故障诊断(主动预防的维护保养)、使用寿命(产品生命周期)、国际认证和工业标准等都提出了更高的要求。因为所需考虑问题的复杂性使其相关的技术规范在数据提供上很难做到透明化;很难按照可重复再现的要求进行描述;很难保障在复杂应用条件下对高要求的应用和解决方案给予支持。
而过程设备的全生命周期费用也成为用户在设计规划时越来越关注的问题,从设备管道零部件的选择到检测仪器、电气元器件和机械系统部件的采购,直至调试开车、维护保养和废物处理,最后还需考虑到生产费用、生产成本、产品质量和生产流程可追述性等的优化改进。因而自动化检测仪表供应商应该在未来用户流程设备的性能优化中对降低成本大力支持。
图1 带有多个搅拌装置的流程设备容器中特强的涡流能够在介质表面产生很强的干扰发射。
符合实际应用的技术规范
在检测系统的型式鉴定中,经常出现实测数据与生产厂提供的技术规范不相吻合的情况;同样,在调试开车时、在不同应用条件下的连续生产过程中,也经常出现类似问题。因此,供应商企业在技术文件中详细的说明其相对基本条件、测试条件、尤其是如何重复再现这些条件下的检测数据就显得非常重要。用户希望每一个具体应用都能有相应的最佳方案,并在费用最低时具有最高的检测可靠性。即说明,未来要求供应商们不仅应对其产品在理想应用条件下的使用给出相应的技术规范,而且也要对其产品在不利应用条件下的使用规定相应的技术规范。
表1 雷达充填位置检测仪的应用
为了在实际应用条件下对系统的功能性做出相应的技术规范,必须满足下列基本条件:
用户必须明确的说明其应用条件和流程工艺条件;
供应商提供的解决方案可用于不同的工业化产品生产;
供应商企业应掌握流程工艺专业知识;提供的应用解决方案包括整个流程工艺的范围;
流程设备零部件配套技术应由专业人员进行配置,从功能性、选择性和试车调试、功能范围、限制性因素以及流程设备配套件的调试开车和验收。
图2 在使用条件下雷达检测技术的误差。
雷达液位检测仪和MID(电磁感应式流量检测仪)
以什么质量标准制定检测系统的专业技术规范,很大程度上取决于专业技术知识和现场总线仪器设备在不同工业领域的应用、不同行业、产品其生产过程的应用即不同安装条件下的使用经验。在低成本费用投入的同时得到最高的检测可靠性;使检测系统能够在有实际意义的技术规范指导下,真正满足用户的要求。可通过两个例子更加明确地说明这一问题:
购买价格昂贵的高精度雷达液位检测系统对松散物料进行检测并非恰当。一般来讲,这种产品的充填量只需一个事先设置好的标准仪器或超声波检测系统即可确定了。
图3 Sitrans F M Magflo系列的电磁流量计几乎能够对所有的导电液体、半流质和泡沫进行检测。
MID的检测精度和可靠性与其安装位置有着密切的关系。若它的前后直管段不能满足要求,精度再高的系统也不会得到准确的检测结果。
雷达充填状态检测系统
在评估雷达充填状态检测系统的检测精度(即雷达传感器的检测精度)时,西门子公司注意到了以下的应用标准:相对工作条件、雷达发射管、储料仓、中间仓库、定量装置、流程容器、反应器及散装物料仓。为了达到的检测精度,将对每一个应用进行特定的标准和流程标准检测(参见图1和表1)。根据对8个充填状态应用装置的评估,在规定的应用条件下得出了图2所示的检测差异技术规范。
电磁流量计
在对电磁流量计的精度(即检测精度的技术规范)进行评估时,关注下列设置和应用标准:相对工作条件、低导电性、高粘度、高流速、介质的污染程度、高温和高压、不利的安装位置、对称的流动形式、涡流及不利的边界条件。每一个应用都按照特定的设置标准、安装标准和流程标准进行可实现检测精度的估计试验(如表2)。按照规定应用条件对8个流量应用进行评估后,得出了如图3所示的检测误差技术规范。
表2 MID电磁感应式流量检测仪的应用
结果表明,技术规范和流程检测传感器功能的评价必须纪录得非常详细和明确。不仅要在相对和理想工作条件下详细明确的纪录,而且还要在生产过程中的应用条件下对期望的功能也做好详细、明确的纪录。
西门子公司提供的方案已被Namur和著名的化工企业(如BASF、Bayer、Evonik和Dow)认可,并将多年来获得的经验在其他的流程工艺技术中得到应用,注册登记,提供给其他用户使用。其中包括充填量检测传感器、压力传感器和温度传感器以及分析传感器和系统。还有调节器,如控制阀位置调节器,传感器和进行状态监控的系统;譬如流程泵和流程管道泄露检测的系统,参见本文列表。而首先应在流程设备仪器仪表在使用条件下的技术规范进行试验、测试。
表3 MID电磁感应式流量检测的误差
这些信息能够帮助用户降低规划设计和使用元器件的费用;同样作为TCO的一部分,它也能降低流程设备技术改造和维护保养的费用。另外,它还能提高流程设备的可用性能,因为智能化的流程工艺检测元器件技术和故障诊断功能也是流程设备资产管理优化、提高检测可靠性的一个组成部分。得到的最终结果是更好的生产质量、更高的生产稳定性和生产的可再现性能。
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