差壓與液位變送器現(xiàn)場故障原因分析與處理

 

1 電廠給水流量異常

    青海某電廠建設(shè)有兩個相同的水塔，塔上各有一只汽包。泵房總給水流量分成兩路，分別給這兩個水塔供水。每個水塔的給水管在汽包下方約3m 處裝有垂直孔板流量計(jì)，孔板上均引出兩組差壓引壓管，分別接兩個SLK3051差壓變送器( 量程0 ～ 100kPa) 。汽包和蓄熱器的安裝如圖1 所示。

 

    系統(tǒng)運(yùn)行過程中，用戶發(fā)現(xiàn)1 號塔的給水流量正常，但是2 號塔的給水流量嚴(yán)重偏小，甚至有時(shí)處于流量時(shí)有時(shí)無的狀態(tài)。

 

    檢查水塔頂部兩只流量變送器( FT2 和FT4)的安裝位置，先對兩只流量變送器同時(shí)進(jìn)行零點(diǎn)對比: 均關(guān)閉三閥組，打開排泄閥，兩只變送器顯示為0．00%，確認(rèn)變送器的零點(diǎn)正常，而且一致。但是當(dāng)給水閥門開度設(shè)為50% 時(shí)，變送器顯示仍然為0．00%; 當(dāng)給水閥門開度設(shè)為100%時(shí)，發(fā)現(xiàn)流量增大，變送器的百分比示值也在增大，趨勢一致，但是流量示值穩(wěn)定后，DCS 端的計(jì)算值仍然比理論值約小一半兒。

 

    用戶確認(rèn)DCS 端的計(jì)算正常，1 號塔和2 號塔的程序也一致。DCS 端的開方切除量為5．00%，相當(dāng)于線性切除量為0． 25%，因此該切除量對測量幾乎沒什么影響。為此，將2 號塔的一只流量變送器FT2 拆下，安裝到1 號塔相同的工位FT3 處，再次進(jìn)行檢驗(yàn)。打開給水閥門，發(fā)現(xiàn)新安裝的原2 號塔流量變送器和1 號塔流量變送器示值一致，趨勢一致，測量正常。

 

    由此可以判斷2 號塔的流量變送器本身是正常的。出現(xiàn)此故障，壓力損失是直接原因，因此建議用戶對孔板規(guī)格、引壓管安裝及排污閥是否緊閉等進(jìn)行進(jìn)一步檢查。后經(jīng)孔板制造廠確認(rèn)為該工位供水壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)壓力所致。

 

2 汽包液位變送器示值異常

    浙江某用戶在汽包液位對稱裝有兩只SLK3051差壓變送器( LT1 LT3) ( 圖1) ，量程－ 0．98 ～0.00kPa。在施工過程中，用戶將LT1 的正負(fù)壓管接反，而且自行進(jìn)行了量程修改。

    用戶技術(shù)人員告知，LT3 SLK3051差壓變送器的示值正常，但LT1 的示值偏差很大。

 

    首先，將三閥組關(guān)閉，將該LT1 SLK3051變送器的排泄閥打開，SLK3051 變送器正負(fù)壓側(cè)均通大氣，此時(shí)差壓應(yīng)為0kPa，顯示100%，與汽包滿液位時(shí)變送器輸出理論值相符，SLK3051變送器工作正常。

 

     當(dāng)打開三閥組，進(jìn)行排氣操作后，將排泄閥關(guān)閉。此時(shí)，該SLK3051 變送器處于正常測量狀態(tài)，示值為22%。另一側(cè)液位變送器的示值為80%。對比之下，存在問題。為此，用X207 手操器讀取SLK3051 變送器的內(nèi)部參數(shù)發(fā)現(xiàn)，其量程為0． 0 ～9． 8kPa。判斷為用戶將量程設(shè)置錯誤導(dǎo)致，于是將量程改為9． 8 ～ 0． 0kPa，該SLK3051 變送器的示值顯示為78%，基本與另一側(cè)的80%相符。考慮到汽包液位開孔差異及汽包放置水平位置等因素，該誤差用戶可接受，此工位問題排除。

 

    當(dāng)液位變送器引壓管反向之后，可以通過修改量程的方式將輸出調(diào)整為正常值，但必須掌握量程修改的方法，即差壓為0 對應(yīng)汽包液位最高，差壓絕對值的最大值對應(yīng)汽包液位最低。

 

3 化工廠儲液罐液位變送器異常波動

    遼寧某化工廠建有10 只儲液罐，每只儲液罐安裝一只SLK 液位變送器，儲液罐為敞口罐，用戶以水作為介質(zhì)進(jìn)行設(shè)備調(diào)試。    在開車前的調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，除一只SLK 液位變送器輸出正常外，其他9 只液位變送器的輸出信號均存在著較大幅度的波動。    在用戶現(xiàn)場排查，確認(rèn)用戶使用的都是同型號的SLK 液位變送器，在觀察的時(shí)間點(diǎn)各變送器輸出都穩(wěn)定。但在控制室的DCS 對應(yīng)曲線上能看到變化趨勢，而且變化趨勢與日照強(qiáng)度成正相關(guān)。與該廠的相關(guān)儀表技術(shù)人員進(jìn)行溝通后了解到，液位變送器安裝時(shí)，在變送器前端的直管段上安裝的閥是關(guān)閉的，灌液后才打開，其中一只在前期灌過水，閥是開著的。也就是說用戶現(xiàn)場有9只液位變送器安裝時(shí)直管段內(nèi)部是充滿空氣的，在調(diào)試時(shí)先灌水后開閥，空氣被水封在直管段內(nèi)無法排出。該部分的空氣對氣溫敏感，不斷地處于熱漲冷縮過程中，變送器感應(yīng)到的壓力一直在變化，從而造成了變送器輸出的異常。將變送器拆開，通過排水方式將直管段內(nèi)的空氣排出。處理后，所有變送器的輸出維持正常。

 

     變送器使用中必須要注意將引壓管內(nèi)的空氣排出，否則將造成輸出的不穩(wěn)定。

 

4 流量測量不準(zhǔn)

    西安某用戶將SLK 差壓變送器用于流量測量，差壓變送器都配有三閥組。但實(shí)際工況中發(fā)現(xiàn)該SLK 差壓變送器的流量測量不準(zhǔn)確。

    在排查過程中發(fā)現(xiàn)，三閥組與SLK 變送器的結(jié)合面的四氟密封圈、三閥組引壓管的M20mm ×1．5mm 的活套螺母內(nèi)的四氟密封圈存在著泄漏的情況。更換四氟密封圈再試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只要進(jìn)行一次用力鎖緊的安裝后，再次拆裝，該處的密封性就大幅下降，產(chǎn)生泄漏。而四氟墊明顯已經(jīng)變形，且發(fā)硬。更換新四氟墊之后，SLK 變送器輸出正常，流量準(zhǔn)確。

    四氟的工作溫度范圍寬且耐腐蝕，是工業(yè)上常用的密封材料。其內(nèi)部為疏松結(jié)構(gòu)，且材質(zhì)較硬、彈性較差，因此被擠壓變形后，會失去大部分的彈性，因此四氟密封圈為一次性用品，若有拆裝即需更換。

 

5 結(jié)束語

    要使變送器在流程工業(yè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用，相關(guān)的儀表技術(shù)人員必須要有處理相關(guān)工況的經(jīng)驗(yàn)，筆者列舉了4 個案例可供參考。總結(jié)處理變送器現(xiàn)場故障的基本步驟: 首先考慮現(xiàn)場因素，然后分析變送器的設(shè)置因素，最后考慮變送器本身的質(zhì)量問題。通過對變送器問題的排查可以發(fā)現(xiàn)，要使變送器發(fā)揮較好的作用，首先要對工藝過程有充分的了解，并且抓住壓力變送器測量壓力的本質(zhì)，就能層層剝離表象，找到問題的根源在流程工業(yè)中變送器的應(yīng)用是屬于量大面廣的產(chǎn)品，對于變送器的現(xiàn)場故障排查和異常情況處理，是儀表工在日常檢維修中的必備技能。引起變送器現(xiàn)場故障的因素很多，這就需要儀表技術(shù)人員要有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和知識。由于工作需要，筆者到過一些工況現(xiàn)場，處理過各類變送器的現(xiàn)場故障，現(xiàn)就其典型應(yīng)用中的故障現(xiàn)象、排查方法和解決措施進(jìn)行說明。

 

1 電廠給水流量異常

    青海某電廠建設(shè)有兩個相同的水塔，塔上各有一只汽包。泵房總給水流量分成兩路，分別給這兩個水塔供水。每個水塔的給水管在汽包下方約3m 處裝有垂直孔板流量計(jì)，孔板上均引出兩組差壓引壓管，分別接兩個SLK3051差壓變送器( 量程0 ～ 100kPa) 。汽包和蓄熱器的安裝如圖1 所示。

 

 

    系統(tǒng)運(yùn)行過程中，用戶發(fā)現(xiàn)1 號塔的給水流量正常，但是2 號塔的給水流量嚴(yán)重偏小，甚至有時(shí)處于流量時(shí)有時(shí)無的狀態(tài)。

 

    檢查水塔頂部兩只流量變送器( FT2 和FT4)的安裝位置，先對兩只流量變送器同時(shí)進(jìn)行零點(diǎn)對比: 均關(guān)閉三閥組，打開排泄閥，兩只變送器顯示為0．00%，確認(rèn)變送器的零點(diǎn)正常，而且一致。但是當(dāng)給水閥門開度設(shè)為50% 時(shí)，變送器顯示仍然為0．00%; 當(dāng)給水閥門開度設(shè)為100%時(shí)，發(fā)現(xiàn)流量增大，變送器的百分比示值也在增大，趨勢一致，但是流量示值穩(wěn)定后，DCS 端的計(jì)算值仍然比理論值約小一半兒。

 

    用戶確認(rèn)DCS 端的計(jì)算正常，1 號塔和2 號塔的程序也一致。DCS 端的開方切除量為5．00%，相當(dāng)于線性切除量為0． 25%，因此該切除量對測量幾乎沒什么影響。為此，將2 號塔的一只流量變送器FT2 拆下，安裝到1 號塔相同的工位FT3 處，再次進(jìn)行檢驗(yàn)。打開給水閥門，發(fā)現(xiàn)新安裝的原2 號塔流量變送器和1 號塔流量變送器示值一致，趨勢一致，測量正常。

 

    由此可以判斷2 號塔的流量變送器本身是正常的。出現(xiàn)此故障，壓力損失是直接原因，因此建議用戶對孔板規(guī)格、引壓管安裝及排污閥是否緊閉等進(jìn)行進(jìn)一步檢查。后經(jīng)孔板制造廠確認(rèn)為該工位供水壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)壓力所致。

 

2 汽包液位變送器示值異常

    浙江某用戶在汽包液位對稱裝有兩只SLK3051差壓變送器( LT1 LT3) ( 圖1) ，量程－ 0．98 ～0.00kPa。在施工過程中，用戶將LT1 的正負(fù)壓管接反，而且自行進(jìn)行了量程修改。

    用戶技術(shù)人員告知，LT3 SLK3051差壓變送器的示值正常，但LT1 的示值偏差很大。

 

    首先，將三閥組關(guān)閉，將該LT1 SLK3051變送器的排泄閥打開，SLK3051 變送器正負(fù)壓側(cè)均通大氣，此時(shí)差壓應(yīng)為0kPa，顯示100%，與汽包滿液位時(shí)變送器輸出理論值相符，SLK3051變送器工作正常。

 

     當(dāng)打開三閥組，進(jìn)行排氣操作后，將排泄閥關(guān)閉。此時(shí)，該SLK3051 變送器處于正常測量狀態(tài)，示值為22%。另一側(cè)液位變送器的示值為80%。對比之下，存在問題。為此，用X207 手操器讀取SLK3051 變送器的內(nèi)部參數(shù)發(fā)現(xiàn)，其量程為0． 0 ～9． 8kPa。判斷為用戶將量程設(shè)置錯誤導(dǎo)致，于是將量程改為9． 8 ～ 0． 0kPa，該SLK3051 變送器的示值顯示為78%，基本與另一側(cè)的80%相符。考慮到汽包液位開孔差異及汽包放置水平位置等因素，該誤差用戶可接受，此工位問題排除。

 

    當(dāng)液位變送器引壓管反向之后，可以通過修改量程的方式將輸出調(diào)整為正常值，但必須掌握量程修改的方法，即差壓為0 對應(yīng)汽包液位最高，差壓絕對值的最大值對應(yīng)汽包液位最低。

 

3 化工廠儲液罐液位變送器異常波動

    遼寧某化工廠建有10 只儲液罐，每只儲液罐安裝一只SLK 液位變送器，儲液罐為敞口罐，用戶以水作為介質(zhì)進(jìn)行設(shè)備調(diào)試。    在開車前的調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，除一只SLK 液位變送器輸出正常外，其他9 只液位變送器的輸出信號均存在著較大幅度的波動。    在用戶現(xiàn)場排查，確認(rèn)用戶使用的都是同型號的SLK 液位變送器，在觀察的時(shí)間點(diǎn)各變送器輸出都穩(wěn)定。但在控制室的DCS 對應(yīng)曲線上能看到變化趨勢，而且變化趨勢與日照強(qiáng)度成正相關(guān)。與該廠的相關(guān)儀表技術(shù)人員進(jìn)行溝通后了解到，液位變送器安裝時(shí)，在變送器前端的直管段上安裝的閥是關(guān)閉的，灌液后才打開，其中一只在前期灌過水，閥是開著的。也就是說用戶現(xiàn)場有9只液位變送器安裝時(shí)直管段內(nèi)部是充滿空氣的，在調(diào)試時(shí)先灌水后開閥，空氣被水封在直管段內(nèi)無法排出。該部分的空氣對氣溫敏感，不斷地處于熱漲冷縮過程中，變送器感應(yīng)到的壓力一直在變化，從而造成了變送器輸出的異常。將變送器拆開，通過排水方式將直管段內(nèi)的空氣排出。處理后，所有變送器的輸出維持正常。

 

     變送器使用中必須要注意將引壓管內(nèi)的空氣排出，否則將造成輸出的不穩(wěn)定。

 

4 流量測量不準(zhǔn)

    西安某用戶將SLK 差壓變送器用于流量測量，差壓變送器都配有三閥組。但實(shí)際工況中發(fā)現(xiàn)該SLK 差壓變送器的流量測量不準(zhǔn)確。

    在排查過程中發(fā)現(xiàn)，三閥組與SLK 變送器的結(jié)合面的四氟密封圈、三閥組引壓管的M20mm ×1．5mm 的活套螺母內(nèi)的四氟密封圈存在著泄漏的情況。更換四氟密封圈再試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只要進(jìn)行一次用力鎖緊的安裝后，再次拆裝，該處的密封性就大幅下降，產(chǎn)生泄漏。而四氟墊明顯已經(jīng)變形，且發(fā)硬。更換新四氟墊之后，SLK 變送器輸出正常，流量準(zhǔn)確。

    四氟的工作溫度范圍寬且耐腐蝕，是工業(yè)上常用的密封材料。其內(nèi)部為疏松結(jié)構(gòu)，且材質(zhì)較硬、彈性較差，因此被擠壓變形后，會失去大部分的彈性，因此四氟密封圈為一次性用品，若有拆裝即需更換。

 

5 結(jié)束語

    要使變送器在流程工業(yè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用，相關(guān)的儀表技術(shù)人員必須要有處理相關(guān)工況的經(jīng)驗(yàn)，筆者列舉了4 個案例可供參考。總結(jié)處理變送器現(xiàn)場故障的基本步驟: 首先考慮現(xiàn)場因素，然后分析變送器的設(shè)置因素，最后考慮變送器本身的質(zhì)量問題。通過對變送器問題的排查可以發(fā)現(xiàn)，要使變送器發(fā)揮較好的作用，首先要對工藝過程有充分的了解，并且抓住壓力變送器測量壓力的本質(zhì)，就能層層剝離表象，找到問題的根源.

 

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