高温压力变送器

高温压力变送器是一种用于测量高温介质(如蒸汽、热油、熔盐、高温气体等)压力的精密仪表,广泛应用于电力、化工、冶金、石化、锅炉等行业。

结构组成

  高温压力变送器通常由以下几个核心部分构成:

  1.感压元件(传感器)

  多采用扩散硅压阻式、电容式或溅射薄膜式传感器。

  薄膜式传感器因耐高温、抗冲击性能好,常用于极端工况(如350℃以上)。

  感压膜片材料:常用316L不锈钢、哈氏合金(Hastelloy)、钽等耐腐蚀、耐高温金属。

  2.隔离/散热结构(关键区别于普通变送器)

  散热片(Heat Sink):金属翅片结构,安装在变送器本体与过程连接之间,通过自然对流降低传入电子腔的热量。

  冷凝弯/虹吸管(Siphon Loop):用于蒸汽测量,使高温蒸汽在进入变送器前冷凝成水,形成液封,隔绝高温。

  远传密封系统(Remote Seal/Diaphragm Seal):

  通过毛细管连接隔离膜片与变送器主体;

  高温介质仅接触前端隔离膜片,热量通过填充液(如高温硅油)缓慢传导;

  可将电子部件远离热源数米,适用于>400℃场合。

  3.填充液(仅限隔离型)

  常用高温硅油(如Dow Corning DC704),耐温可达315℃~400℃;

  要求热稳定性好、低膨胀系数、不气化、不碳化。

  4.电子信号处理单元

  包含放大电路、温度补偿模块、A/D转换器等;

  高温型号通常具备增强型温度补偿算法,以抵消热漂移影响;

  输出信号:标准4–20mA、HART协议、Profibus PA、Modbus等。

  5.外壳与防护

  外壳材质:铝合金或不锈钢,防护等级通常达IP65/IP67;

  接线盒带密封圈,防尘防水;

  部分型号具备本安防爆(Ex ia)或隔爆(Ex d)认证。

  6.过程连接接口

  常见螺纹:1/2"NPT、M20×1.5、G1/2等;

  法兰连接:用于大口径或高压高温管道(如DN25 PN40)。

主要特点

  1.耐高温能力强通过散热结构或远传密封,可测介质温度达+300℃~+450℃(部分特殊型号更高)。

  2.高精度与稳定性典型精度:±0.1%~±0.5%FS;内置温度补偿,减少热漂移。

  3.适应恶劣工况抗振动、耐腐蚀、防爆设计,适用于石化、电力、冶金等严苛环境。

  4.多种输出与通信方式支持模拟量、数字通信,便于集成到DCS/PLC系统。

  5.维护方便(模块化设计)电子模块可现场更换,部分支持在线校准。

  6.成本较高因特殊材料和结构,价格显著高于普通压力变送器。

  7.安装要求高散热方向、冷凝弯安装角度、毛细管长度等均影响性能。

维护保养

  一、日常巡检(建议每日或每班次)

  1.外观检查

  检查外壳是否有破损、腐蚀、变形或渗漏。

  确认接线盒密封良好,无进水、积尘或油污。

  检查安装支架是否牢固,有无振动松动。

  2.运行状态监测

  观察输出信号(4–20mA或数字信号)是否稳定,有无跳变、漂移。

  对比现场压力表读数,判断是否存在明显偏差。

  注意是否有异常噪音或介质泄漏(尤其在引压管接口处)。

  3.散热与隔离情况

  若使用散热片或冷凝弯(用于蒸汽等高温介质),确认其完好、未堵塞。

  检查膜片隔离液(如硅油)是否充足、无气泡或碳化(适用于带隔离膜片型)。

  二、定期维护(建议每3–6个月)

  1.清洁

  用软布擦拭外壳,避免使用强溶剂(如丙酮、苯类)。

  清理散热片或冷凝弯中的积垢、水垢(可用弱酸清洗后彻底冲洗)。

  2.校准

  使用标准压力源(如压力校验仪)进行零点和量程校准。

  高温环境下长期使用易导致零点漂移,建议每年至少校准一次,关键工况下每半年校准。

  校准应在常温下进行,若需高温校准,须使用专用高温校验设备。

  3.密封性检查

  检查过程连接口(如M20×1.5、1/2"NPT)和电气接口的密封圈是否老化、开裂。

  必要时更换耐高温密封垫(如石墨、聚四氟乙烯PTFE)。

  4.电气连接检查

  紧固接线端子,防止因振动导致接触不良。

  测量绝缘电阻(建议>20 MΩ),确保电路安全。

应用领域

  1.电力与能源行业

  火力发电厂

  主蒸汽管道(过热蒸汽,温度450–600℃,压力10–25 MPa)

  再热蒸汽系统、锅炉汽包压力监测

  核电站

  一回路/二回路冷却剂压力监控(需高可靠性与安全等级)

  光热发电(CSP)

  熔盐储热与换热系统(熔盐温度达565℃,需远传密封型变送器)

  2.石油化工与炼化

  催化裂化装置(FCC)

  反应器、再生器高温烟气压力监测(>600℃)

  加氢裂化/精制装置

  高温高压氢气环境下的反应器压力控制

  导热油系统

  用于加热反应釜、蒸馏塔等,介质温度常达280–350℃

  乙烯裂解炉

  炉管出口高温油气压力检测

  3.冶金与金属加工

  高炉与转炉

  热风炉送风压力、煤气管网压力监测(含粉尘、高温)

  连铸与轧钢

  液压系统、冷却水系统在高温环境下的压力控制

  热处理炉

  保护气体(如氮气、氩气)压力监控

  4.制药与生物工程

  灭菌系统(SIP,Sterilization-in-Place)

  高压饱和蒸汽灭菌釜(121℃或135℃,需冷凝弯+卫生型设计)

  冻干机(Lyophilizer)

  冷凝器与真空系统中的高温阶段压力测量

  CIP清洗系统

  高温碱液/酸液循环管路压力监控(需耐腐蚀膜片)

  5.食品与饮料工业

  UHT超高温瞬时灭菌设备

  牛奶、果汁等在135–150℃下的管路压力控制

  蒸煮与杀菌釜

  罐头、软包装食品的高温高压杀菌过程监测

  酿造与蒸馏

  蒸汽夹套锅、酒精蒸馏塔的压力管理

  6.新材料与新能源

  锂电池材料烧结炉

  正极材料(如NCM)在700–900℃氮气/氧气氛围中烧结,需间接测压

  氢能装备

  高温电解槽(SOEC)、储氢容器的压力监控

  半导体制造

  扩散炉、CVD设备中的高温工艺气体压力控制(高洁净要求)

  7.环保与市政

  垃圾焚烧发电

  余热锅炉、烟气净化系统高温段压力检测

  生物质锅炉

  高温烟气与蒸汽侧压力监测

  选型匹配建议(按介质类型)

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