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差压变送器典型故障分析
关键字:差压变送器,压力变送器,变送器    日期:2019-5-13 9:02:04

摘要:差压变送器是测量变送器两端压力之差的变送器。测鼉介质正负两端的压力差,转化成可以反应压力差的标准电流信号(4-20mA)。现着重介绍差压变送器的工作原理,对差压变送器实际应用中导致除氧器液位调节器指示波动的故障逬行分析处理,消除了故障症结。

1引言

差压变送器主要用于测量液体、气体或蒸汽的差压、压力、液位和密度,然后将其转换成模拟信号或数字信号输出。差压变送器由膜盒组件和智能转换部件组成。其原理如图1所示。

工作原理

在膜盒组件中,硅谐振式传感器上的两个H型谐振梁分别将差压信号转换成频率信号,然后用频率差分技术将两频差信号输出到脉冲计数器计数,经特性修正后送微处理器。特性修正存储器的功能是存放单晶硅谐振梁在制造过程中采集的数据,以便根据变送器工作时所处的条件对谐振信号进行修正。

智能转换部件的功能是将传感器的信号经微处理器处理后,由D/A转换器转换成对应于测量信号的4~20mA模拟信号,或由丨/〇接口部件转换成数字信号,此信号叠加在4~20mA模拟信号上,并和模拟信号一起传送出去。由于数字信号是以正弦波的形式出现的,数字的不同只是频率的差异,所以数字信号的平均值为0,对4~20mA模拟信号不起影响。转换部件中的存储器是存放变送器输入输出关系及在组态过程中的各种信息,如位号、测量范围、阻尼时间、输出方式、工程单位等。所以在实际应用中,差压变送器廳的是对节流元件的推力或在节流元件前后形成的差压,根据流体流量与节流元件前后差压平方根成正比,最终将差压信号开方运算后得到流量信号。

案例

 

脱盐水差压变送器安装示意图

河南煤业集团中原大化集团公司蒸汽动力厂130t/h循环流化床锅炉脱盐水总管流量,采用孔板节流装置和差压变送器配套测量。其安装示意图如图2所示。

2014年12月23日,工艺反映脱盐水总管流量表指示波动,现场检查引压管路无跑冒滴漏现象,保温无破损,伴热无泄漏,现场与主控室指示一致。按照检查步骤H1,首先确认变送器工作状态:①零点检查。关闭正负压截止阀,打开平衡阀,此时变送器输出指示0%。②变化趋势检查。零点检查后,各阀恢复原来开表状态,打开负压室排气排污阀,此时变送器指示满量程,若只打开正压室排污阀,则输出最小。

通过以上步骤可以确认,导压管路以及各阀门无堵塞、内漏现象,变送器电气测量回路也无任何问题。

在3#炉除氧器给水热力控制系统中,脱盐水总管流量表用来测量来自尿素厂的脱盐水流量,其简单工艺流程见图3所示。

来自尿素厂的脱盐水供给除氧器。除氧器液位调节器LIC-751〇2调节除氧器液位控制调节阀LV-751〇2的开度来控制脱盐水的流量,PIT-75103、LIT-75102对除氧器压力、液位进行实时监测。由图3可知,当除氧器液位LIT-75102波动、除氧器液位调节器L1C-75102的PID参数⑴设置不合理都会引起LV-75102波动,从而使PIT-75108指示忽高忽低,同样除氧器压力PIT-75103实测值的高低变化也会造成脱盐水总管流量表的指示波动。经与工艺人员配合检查,确认LIT-75102、PIT-75103指示稳定,现场LV-75102阀位开度稳定,可以排除仪表控制系统波动造成脱盐水总管流量表波动的可能性。

工艺方面,排除几乎所有问题的可能性,但是却忽略了引压管路中工艺介质的工作状况。当引压管中的除盐水在伴热温度较高的情况下,会汽化产生气泡,冒出的气泡因浮力作用上升而破裂,从而对所测压力产生扰动,如果是伴热温度恒定的话,这一干扰性呈规律性的存在,而这—过程将导致变送器输出的波动,具体分析如图4。

在这里,假设只有一个气泡,很显然,P1>P2,而当气泡上升到引压管顶端并消失后,h=0,此时,P1=P2,整个变化过程周而复始的进行,最终导致脱盐水总管流量表指示波动。

为验证这一推理的合理性,需找出导压管中介质温度过高的原因并设法排除,若伴热管、导压管距离太近,则会导致导压管温度过高,设法用石棉板将伴热管与导压管有效隔离开;查看伴热(低压蒸汽)压力低、温度高,检查发现疏水阀旁路处于直通状态,疏水阀没有工作,将旁路阀关闭疏水阀投用后,脱盐水总管流量表指示逐渐趋于稳定,症结得以消除。其实,造成差压变送器波动的原因还有很多,例如隔离栅故障、阀门定位器故障、环境震动都有可能影响差压别生气指示波动。

结束语

    在实际应用中,不但要基于工作原理解析的基础上凭丰富的现场经验快速判断,还需要有科学、逻辑、严谨的分析思路,只有这样才能在现场仪表维护工作中以不变应万变。

 

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