ENRAF 854 XTG 伺服液位計的應用及故障分析

熊偉（中國石化銷售有限公司華中分公司，湖北武漢430000）

0 引言

伺服液位計在石油化工企業(yè)使用較為廣泛，我們經(jīng)常需要對液位進行監(jiān)視和調(diào)節(jié)，隨時掌握儲罐內(nèi)被測物的狀態(tài)，持續(xù)對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視與控制，使被測物的參數(shù)保持在合理的范圍內(nèi)。伺服液位計作為一種高級替代產(chǎn)品來取代機械浮子式鋼帶液位計，以及其他經(jīng)濟型液位測量儀表。這種儀表采用先進的伺服測量技術，具有測量精度高、可靠性強、穩(wěn)定性好等特點。我公司常用的液位計為ENRAF 854XTG伺服液位計，其測量精度可達到≤±1mm，靈敏度≤±0.1mm，利用Enraf 便攜式終端PET，我們還可以通過紅外線接口在現(xiàn)場對儀表進行調(diào)試和操作。

1 ENRAF 854XTG伺服液位計的結(jié)構(gòu)特點

854 XTG 伺服液位屬于接觸式浮子液位計，由線鼓室、接線室和電氣室三個獨立且相互隔離的腔體組成，線鼓室與測量介質(zhì)直接接觸，線鼓罩將電氣部分與線鼓完全隔開，從而完全易燃、易爆的被測介質(zhì)。線鼓與伺服電機的傳動采用了磁耦合來實現(xiàn)間接連接，這種結(jié)構(gòu)不僅保證了介質(zhì)液位的精確測量，而且達到了很好的隔爆安全性。線鼓室由浮子、鋼絲和測量磁鼓組成，浮子由測量磁鼓上纏繞的結(jié)實柔軟的鋼絲懸掛，與測量介質(zhì)直接接觸，屬于測量機構(gòu)。電氣室由底板和不同功能的功能板組成，底板上的插槽分別對應XPU 通訊處理板、SPU 伺服處理板、HCU功能板、GPS電源板。

2 ENRAF 854XTG伺服液位計故障分析及處理

2.1 工藝操作人員反映205罐無溫度顯示

2.1.1 故障分析

現(xiàn)場用便攜式終端PET 連接液位計紅外接口，輸入EM 顯示代碼為2411，溫度板正常代碼應為2400，由于伺服液位計液位、溫度和密度信號是通過通訊整體傳輸，現(xiàn)只有溫度無顯示，故可排除XPU通訊處理板故障因素，由此可判斷溫度板功能異常造成無溫度顯示，分析故障原因可能由以下幾點可能造成：

（1）供電和信號由HCU板兩路端子連接至接線室的3、4端子，再連接至VITO762溫度板的1、2端子，如果這六個端子存在虛接或脫開，則溫度板無法工作。

（2）HCU 板如損壞造成兩路端子無電壓，也會造成溫度板無法工作，遇到此故障，可不必更換昂貴的HCU 板（購買價格為2、3 萬元），只需在接線室內(nèi)，將3、4 端子接線并入壓力變送器的1、2端子即可。

（3）VITO762溫度板損壞，造成無溫度顯示。

（4）VITO762溫度板的9點溫度計接線脫落。

2.1.2 故障處理

檢查VITO762 溫度板上接線端子，均牢固無脫落現(xiàn)象，用萬用表測量VITO762 溫度板的1、2 端子，電壓為16.2V，電壓正常，可判斷HCU板正常，HCU板至溫度板之間各接線端子無斷路現(xiàn)象，故障原因為VITO762 溫度板損壞，更換新板后溫度顯示正常。

雖然排除了故障，但是通過平時記錄的維修總結(jié)，統(tǒng)計出武漢庫和大莊庫已發(fā)生數(shù)起溫度板損壞故障，VITO 762 單價2萬元，為了節(jié)約維修成本，做了進一步分析，可能的原因有兩條：（1）、罐頂?shù)沫h(huán)境溫度超過規(guī)定的-40～+65 度的環(huán)境溫度。夏季最炎熱時連續(xù)幾日到罐頂測量環(huán)境溫度，最高溫度均未超過正常值。（2）、接線盒內(nèi)進水引起溫度板損壞。仔細觀察以前換下的舊板，發(fā)現(xiàn)有的溫度板上有水漬和銹蝕，雖然接線盒蓋內(nèi)密封圈完好，但考慮到武漢夏季悶熱潮濕，仍有可能從接線盒進線口處滲入水汽，尤其是9點溫度計進線處。經(jīng)過定制加裝防水格蘭頭，并在接線盒內(nèi)進線口處涂抹中性玻璃膠后，武漢庫和大莊庫共34臺伺服液位計使用效果理想。

2.2 工藝操作人員反映201罐作業(yè)過程中，在5.2m左右液位計經(jīng)常指示不變。

2.2.1 故障分析

使用便攜式終端PET 輸入命令，讓浮子上下運動，在該點處出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，根據(jù)工作原理，測量浮子所受重力（G）和浮力（f）之合力，即測量鋼絲上的張力（F)。如果浮子在動作時受到額外的阻力，達到了力平衡，會使伺服電機停止轉(zhuǎn)動，認為該點就是浮子找到的介質(zhì)液位。按照原理分析，故障原因可能為以下幾點：

（1）導向管不垂直，導致該點處導向管內(nèi)壁與浮子間距過小，造成浮子動作時卡阻。

（2）導向管里有焊渣；或者導向管在開孔時沒有使用鉆頭，造成孔壁處有毛刺。

（3）浮子上堆積的污垢讓截面積增大，該點處導向管內(nèi)壁間距過小，造成卡阻現(xiàn)象。

2.2.2 故障處理

使用便攜式終端PET輸入命令，測量磁鼓最大的不平衡度(BU-BV).，如果不平衡度較大時，就要檢查磁鼓表面是否沾有污染物。該液位計最大不平衡度小于3克，浮子較為清潔。故障原因應為導向管內(nèi)壁有毛刺；或者安裝施工質(zhì)量不好，導致內(nèi)壁與浮子間隙過小。解決辦法有三個：（1）將表頭換一個方向重新安裝。（2）把磁鼓上的鋼絲剪掉一段，讓浮子在動作的過程中水平位移發(fā)生一定的變化。（3）該液位計浮子直徑為110mm，現(xiàn)在更換為90mm 或者45mm 的浮子，這樣可以增大導向管和浮子的間隙，避免卡阻現(xiàn)象的發(fā)生。在實際處理故障中，推薦用第三種方法，可以更好的解決故障，避免再次發(fā)生。

3 ENRAF 854XTG伺服液位計安裝及注意事項

854 XTG伺服液位計性能穩(wěn)定、可靠性好，如果能嚴格按照安裝要求施工，基本可以做到無故障免維護，綜合使用過程中發(fā)生的故障，認真分析后，我們發(fā)現(xiàn)大部分是由于安裝方面的原因，所以安裝的施工質(zhì)量是儀表是否好用的關鍵。伺服液位計的過程連接為2”法蘭連接，罐上過程連接通常是用8”法蘭將導向管與伺服液位計連接。安裝液位計的法蘭必須盡可能水平，水平度應好于0.5度，否則可能造成測量誤差。

3.1 導向管的制作要求

成品油罐區(qū)一般采用內(nèi)浮頂罐，浮盤存在位移的可能性，為保護浮子和鋼絲不受影響，我們應采用導向管保護。導向管的制作過程中如果傾斜或者有毛刺，將會導致浮子在運行過程中和管壁接觸，影響液位的測量精度，所以導向管有如下制作要求：

（1）導向管必須豎直，偏心度不超過3mm，否則液位計可能無法正常工作。

（2）導向管必須筆直，如果用多節(jié)鋼管焊接組成，則不能存在變徑或者彎曲，焊接必須使用套焊。整個導向管在罐底的投影必須是與管徑一致且無變形的正圓。

（3）導向管通常選用200 到250mm 的管徑，每隔300mm 開孔，孔徑為25mm，導向管內(nèi)部必須光滑沒有毛刺，焊縫必須清理干凈，開孔后必須將毛刺清除干凈。

（4）導向管的底部應安裝喇叭口，當液位計浮子測量水位后，喇叭口可以讓浮子更容易回到導向管里。

3.2 854XTG伺服液位計安裝的電氣要求

安裝前應檢查電壓與854 XTG 伺服液位計所需電壓是否一致，854 XTG 伺服液位計的電源電壓為交流220V，應選擇1～1.5 平方毫米的線路，電壓變化的允許范圍為+10%到-20%，電源功率25VA。接線室進線口使用四分之三NPT 電纜密封，我們在日常預防性維護中會在進線口用中性玻璃膠涂抹，增加接線室的防水密封性。對于接地我們要求將854 XTG 的接地連接到參考地，通常為罐體本身。接地時應使用銅質(zhì)跨接片跨接在法蘭上，并用接地線連接至854 XTG 外殼上的接地端子，接地線選用4平方毫米的銅質(zhì)單芯或者多芯導線。854 XTG的通訊線必須使用1 到2 平方毫米的雙絞屏蔽電纜，達到較好的抗干擾性。

4 ENRAF 854XTG伺服液位計維護使用要點

（1）定期檢查儀表是否保持外觀清潔無腐蝕，儀表接地是否完好。

（2）遇到連續(xù)暴雨天氣，應在天晴后抽檢液位計的接線盒內(nèi)防水防潮是否完好。

（3）定期用TG自檢功能測試液位計是否工作正常，TG操作后浮子會提升75mm，然后再落到液面上，和測試前測量的液位相差應在±0.1mm內(nèi)。如果重復性的情況不好就需要更換磁鼓的軸承。

（4）定期測試磁鼓的不平衡度，磁鼓的最大不平衡度應該小于3克，當不平衡度較大時，首先檢查磁鼓表面是否有污垢，如果清理后還是大于3克，就需要更換軸承。

（5）在清理儲罐作業(yè)前，必須將浮子提到標定口內(nèi)，再切斷液位計供電，避免損壞液位計元件。

5 結(jié)語

ENRAF 854XTG 伺服液位計是先進的智能儀表，功能強大，可靠性高。在測量使用時，只要選型與安裝正確，投用后基本上是免維護的，使用過程中定期進行檢查保養(yǎng)，處理故障時嚴禁敲擊液位計表頭，確保儀表完好運行。