論化工生產(chǎn)用差壓變送器故障的判斷及分析

摘要:差壓變送器的工作原理:來自雙側(cè)導壓管的差壓直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)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(zhuǎn)換為與之對應的電信號傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃藴孰娦盘栞敵觥ｋS著石化、鋼鐵自動化水平的不斷提高，差壓變送器的應用范圍越來越廣泛，生產(chǎn)中遇到的問題也越來越多，加之安裝、使用、維護人員的水平差異，使得出現(xiàn)的問題不能迅速解決，一定程度上影響了生產(chǎn)的正常進行，甚至危及生產(chǎn)安全，因此對現(xiàn)場儀表維護人員的技術水平提出了更高要求。

關鍵詞:差壓變送器 故障 導壓管

0 引言

隨著社會工業(yè)化發(fā)展，差壓變送器的應用范圍越來越廣泛，生產(chǎn)中遇到的問題也越來越多，加之安裝、使用、維護人員的水平差異，使得出現(xiàn)的問題不能迅速解決，一定程度上影響了生產(chǎn)的正常進行，甚至危及生產(chǎn)安全。

1 應用中的故障判斷及分析

變送器在測量過程中，常常會出現(xiàn)一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進行了生產(chǎn)來說是至關重要的。我們根據(jù)日常維護中的經(jīng)驗，總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。

1.1 調(diào)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 直觀法:觀察回路的外部損傷、導壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關狀態(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來，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進下步查找，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，用現(xiàn)場另加電源的方法為變送器通電進行通訊，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，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(cè)，觀察變送器輸出，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，可臨時更換一塊，以確定原因。④分部檢測:將測量回路分割成幾個部分，如:供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。

2 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分析導壓管堵塞出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。在儀表維護中，由于差壓變送器導壓管排放不及時，或介質(zhì)臟、粘等原因，容易發(fā)生正負導壓管堵塞現(xiàn)象，其表現(xiàn)特征為:變送器輸出下降、上升或不變。當流量增加時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響:

設原流量為F1，P1=P1+-P1-，F(xiàn)’1=K，F(xiàn)’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(xiàn)’2=K，F(xiàn)’2為流量增加后的變送器輸出值。

由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F2時，P1+=P2+; 當流量增加時，P2-出現(xiàn)如下變化:因為實際流量增加為F2，則與原流量F1時相比，管道內(nèi)的靜壓力也相應增加，設增加值為P0，同時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P2-與P1-的關系為:

P2-=P1-+P0-P0'

則:P2=P2+-P2-=P1+-(P1-+P0-P0')=P1+(P0'-P0)

則:F’現(xiàn)=K=K

這樣:當P0=P0'時 則:F’2=K=K F’2=F’1變送器輸出不變。

當P0>P0'時 則:F’2=K=K，F(xiàn)’2

當P0F’1，變送器輸出變小。

當流量減小時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響。

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

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

由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F1時，P1+=P2+;

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

此時，P2-與P1-的關系為:-

P2-=P1--P0+P0’

P2=P2+-P2-=P1+-(P1--P0+P0’)=P1+(P0-P0’)

F’2=K=K

這樣:當P0=P0'時 則:F’2=K=K F’2=F’2變送器輸出不變;

當P0>P0'時 則:F’2=K=K，F(xiàn)’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。

2.2 導壓管泄漏 以正導壓管泄漏來分析導壓管泄漏出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。某加熱爐儀表控制閥用凈化風總管線的流量測量方式為:節(jié)流孔板+差壓變送器。裝置生產(chǎn)正常時的用風流量基本是穩(wěn)定的，但在后期的生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)用風流量比正常值下降了很多。

經(jīng)過檢查，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，于是懷疑問題出現(xiàn)出導壓上，經(jīng)過檢查，由于正導壓管焊接不好造成泄漏所至，經(jīng)過補焊堵漏后，流量測量恢復正常。

下面我們分析正導壓管泄漏時反映出的故障現(xiàn)象。

正導壓管泄漏的現(xiàn)象是:變送器輸出下降、上升及不變

分析:當流量上升時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響

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

設增加后的實際流量為F2，(即:F2>F1)，F(xiàn)’2=K，F(xiàn)’2為流量增加后的變送器輸出值。

因流量增加，管道靜壓增加為P0，隨著流速的增大，實際壓管靜壓減小為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，變送器輸出不變

當:P0'>Ps正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出增加

當:P0'

當流量下降時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開方)輸出的影響設下降后的實際流量為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，變送器輸出總是小于實際流量。

實際上，當泄漏量非常小的時候，由于種種原因，工藝操作或儀表維修護人員很難發(fā)現(xiàn)，只有當泄漏量大，所測流量與實際流量相比有較大誤差時才會發(fā)現(xiàn)，這時即使是實際流量上升。

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。