差壓變送器的應用場(chǎng)合及故障處理

差壓變送器是一種在各類(lèi)化工等工業(yè)領(lǐng)域非常普遍使用的壓力測量?jì)x表，差壓變送器的工作原理:來(lái)自雙側導壓管的差壓直接作用于差壓變送器傳感器雙側隔離膜片上,通過(guò)膜片內的密封液傳導至測量元件上,測量元件將測得的差壓信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉換器,經(jīng)過(guò)放大等處理變?yōu)闃藴孰娦盘栞敵觥?/p>

差壓變送器不僅作差壓值的測量，通過(guò)對于差壓值的分析與計算，可對于三種物理量測量：

一、測量壓力。直接從管道上接一取壓管，通過(guò)差壓變送器與二次表即可測量其壓力。

二、測量流量。通過(guò)流量孔板前后的壓差接入差壓變送器與一開(kāi)方二次表配套即可測出管道中的流量。

三、測量阻力。如要測量進(jìn)塔與出塔的壓差。分別在進(jìn)口和出口的地方接一取壓管接入差壓變送器，再與一二次表配套即可測量出其塔阻。

因此隨著(zhù)社會(huì )工業(yè)化發(fā)展, 石化、鋼鐵自動(dòng)化水平的不斷提高,差壓變送器的應用范圍越來(lái)越廣泛,在生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題也越來(lái)越多,加之安裝、使用、維護人員的水平差異,使得出現的問(wèn)題不能迅速解決,一定程度上影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行,甚至危及生產(chǎn)安全。因此對現場(chǎng)儀表維護人員的技術(shù)水平提出了更高要求。

適合使用差壓變送器的場(chǎng)景：

用于防止管道中的介質(zhì)直接進(jìn)入變送器里，感壓膜片與變送器之間靠注滿(mǎn)流體的毛細管連接起來(lái)。它用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、流量和壓力，然后將其轉變成4～20mA DC信號輸出。

差壓變送器適用于下述幾種測控情況： 　　

●高溫下粘稠介質(zhì) 　　

●易結晶的介質(zhì) 　　

●帶有固體顆?；驊腋∥锏某恋硇越橘|(zhì) 　　

●強腐蝕或劇毒性介質(zhì)可消除導壓管泄漏污染周?chē)h(huán)境現象的發(fā)生；可免去采用隔離液時(shí)，因測量信號的不穩定，需要經(jīng)常補充隔離液的繁瑣工作。 　　

●連續精確測量界面和密度遠傳裝置可避免不同瞬間介質(zhì)的交混，從而使測量結果真實(shí)地反映過(guò)程變化的實(shí)際情況。 　　

●衛生清潔要求很高的場(chǎng)合如食品、飲料和醫藥工業(yè)生產(chǎn)中，不僅要求變送器接觸介質(zhì)部位符合衛生標準，并且應便于沖洗，以防止不同批量介質(zhì)的交叉污染。

一、 應用中的故障判斷及分析

差壓變送器在測量過(guò)程中,常常會(huì )出現一些故障,故障的及時(shí)判定分析和處理,對正在進(jìn)行了生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。我們根據日常維護中的經(jīng)驗,總結歸納了一些判定分析方法和分析流程。

1.1 調查法:回顧故障發(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。

1.2 直觀(guān)法:觀(guān)察回路的外部損傷、導壓管的泄漏,回路的過(guò)熱,供電開(kāi)關(guān)狀態(tài)等。

1.3 檢測法:

①斷路檢測:將懷疑有故障的部分與其它部分分開(kāi)來(lái),查看故障是否消失,如果消失,則確定故障所在,否則可進(jìn)下步查找,如:智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊,可將電源從表體上斷開(kāi),用現場(chǎng)另加電源的方法為變送器通電進(jìn)行通訊,以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊。

②短路檢測:在保證安全的情況下,將相關(guān)部分回路直接短接,如:差變送器輸出值偏小,可將導壓管斷開(kāi),從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓變送器雙側,觀(guān)察變送器輸出,以判斷導壓管路的堵、漏的連通性。

③替換檢測:將懷疑有故障的部分更換,判斷故障部位。如:懷疑變送器電路板發(fā)生故障,可臨時(shí)更換一塊,以確定原因。

④分部檢測:將測量回路分割成幾個(gè)部分,如:供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測,按分部分檢查,由簡(jiǎn)至繁,由表及里,縮小范圍,找出故障位置。

二、 對幾種典型故障的分析

2.1 導壓管堵塞 以正導壓管堵塞為例來(lái)分析導壓管堵塞出現的故障現象。在儀表維護中,由于差壓變送器導壓管排放不及時(shí),或介質(zhì)臟、粘等原因,容易發(fā)生正負導壓管堵塞現象,其表現特征為:變送器輸出下降、上升或不變。

當流量增加時(shí),對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開(kāi)方)輸出的影響:　　

設原流量為F1,P1=P1+-P1-,F’1=K,F’1為變化前的變送器輸出值,　　

設增加后的流量為F2,(即:F2>F1),P2=P2+-P2-,F’2=K,F’2為流量增加后的變送器輸出值?！?/p>

由于正壓管堵塞,則當實(shí)際流量分別為F1、F2時(shí),P1+=P2+; 當流量增加時(shí),P2-出現如下變化:因為實(shí)際流量增加為F2,則與原流量F1時(shí)相比,管道內的靜壓力也相應增加,設增加值為P0,同時(shí)P2-因管道中流體流速的增加而產(chǎn)生的靜壓減小,減小值為P0',此時(shí)P2-與P1-的關(guān)系為:　　

P2-=P1-+P0-P0'　　則:P2=P2+-P2-=P1+-(P1-+P0-P0')=P1+(P0'-P0)　　則:F’現=K=K　　這樣:當P0=P0'時(shí) 則:F’2=K=K F’2=F’1變送器輸出不變?！　?/p>

當P0>P0'時(shí) 則:F’2=K=K,F’2　　當P0F’1,變送器輸出變小?！　?/p>

當流量減小時(shí),對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開(kāi)方)輸出的影響?！　?/p>

設原流量為F1,P1=P1+-P1-,F’1=K,F’1為變化前的變送器輸出值?！　?/p>

設減小后的流量為F2,(即:F2>F1),P2=P2+-P2-,F’2=K,F’2為流量減小后的變送器輸出值?！　?/p>

由于正壓管堵塞,則當實(shí)際流量分別為F1、F1時(shí),P1+=P2+;　　

當實(shí)際流量由F1減小到F2時(shí),管道中的靜壓也相應的降低,設降低值為P0;同時(shí),當實(shí)際流量下降至F2時(shí),P2-值也要因為管內流體流速的降低而升高,設升高值為P0’?！　?/p>

此時(shí),P2-與P1-的關(guān)系為:-　　P2-=P1--P0+P0’　　P2=P2+-P2-=P1+-(P1--P0+P0’)=P1+(P0-P0’)　　F’2=K=K　　這樣:當P0=P0'時(shí) 則:F’2=K=K F’2=F’2變送器輸出不變;　　當P0>P0'時(shí) 則:F’2=K=K,F’2>F’1,變送器輸出變大;當P0　　

一般情況下,導壓管的堵原因主要是由于測量導壓管不定期排污或測量介質(zhì)粘稠、帶顆粒物等原因造成?！　?/p>

2.2 導壓管泄漏 以正導壓管泄漏來(lái)分析導壓管泄漏出現的故障現象。某加熱爐儀表控制閥用凈化風(fēng)總管線(xiàn)的流量測量方式為:節流孔板+差壓變送器。裝置生產(chǎn)正常時(shí)的用風(fēng)流量基本是穩定的,但在后期的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現用風(fēng)流量比正常值下降了很多?！　?/p>

經(jīng)過(guò)檢查,二次儀表(DCS)組態(tài)及電信號回路工作正常,變送器送檢定室標定正常,于是懷疑問(wèn)題出現出導壓上,經(jīng)過(guò)檢查,由于正導壓管焊接不好造成泄漏所至,經(jīng)過(guò)補焊堵漏后,流量測量恢復正常?！　?/p>

下面我們分析正導壓管泄漏時(shí)反映出的故障現象?！　?/p>

正導壓管泄漏的現象是:變送器輸出下降、上升及不變　　

分析:當流量上升時(shí),對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開(kāi)方)輸出的影響　　設原流量為F1,P1=P1+-P1-,F’1=K,F’1為變化前的變送器輸出值,　　

設增加后的實(shí)際流量為F2,(即:F2>F1),F’2=K,F’2為流量增加后的變送器輸出值?！　?/p>

因流量增加,管道靜壓增加為P0,隨著(zhù)流速的增大,實(shí)際壓管靜壓減小為P0',正壓管泄漏降壓下降為Ps　　則:P2+=P1++P0-Ps,P2-=P1-+P0-P0'　　P2=P2+-P2-=P1+(P0'-Ps)　　

那么當:P0'=Ps正壓導管泄漏,而流量上升時(shí),變送器輸出不變　　

當:P0'>Ps正壓導管泄漏,而流量上升時(shí),變送器輸出增加　　

當:P0'　　當流量下降時(shí),對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號開(kāi)方)輸出的影響設下降后的實(shí)際流量為F2,即:F2　　則:P2+=P1+-P0-Ps,P2-=P1--P0+P0'　　 P2=P2+-P2-=P1-(Ps+P0’)　　 F’2=K=K　　即:當流量下降時(shí),變送器輸出總是小于實(shí)際流量?！　?/p>

實(shí)際上,當泄漏量非常小的時(shí)候,由于種種原因,工藝操作或儀表維修護人員很難發(fā)現,只有當泄漏量大,所測流量與實(shí)際流量相比有較大誤差時(shí)才會(huì )發(fā)現,這時(shí)即使是實(shí)際流量上升?！　?/p>

以上我們探討了差壓變送器的安裝方法、注意事項及差壓變送器測量回路故障的診斷,實(shí)際上,由于壓力變送器與差壓變送器測量應用上的相通性原因,本文中有些方法也同樣適用于壓力變送器的安裝和故障診斷