超聲波流量計出現的問題與不足

姜金國,邱乾偉

獨山子石化公司煉油廠儀表車間，新疆克拉瑪依 833600

1 超聲波流量計原理簡介

超聲波流量計是非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。使用超聲波流量計，不用在流體中安裝測量元件，故不會改變流體的流動狀態，不產生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行，因而是一種理想的節能型流量計。

2 超聲波流量計在獨山子石化公司煉油廠應用中出現的問題

獨山子石化公司煉油廠煉油熱水站共使用12臺GE-XMT-868型號的超聲波流量計。從開工到現在兩年多的時間，出現過以下問題：

1）故障1：測量介質中含氣泡導致測量數據出錯，多次，其中兩塊表長時間不能正常工作，探頭選型為115 Standard不適合本工況條件下使用；

2）故障2：換能器位置松動或缺少耦合劑，出現四次，其中微調調整換能器位置3次，加耦合劑一次；

3）故障3：現場流量顯示負值，原因為探頭接線反，出現次數一次，將探頭信號線互換后，顯示正常；

4）故障4：變送器顯示屏出現條格狀，輸出信號不正常，出現一次，原因為電源板壞；

5）故障5：變送器顯示屏不顯示出現一次，由于集成卡件到顯示屏的一根傳輸線斷；

6）故障6：流量計的設備號不能更改，導致不能與PRM通訊所有超聲波液位計儀表與廠家聯系，但是不能解決。

3 常見問題的解決方案

3.1 測量介質中含氣泡導致測量數據出錯

此問題在熱水裝置出現的次數最多，開始出現問題時并沒有想到是氣泡太多的原因。我們根據表頭顯示的錯誤代碼一一排除故障原因，最后確定是氣泡太多導致不能正常測量。

GE超聲波的故障代碼：

E0：無錯誤 E1：信號太低 E2：聲速錯誤

E3：流速超出范圍 E4：信號質量太差 E5：流速變化太大

1998年，扒鍋街最大的兩棵榕樹還在，郁郁蔥蔥的，爬滿了知了，許飛就從知了聲中甩著手飛奔進扒鍋街，邊跑邊喊，陳胖子，你媽拿著鍋鏟來了，快躲起來！

在確定原因后工藝人員調整操作解決此問題，但還有兩臺長時間不能正常工作。

3.2 換能器位置松動或缺少耦合劑

此問題應該是超聲波流量計最容易出現的問題，隨著時間的增加故障率會越來越多。在老煉油廠焦化裝置平均每兩個月會出現一起，本裝置運行兩年出現的4次這類問題，有3次是最近一年出現的。

解決方法很簡單，一個人看著表頭信號強度，另一個人將換能器在計算出來的安裝位置微調，達到使用條件的信號即可。

信號強度 ：

?

3.3 現場流量顯示負值，探頭接線反

此問題出現在開工初期，DCS顯示值為零，現場檢查表頭顯示有量但為負值，將兩根換能器的信號電纜互換重接后正常。

3.4 變送器顯示屏出現條格狀，輸出信號不正常

首先是以為液晶顯示屏出現故障，但是打開變送器后聞到明顯的焦糊味，經檢查發現電源板的電感出現問題。更換電源板后儀表恢復正常。

3.5 流量計的設備號不能更改，導致不能與PRM通訊

PRM（工廠資源管理系統）是對現場總線儀表，HART儀表，其他儀表作集中的管理與維修。 PRM是一套總括性的資產管理解決方案，它將預測診斷得到的信息提供給用戶。PRM支持多個協議，能夠將廠商的各種不同智能現場設備傳輸出的數據統合在一起。現場設備的維護信息均通過各種標準現場協議收集在一起，并保存在中央數據庫中。

本裝置所用的GE-XMT-868型超聲波流量計帶有HART板，可以進行HART通訊。PRM是通過HART通訊讀取DEVICE ID來進行分辨不同的儀表。然而熱水裝置的所有超聲波的DEVICE ID均為0，這就使得PRM只能讀出1塊超聲波儀表。我們試著用廠家給的方法更改設備號，但沒能成功。廠家現場試驗更改也沒能成功。這個問題有待廠家進一步給出解決方案。

3.6 變送器顯示屏不顯示

經檢查是由于集成卡件到顯示屏的一根傳輸線斷，這是由于這根細小的傳輸線過于靠近變送器前蓋，在旋轉蓋子的情況下很容易由于作業人員的疏忽而壓斷這根傳輸線。我們用電烙鐵重新焊接后顯示正常。

4 對超聲波流量計的幾點建議

4.1 增加測量介質狀態的參數

故障1出現的問題時故障代碼E1～E5都會出現，此時故障代碼不但不會對維護工作起到提示的作用，反而會干擾維護人員的判斷。所以建議增加測量介質的狀態，并在錯誤代碼中體現出來，這樣不但降低維護人員的工作難度，也能增加維護人員對工藝的說服力。

4.2 改進固定換能器的方法

目前固定換能器的固定方法是用一條鋼帶將換能器與工藝管線固定一起，但隨使用的時間、管線的振動、外部條件變化等原因，固定不可避免的會發生松動，隨之而來的就是測量的準確性下降。如果能進一步改進換能器的固定方法，會大大降低超聲波的故障率，降低維護量。

4.3 本裝置的超聲波流量計參數組態問題

1）通過HART375（275）通訊進行瀏覽和更改參數；

2）通過超聲波流量計自帶的485口與筆記本通過IDM軟件進行更改。

由于超聲波流量計的組態需要更改很多參數如：傳感器類型、管道材質、管道外徑OD、壁厚Wall、傳播距離P、軸向距離L、傳感器類型、流體類型、溫度、密度、單位量程范圍、單位、安裝方式等很多參數，所以一個好的通訊軟件很重要。GE公司的IDM軟件是基于DOS系統的一種應答式軟件，對于現在人們常用的WINDOWS系統來說已經過時了，應該開發一款功能更多，使用更方便的軟件。

4.4 合理的分布、連接各電路板

故障6出現的問題，雖然是維護人員不細心旋轉蓋子壓壞數據線，但是廠家如果能夠更合理的布線就不會發生。建議廠家能夠更合理的分布、連接各電路板。

5 結論

GE超聲波在獨山子石化公司煉油廠總體來說使用情況還是比較好的，測量精度也很高，廠家的維護人員也很敬業，給我們很多的技術指導。希望GE超聲波流量計能夠進一步發展，測得更準，故障更少，維護也更方便。