在流程工業(yè)中變送器的應(yīng)用是屬于量大面廣的產(chǎn)品,對(duì)于變送器的現(xiàn)場(chǎng)故障排查和異常情況處理,是儀表工在日常檢維修中的必備技能。引起變送器現(xiàn)場(chǎng)故障的因素很多,這就需要儀表技術(shù)人員要有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。由于工作需要,筆者到過(guò)一些工況現(xiàn)場(chǎng),處理過(guò)各類變送器的現(xiàn)場(chǎng)故障,現(xiàn)就其典型應(yīng)用中的故障現(xiàn)象、排查方法和解決措施進(jìn)行說(shuō)明。
差壓與液位變送器現(xiàn)場(chǎng)故障原因分析與處理
1 電廠給水流量異常
青海某電廠建設(shè)有兩個(gè)相同的水塔,塔上各有一只汽包。泵房總給水流量分成兩路,分別給這兩個(gè)水塔供水。每個(gè)水塔的給水管在汽包下方約3m 處裝有垂直孔板流量計(jì),孔板上均引出兩組差壓引壓管,分別接兩個(gè)SC3051差壓變送器( 量程0 ~ 100kPa) 。汽包和蓄熱器的安裝如圖1 所示。
系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,用戶發(fā)現(xiàn)1 號(hào)塔的給水流量正常,但是2 號(hào)塔的給水流量嚴(yán)重偏小,甚至有時(shí)處于流量時(shí)有時(shí)無(wú)的狀態(tài)。
檢查水塔頂部?jī)芍涣髁孔兯推? FT2 和FT4)的安裝位置,先對(duì)兩只流量變送器同時(shí)進(jìn)行零點(diǎn)對(duì)比: 均關(guān)閉三閥組,打開排泄閥,兩只變送器顯示為0.00%,確認(rèn)變送器的零點(diǎn)正常,而且一致。但是當(dāng)給水閥門開度設(shè)為50% 時(shí),變送器顯示仍然為0.00%; 當(dāng)給水閥門開度設(shè)為100%時(shí),發(fā)現(xiàn)流量增大,變送器的百分比示值也在增大,趨勢(shì)一致,但是流量示值穩(wěn)定后,DCS 端的計(jì)算值仍然比理論值約小一半兒。
用戶確認(rèn)DCS 端的計(jì)算正常,1 號(hào)塔和2 號(hào)塔的程序也一致。DCS 端的開方切除量為5.00%,相當(dāng)于線性切除量為0. 25%,因此該切除量對(duì)測(cè)量幾乎沒(méi)什么影響。為此,將2 號(hào)塔的一只流量變送器FT2 拆下,安裝到1 號(hào)塔相同的工位FT3 處,再次進(jìn)行檢驗(yàn)。打開給水閥門,發(fā)現(xiàn)新安裝的原2 號(hào)塔流量變送器和1 號(hào)塔流量變送器示值一致,趨勢(shì)一致,測(cè)量正常。
由此可以判斷2 號(hào)塔的流量變送器本身是正常的。出現(xiàn)此故障,壓力損失是直接原因,因此建議用戶對(duì)孔板規(guī)格、引壓管安裝及排污閥是否緊閉等進(jìn)行進(jìn)一步檢查。后經(jīng)孔板制造廠確認(rèn)為該工位供水壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)壓力所致。
2 汽包液位變送器示值異常
浙江某用戶在汽包液位對(duì)稱裝有兩只SC3051差壓變送器( LT1 LT3) ( 圖1) ,量程- 0.98 ~0.00kPa。在施工過(guò)程中,用戶將LT1 的正負(fù)壓管接反,而且自行進(jìn)行了量程修改。
用戶技術(shù)人員告知,LT3 SC3051差壓變送器的示值正常,但LT1 的示值偏差很大。
shou先,將三閥組關(guān)閉,將該LT1 SC3051變送器的排泄閥打開,SC3051 變送器正負(fù)壓側(cè)均通大氣,此時(shí)差壓應(yīng)為0kPa,顯示100%,與汽包滿液位時(shí)變送器輸出理論值相符,SC3051變送器工作正常。
當(dāng)打開三閥組,進(jìn)行排氣操作后,將排泄閥關(guān)閉。此時(shí),該SC3051 變送器處于正常測(cè)量狀態(tài),示值為22%。另一側(cè)液位變送器的示值為80%。對(duì)比之下,存在問(wèn)題。為此,用X207 手操器讀取SC3051 變送器的內(nèi)部參數(shù)發(fā)現(xiàn),其量程為0. 0 ~9. 8kPa。判斷為用戶將量程設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致,于是將量程改為9. 8 ~ 0. 0kPa,該SC3051 變送器的示值顯示為78%,基本與另一側(cè)的80%相符?紤]到汽包液位開孔差異及汽包放置水平位置等因素,該誤差用戶可接受,此工位問(wèn)題排除。
當(dāng)液位變送器引壓管反向之后,可以通過(guò)修改量程的方式將輸出調(diào)整為正常值,但必須掌握量程修改的方法,即差壓為0 對(duì)應(yīng)汽包液位#高,差壓覺(jué)對(duì)值的#大值對(duì)應(yīng)汽包液位#低。
3 化工廠儲(chǔ)液罐液位變送器異常波動(dòng)
遼寧某化工廠建有10 只儲(chǔ)液罐,每只儲(chǔ)液罐安裝一只SC 液位變送器,儲(chǔ)液罐為敞口罐,用戶以水作為介質(zhì)進(jìn)行設(shè)備調(diào)試。 在開車前的調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn),除一只SC 液位變送器輸出正常外,其他9 只液位變送器的輸出信號(hào)均存在著較大幅度的波動(dòng)。 在用戶現(xiàn)場(chǎng)排查,確認(rèn)用戶使用的都是同型號(hào)的SC 液位變送器,在觀察的時(shí)間點(diǎn)各變送器輸出都穩(wěn)定。但在控制室的DCS 對(duì)應(yīng)曲線上能看到變化趨勢(shì),而且變化趨勢(shì)與日照強(qiáng)度成正相關(guān)。與該廠的相關(guān)儀表技術(shù)人員進(jìn)行溝通后了解到,液位變送器安裝時(shí),在變送器前端的直管段上安裝的閥是關(guān)閉的,灌液后才打開,其中一只在前期灌過(guò)水,閥是開著的。也就是說(shuō)用戶現(xiàn)場(chǎng)有9只液位變送器安裝時(shí)直管段內(nèi)部是充滿空氣的,在調(diào)試時(shí)先灌水后開閥,空氣被水封在直管段內(nèi)無(wú)法排出。該部分的空氣對(duì)氣溫敏感,不斷地處于熱漲冷縮過(guò)程中,變送器感應(yīng)到的壓力一直在變化,從而造成了變送器輸出的異常。將變送器拆開,通過(guò)排水方式將直管段內(nèi)的空氣排出。處理后,所有變送器的輸出維持正常。
變送器使用中必須要注意將引壓管內(nèi)的空氣排出,否則將造成輸出的不穩(wěn)定。
4 流量測(cè)量不準(zhǔn)
江蘇某用戶將SC 差壓變送器用于流量測(cè)量,差壓變送器都配有三閥組。但實(shí)際工況中發(fā)現(xiàn)該SC 差壓變送器的流量測(cè)量不準(zhǔn)確。
在排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn),三閥組與SC 變送器的結(jié)合面的四氟密封圈、三閥組引壓管的M20mm ×1.5mm 的活套螺母內(nèi)的四氟密封圈存在著泄漏的情況。更換四氟密封圈再試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)只要進(jìn)行一次用力鎖緊的安裝后,再次拆裝,該處的密封性就大幅下降,產(chǎn)生泄漏。而四氟墊明顯已經(jīng)變形,且發(fā)硬。更換新四氟墊之后,SC 變送器輸出正常,流量準(zhǔn)確。
四氟的工作溫度范圍寬且耐腐蝕,是工業(yè)上常用的密封材料。其內(nèi)部為疏松結(jié)構(gòu),且材質(zhì)較硬、彈性較差,因此被擠壓變形后,會(huì)失去大部分的彈性,因此四氟密封圈為一次性用品,若有拆裝即需更換。
5 結(jié)束語(yǔ)
要使變送器在流程工業(yè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用,相關(guān)的儀表技術(shù)人員必須要有處理相關(guān)工況的經(jīng)驗(yàn),筆者列舉了4 個(gè)案例可供參考?偨Y(jié)處理變送器現(xiàn)場(chǎng)故障的基本步驟: shou先考慮現(xiàn)場(chǎng)因素,然后分析變送器的設(shè)置因素,#后考慮變送器本身的質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)對(duì)變送器問(wèn)題的排查可以發(fā)現(xiàn),要使變送器發(fā)揮較好的作用,shou先要對(duì)工藝過(guò)程有充分的了解,并且抓住壓力變送器測(cè)量壓力的本質(zhì),就能層層剝離表象,找到問(wèn)題的根源在流程工業(yè)中變送器的應(yīng)用是屬于量大面廣的產(chǎn)品,對(duì)于變送器的現(xiàn)場(chǎng)故障排查和異常情況處理,是儀表工在日常檢維修中的必備技能。引起變送器現(xiàn)場(chǎng)故障的因素很多,這就需要儀表技術(shù)人員要有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。由于工作需要,筆者到過(guò)一些工況現(xiàn)場(chǎng),處理過(guò)各類變送器的現(xiàn)場(chǎng)故障,現(xiàn)就其典型應(yīng)用中的故障現(xiàn)象、排查方法和解決措施進(jìn)行說(shuō)明。
1 電廠給水流量異常
青海某電廠建設(shè)有兩個(gè)相同的水塔,塔上各有一只汽包。泵房總給水流量分成兩路,分別給這兩個(gè)水塔供水。每個(gè)水塔的給水管在汽包下方約3m 處裝有垂直孔板流量計(jì),孔板上均引出兩組差壓引壓管,分別接兩個(gè)SC3051差壓變送器( 量程0 ~ 100kPa) 。汽包和蓄熱器的安裝如圖1 所示。
系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,用戶發(fā)現(xiàn)1 號(hào)塔的給水流量正常,但是2 號(hào)塔的給水流量嚴(yán)重偏小,甚至有時(shí)處于流量時(shí)有時(shí)無(wú)的狀態(tài)。
檢查水塔頂部?jī)芍涣髁孔兯推? FT2 和FT4)的安裝位置,先對(duì)兩只流量變送器同時(shí)進(jìn)行零點(diǎn)對(duì)比: 均關(guān)閉三閥組,打開排泄閥,兩只變送器顯示為0.00%,確認(rèn)變送器的零點(diǎn)正常,而且一致。但是當(dāng)給水閥門開度設(shè)為50% 時(shí),變送器顯示仍然為0.00%; 當(dāng)給水閥門開度設(shè)為100%時(shí),發(fā)現(xiàn)流量增大,變送器的百分比示值也在增大,趨勢(shì)一致,但是流量示值穩(wěn)定后,DCS 端的計(jì)算值仍然比理論值約小一半兒。
用戶確認(rèn)DCS 端的計(jì)算正常,1 號(hào)塔和2 號(hào)塔的程序也一致。DCS 端的開方切除量為5.00%,相當(dāng)于線性切除量為0. 25%,因此該切除量對(duì)測(cè)量幾乎沒(méi)什么影響。為此,將2 號(hào)塔的一只流量變送器FT2 拆下,安裝到1 號(hào)塔相同的工位FT3 處,再次進(jìn)行檢驗(yàn)。打開給水閥門,發(fā)現(xiàn)新安裝的原2 號(hào)塔流量變送器和1 號(hào)塔流量變送器示值一致,趨勢(shì)一致,測(cè)量正常。
由此可以判斷2 號(hào)塔的流量變送器本身是正常的。出現(xiàn)此故障,壓力損失是直接原因,因此建議用戶對(duì)孔板規(guī)格、引壓管安裝及排污閥是否緊閉等進(jìn)行進(jìn)一步檢查。后經(jīng)孔板制造廠確認(rèn)為該工位供水壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)壓力所致。
2 汽包液位變送器示值異常
浙江某用戶在汽包液位對(duì)稱裝有兩只SC3051差壓變送器( LT1 LT3) ( 圖1) ,量程- 0.98 ~0.00kPa。在施工過(guò)程中,用戶將LT1 的正負(fù)壓管接反,而且自行進(jìn)行了量程修改。
用戶技術(shù)人員告知,LT3 SC3051差壓變送器的示值正常,但LT1 的示值偏差很大。
shou先,將三閥組關(guān)閉,將該LT1 SC3051變送器的排泄閥打開,SC3051 變送器正負(fù)壓側(cè)均通大氣,此時(shí)差壓應(yīng)為0kPa,顯示100%,與汽包滿液位時(shí)變送器輸出理論值相符,SC3051變送器工作正常。
當(dāng)打開三閥組,進(jìn)行排氣操作后,將排泄閥關(guān)閉。此時(shí),該SC3051 變送器處于正常測(cè)量狀態(tài),示值為22%。另一側(cè)液位變送器的示值為80%。對(duì)比之下,存在問(wèn)題。為此,用X207 手操器讀取SC3051 變送器的內(nèi)部參數(shù)發(fā)現(xiàn),其量程為0. 0 ~9. 8kPa。判斷為用戶將量程設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致,于是將量程改為9. 8 ~ 0. 0kPa,該SC3051 變送器的示值顯示為78%,基本與另一側(cè)的80%相符?紤]到汽包液位開孔差異及汽包放置水平位置等因素,該誤差用戶可接受,此工位問(wèn)題排除。
當(dāng)液位變送器引壓管反向之后,可以通過(guò)修改量程的方式將輸出調(diào)整為正常值,但必須掌握量程修改的方法,即差壓為0 對(duì)應(yīng)汽包液位#高,差壓覺(jué)對(duì)值的#大值對(duì)應(yīng)汽包液位#低。
3 化工廠儲(chǔ)液罐液位變送器異常波動(dòng)
遼寧某化工廠建有10 只儲(chǔ)液罐,每只儲(chǔ)液罐安裝一只SC 液位變送器,儲(chǔ)液罐為敞口罐,用戶以水作為介質(zhì)進(jìn)行設(shè)備調(diào)試。 在開車前的調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn),除一只SC 液位變送器輸出正常外,其他9 只液位變送器的輸出信號(hào)均存在著較大幅度的波動(dòng)。 在用戶現(xiàn)場(chǎng)排查,確認(rèn)用戶使用的都是同型號(hào)的SC 液位變送器,在觀察的時(shí)間點(diǎn)各變送器輸出都穩(wěn)定。但在控制室的DCS 對(duì)應(yīng)曲線上能看到變化趨勢(shì),而且變化趨勢(shì)與日照強(qiáng)度成正相關(guān)。與該廠的相關(guān)儀表技術(shù)人員進(jìn)行溝通后了解到,液位變送器安裝時(shí),在變送器前端的直管段上安裝的閥是關(guān)閉的,灌液后才打開,其中一只在前期灌過(guò)水,閥是開著的。也就是說(shuō)用戶現(xiàn)場(chǎng)有9只液位變送器安裝時(shí)直管段內(nèi)部是充滿空氣的,在調(diào)試時(shí)先灌水后開閥,空氣被水封在直管段內(nèi)無(wú)法排出。該部分的空氣對(duì)氣溫敏感,不斷地處于熱漲冷縮過(guò)程中,變送器感應(yīng)到的壓力一直在變化,從而造成了變送器輸出的異常。將變送器拆開,通過(guò)排水方式將直管段內(nèi)的空氣排出。處理后,所有變送器的輸出維持正常。
變送器使用中必須要注意將引壓管內(nèi)的空氣排出,否則將造成輸出的不穩(wěn)定。
4 流量測(cè)量不準(zhǔn)
江蘇某用戶將SC 差壓變送器用于流量測(cè)量,差壓變送器都配有三閥組。但實(shí)際工況中發(fā)現(xiàn)該SC 差壓變送器的流量測(cè)量不準(zhǔn)確。
在排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn),三閥組與SC 變送器的結(jié)合面的四氟密封圈、三閥組引壓管的M20mm ×1.5mm 的活套螺母內(nèi)的四氟密封圈存在著泄漏的情況。更換四氟密封圈再試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)只要進(jìn)行一次用力鎖緊的安裝后,再次拆裝,該處的密封性就大幅下降,產(chǎn)生泄漏。而四氟墊明顯已經(jīng)變形,且發(fā)硬。更換新四氟墊之后,SC 變送器輸出正常,流量準(zhǔn)確。
四氟的工作溫度范圍寬且耐腐蝕,是工業(yè)上常用的密封材料。其內(nèi)部為疏松結(jié)構(gòu),且材質(zhì)較硬、彈性較差,因此被擠壓變形后,會(huì)失去大部分的彈性,因此四氟密封圈為一次性用品,若有拆裝即需更換。
5 結(jié)束語(yǔ)
要使變送器在流程工業(yè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用,相關(guān)的儀表技術(shù)人員必須要有處理相關(guān)工況的經(jīng)驗(yàn),筆者列舉了4 個(gè)案例可供參考?偨Y(jié)處理變送器現(xiàn)場(chǎng)故障的基本步驟: shou先考慮現(xiàn)場(chǎng)因素,然后分析變送器的設(shè)置因素,#后考慮變送器本身的質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)對(duì)變送器問(wèn)題的排查可以發(fā)現(xiàn),要使變送器發(fā)揮較好的作用,shou先要對(duì)工藝過(guò)程有充分的了解,并且抓住壓力變送器測(cè)量壓力的本質(zhì),就能層層剝離表象,找到問(wèn)題的根源.
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