差壓變送器的應(yīng)用及故障處理方式

差壓變送器是一種在各類化工等工業(yè)領(lǐng)域非常普遍使用的壓力測(cè)量?jī)x表，差壓變送器的工作原理:來(lái)自雙側(cè)導(dǎo)壓管的差壓直接作用于差壓變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上,通過(guò)膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測(cè)量元件上,測(cè)量元件將測(cè)得的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器,經(jīng)過(guò)放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。差壓變送器不僅作差壓值的測(cè)量，通過(guò)對(duì)于差壓值的分析與計(jì)算，可對(duì)于三種物理量測(cè)量：一、測(cè)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(cè)量其壓力。二、測(cè)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(cè)出管道中的流量。三、測(cè)量阻力。如要測(cè)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(cè)量出其塔阻。因此隨著社會(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(yīng)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(hù)人員的水平差異,使得出現(xiàn)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)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流體的毛細(xì)管連接起來(lái)。它用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位、流量和壓力，然后將其轉(zhuǎn)變成4～20mA DC信號(hào)輸出。差壓變送器適用于下述幾種測(cè)控情況： 　　

●高溫下粘稠介質(zhì) 　　

●易結(jié)晶的介質(zhì) 　　

●帶有固體顆粒或懸浮物的沉淀性介質(zhì) 　　

●強(qiáng)腐蝕或劇毒性介質(zhì)可消除導(dǎo)壓管泄漏污染周圍環(huán)境現(xiàn)象的發(fā)生；可免去采用隔離液時(shí)，因測(cè)量信號(hào)的不穩(wěn)定，需要經(jīng)常補(bǔ)充隔離液的繁瑣工作。 　　

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

●衛(wèi)生清潔要求很高的場(chǎng)合如食品、飲料和醫(yī)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(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，并且應(yīng)便于沖洗，以防止不同批量介質(zhì)的交叉污染。

一、 應(yīng)用中的故障判斷及分析

差壓變送器在測(cè)量過(guò)程中,常常會(huì)出現(xiàn)一些故障,故障的及時(shí)判定分析和處理,對(duì)正在進(jìn)行了生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。我們根據(jù)日常維護(hù)中的經(jīng)驗(yàn),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(dǎo)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(cè)法:

①斷路檢測(cè):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(yuǎn)程通訊,可將電源從表體上斷開(kāi),用現(xiàn)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(hào)而干擾通訊。

②短路檢測(cè):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(dǎo)壓管斷開(kāi),從一次取壓閥外直接將差壓信號(hào)直接引到差壓變送器雙側(cè),觀察變送器輸出,以判斷導(dǎo)壓管路的堵、漏的連通性。

③替換檢測(cè):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(cè):將測(cè)量回路分割成幾個(gè)部分,如:供電電源、信號(hào)輸出、信號(hào)變送、信號(hào)檢測(cè),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(duì)幾種典型故障的分析

2.1 導(dǎo)壓管堵塞 以正導(dǎo)壓管堵塞為例來(lái)分析導(dǎo)壓管堵塞出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。在儀表維護(hù)中,由于差壓變送器導(dǎo)壓管排放不及時(shí),或介質(zhì)臟、粘等原因,容易發(fā)生正負(fù)導(dǎo)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(dāng)流量增加時(shí),對(duì)變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號(hào)開(kāi)方)輸出的影響:　　設(shè)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(shè)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。　

由于正壓管堵塞,則當(dāng)實(shí)際流量分別為F1、F2時(shí),P1+=P2+; 當(dāng)流量增加時(shí),P2-出現(xiàn)如下變化:因?yàn)閷?shí)際流量增加為F2,則與原流量F1時(shí)相比,管道內(nèi)的靜壓力也相應(yīng)增加,設(shè)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(xiàn)=K=K　　這樣:當(dāng)P0=P0'時(shí) 則:F’2=K=K F’2=F’1變送器輸出不變。　　

當(dāng)P0>P0'時(shí) 則:F’2=K=K,F’2　　當(dāng)P0F’1,變送器輸出變小。　　當(dāng)流量減小時(shí),對(duì)變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號(hào)開(kāi)方)輸出的影響。　　設(shè)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(shè)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。　　由于正壓管堵塞,則當(dāng)實(shí)際流量分別為F1、F1時(shí),P1+=P2+;　　

當(dāng)實(shí)際流量由F1減小到F2時(shí),管道中的靜壓也相應(yīng)的降低,設(shè)降低值為P0;同時(shí),當(dāng)實(shí)際流量下降至F2時(shí),P2-值也要因?yàn)楣軆?nèi)流體流速的降低而升高,設(shè)升高值為P0’。　　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(dāng)P0=P0'時(shí) 則:F’2=K=K F’2=F’2變送器輸出不變;　　當(dāng)P0>P0'時(shí) 則:F’2=K=K,F’2>F’1,變送器輸出變大;當(dāng)P0　　一般情況下,導(dǎo)壓管的堵原因主要是由于測(cè)量導(dǎo)壓管不定期排污或測(cè)量介質(zhì)粘稠、帶顆粒物等原因造成。　　

2.2 導(dǎo)壓管泄漏 以正導(dǎo)壓管泄漏來(lái)分析導(dǎo)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(fēng)總管線的流量測(cè)量方式為:節(jié)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(wěn)定的,但在后期的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)用風(fēng)流量比正常值下降了很多。　　經(jīng)過(guò)檢查,二次儀表(DCS)組態(tài)及電信號(hào)回路工作正常,變送器送檢定室標(biāo)定正常,于是懷疑問(wèn)題出現(xiàn)出導(dǎo)壓上,經(jīng)過(guò)檢查,由于正導(dǎo)壓管焊接不好造成泄漏所至,經(jīng)過(guò)補(bǔ)焊堵漏后,流量測(cè)量恢復(fù)正常。　　

下面我們分析正導(dǎo)壓管泄漏時(shí)反映出的故障現(xiàn)象。　　正導(dǎo)壓管泄漏的現(xiàn)象是:變送器輸出下降、上升及不變　　分析:當(dāng)流量上升時(shí),對(duì)變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號(hào)開(kāi)方)輸出的影響　　設(shè)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(shè)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。　　

因流量增加,管道靜壓增加為P0,隨著流速的增大,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(dāng):P0'=Ps正壓導(dǎo)管泄漏,而流量上升時(shí),變送器輸出不變　　當(dāng):P0'>Ps正壓導(dǎo)管泄漏,而流量上升時(shí),變送器輸出增加　　當(dāng):P0'　　當(dāng)流量下降時(shí),對(duì)變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信號(hào)開(kāi)方)輸出的影響設(shè)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(dāng)流量下降時(shí),變送器輸出總是小于實(shí)際流量。

　　實(shí)際上,當(dāng)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(hù)人員很難發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)泄漏量大,所測(cè)流量與實(shí)際流量相比有較大誤差時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn),這時(shí)即使是實(shí)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(xiàng)及差壓變送器測(cè)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(cè)量應(yīng)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