在流程工業中變送器的應用是屬于量大面廣的產品,對于變送器的現場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。引起變送器現場故障的因素很多,這就需要儀表技術人員要有相關的經驗和知識。由于工作需要,筆者到過一些工況現場,處理過各類變送器的現場故障,現就其典型應用中的故障現象、排查方法和解決措施進行說明。
1 電廠給水流量異常
青海某電廠建設有兩個相同的水塔,塔上各有一只汽包。泵房總給水流量分成兩路,分別給這兩個水塔供水。每個水塔的給水管在汽包下方約3m 處裝有垂直孔板流量計,孔板上均引出兩組差壓引壓管,分別接兩個SC3051差壓變送器( 量程0 ~ 100kPa) 。汽包和蓄熱器的安裝如圖1 所示。
系統運行過程中,用戶發現1 號塔的給水流量正常,但是2 號塔的給水流量嚴重偏小,甚至有時處于流量時有時無的狀態。
檢查水塔頂部兩只流量變送器( FT2 和FT4)的安裝位置,先對兩只流量變送器同時進行零點對比: 均關閉三閥組,打開排泄閥,兩只變送器顯示為0.00%,確認變送器的零點正常,而且一致。但是當給水閥門開度設為50% 時,變送器顯示仍然為0.00%; 當給水閥門開度設為100%時,發現流量增大,變送器的百分比示值也在增大,趨勢一致,但是流量示值穩定后,DCS 端的計算值仍然比理論值約小一半兒。
用戶確認DCS 端的計算正常,1 號塔和2 號塔的程序也一致。DCS 端的開方切除量為5.00%,相當于線性切除量為0. 25%,因此該切除量對測量幾乎沒什么影響。為此,將2 號塔的一只流量變送器FT2 拆下,安裝到1 號塔相同的工位FT3 處,再次進行檢驗。打開給水閥門,發現新安裝的原2 號塔流量變送器和1 號塔流量變送器示值一致,趨勢一致,測量正常。
由此可以判斷2 號塔的流量變送器本身是正常的。出現此故障,壓力損失是直接原因,因此建議用戶對孔板規格、引壓管安裝及排污閥是否緊閉等進行進一步檢查。后經孔板制造廠確認為該工位供水壓力未達到設計壓力所致。
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。在施工過程中,用戶將LT1 的正負壓管接反,而且自行進行了量程修改。
用戶技術人員告知,LT3 SC3051差壓變送器的示值正常,但LT1 的示值偏差很大。
shou先,將三閥組關閉,將該LT1 SC3051變送器的排泄閥打開,SC3051 變送器正負壓側均通大氣,此時差壓應為0kPa,顯示100%,與汽包滿液位時變送器輸出理論值相符,SC3051變送器工作正常。
當打開三閥組,進行排氣操作后,將排泄閥關閉。此時,該SC3051 變送器處于正常測量狀態,示值為22%。另一側液位變送器的示值為80%。對比之下,存在問題。為此,用X207 手操器讀取SC3051 變送器的內部參數發現,其量程為0. 0 ~9. 8kPa。判斷為用戶將量程設置錯誤導致,于是將量程改為9. 8 ~ 0. 0kPa,該SC3051 變送器的示值顯示為78%,基本與另一側的80%相符。考慮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,此工位問題排除。
當液位變送器引壓管反向之后,可以通過修改量程的方式將輸出調整為正常值,但必須掌握量程修改的方法,即差壓為0 對應汽包液位#高,差壓覺對值的#大值對應汽包液位#低。
3 化工廠儲液罐液位變送器異常波動
遼寧某化工廠建有10 只儲液罐,每只儲液罐安裝一只SC 液位變送器,儲液罐為敞口罐,用戶以水作為介質進行設備調試。 在開車前的調試過程中發現,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均存在著較大幅度的波動。 在用戶現場排查,確認用戶使用的都是同型號的SC 液位變送器,在觀察的時間點各變送器輸出都穩定。但在控制室的DCS 對應曲線上能看到變化趨勢,而且變化趨勢與日照強度成正相關。與該廠的相關儀表技術人員進行溝通后了解到,液位變送器安裝時,在變送器前端的直管段上安裝的閥是關閉的,灌液后才打開,其中一只在前期灌過水,閥是開著的。也就是說用戶現場有9只液位變送器安裝時直管段內部是充滿空氣的,在調試時先灌水后開閥,空氣被水封在直管段內無法排出。該部分的空氣對氣溫敏感,不斷地處于熱漲冷縮過程中,變送器感應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,通過排水方式將直管段內的空氣排出。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的空氣排出,否則將造成輸出的不穩定。
4 流量測量不準
江蘇某用戶將SC 差壓變送器用于流量測量,差壓變送器都配有三閥組。但實際工況中發現該SC 差壓變送器的流量測量不準確。
在排查過程中發現,三閥組與SC 變送器的結合面的四氟密封圈、三閥組引壓管的M20mm ×1.5mm 的活套螺母內的四氟密封圈存在著泄漏的情況。更換四氟密封圈再試驗,發現只要進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,產生泄漏。而四氟墊明顯已經變形,且發硬。更換新四氟墊之后,SC 變送器輸出正常,流量準確。
四氟的工作溫度范圍寬且耐腐蝕,是工業上常用的密封材料。其內部為疏松結構,且材質較硬、彈性較差,因此被擠壓變形后,會失去大部分的彈性,因此四氟密封圈為一次性用品,若有拆裝即需更換。
5 結束語
要使變送器在流程工業中發揮應有的作用,相關的儀表技術人員必須要有處理相關工況的經驗,筆者列舉了4 個案例可供參考。總結處理變送器現場故障的基本步驟: shou先考慮現場因素,然后分析變送器的設置因素,#后考慮變送器本身的質量問題。通過對變送器問題的排查可以發現,要使變送器發揮較好的作用,shou先要對工藝過程有充分的了解,并且抓住壓力變送器測量壓力的本質,就能層層剝離表象,找到問題的根源在流程工業中變送器的應用是屬于量大面廣的產品,對于變送器的現場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。引起變送器現場故障的因素很多,這就需要儀表技術人員要有相關的經驗和知識。由于工作需要,筆者到過一些工況現場,處理過各類變送器的現場故障,現就其典型應用中的故障現象、排查方法和解決措施進行說明。
1 電廠給水流量異常
青海某電廠建設有兩個相同的水塔,塔上各有一只汽包。泵房總給水流量分成兩路,分別給這兩個水塔供水。每個水塔的給水管在汽包下方約3m 處裝有垂直孔板流量計,孔板上均引出兩組差壓引壓管,分別接兩個SC3051差壓變送器( 量程0 ~ 100kPa) 。汽包和蓄熱器的安裝如圖1 所示。
系統運行過程中,用戶發現1 號塔的給水流量正常,但是2 號塔的給水流量嚴重偏小,甚至有時處于流量時有時無的狀態。
檢查水塔頂部兩只流量變送器( FT2 和FT4)的安裝位置,先對兩只流量變送器同時進行零點對比: 均關閉三閥組,打開排泄閥,兩只變送器顯示為0.00%,確認變送器的零點正常,而且一致。但是當給水閥門開度設為50% 時,變送器顯示仍然為0.00%; 當給水閥門開度設為100%時,發現流量增大,變送器的百分比示值也在增大,趨勢一致,但是流量示值穩定后,DCS 端的計算值仍然比理論值約小一半兒。
用戶確認DCS 端的計算正常,1 號塔和2 號塔的程序也一致。DCS 端的開方切除量為5.00%,相當于線性切除量為0. 25%,因此該切除量對測量幾乎沒什么影響。為此,將2 號塔的一只流量變送器FT2 拆下,安裝到1 號塔相同的工位FT3 處,再次進行檢驗。打開給水閥門,發現新安裝的原2 號塔流量變送器和1 號塔流量變送器示值一致,趨勢一致,測量正常。
由此可以判斷2 號塔的流量變送器本身是正常的。出現此故障,壓力損失是直接原因,因此建議用戶對孔板規格、引壓管安裝及排污閥是否緊閉等進行進一步檢查。后經孔板制造廠確認為該工位供水壓力未達到設計壓力所致。
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。在施工過程中,用戶將LT1 的正負壓管接反,而且自行進行了量程修改。
用戶技術人員告知,LT3 SC3051差壓變送器的示值正常,但LT1 的示值偏差很大。
shou先,將三閥組關閉,將該LT1 SC3051變送器的排泄閥打開,SC3051 變送器正負壓側均通大氣,此時差壓應為0kPa,顯示100%,與汽包滿液位時變送器輸出理論值相符,SC3051變送器工作正常。
當打開三閥組,進行排氣操作后,將排泄閥關閉。此時,該SC3051 變送器處于正常測量狀態,示值為22%。另一側液位變送器的示值為80%。對比之下,存在問題。為此,用X207 手操器讀取SC3051 變送器的內部參數發現,其量程為0. 0 ~9. 8kPa。判斷為用戶將量程設置錯誤導致,于是將量程改為9. 8 ~ 0. 0kPa,該SC3051 變送器的示值顯示為78%,基本與另一側的80%相符。考慮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,此工位問題排除。
當液位變送器引壓管反向之后,可以通過修改量程的方式將輸出調整為正常值,但必須掌握量程修改的方法,即差壓為0 對應汽包液位#高,差壓覺對值的#大值對應汽包液位#低。
3 化工廠儲液罐液位變送器異常波動
遼寧某化工廠建有10 只儲液罐,每只儲液罐安裝一只SC 液位變送器,儲液罐為敞口罐,用戶以水作為介質進行設備調試。 在開車前的調試過程中發現,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均存在著較大幅度的波動。 在用戶現場排查,確認用戶使用的都是同型號的SC 液位變送器,在觀察的時間點各變送器輸出都穩定。但在控制室的DCS 對應曲線上能看到變化趨勢,而且變化趨勢與日照強度成正相關。與該廠的相關儀表技術人員進行溝通后了解到,液位變送器安裝時,在變送器前端的直管段上安裝的閥是關閉的,灌液后才打開,其中一只在前期灌過水,閥是開著的。也就是說用戶現場有9只液位變送器安裝時直管段內部是充滿空氣的,在調試時先灌水后開閥,空氣被水封在直管段內無法排出。該部分的空氣對氣溫敏感,不斷地處于熱漲冷縮過程中,變送器感應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,通過排水方式將直管段內的空氣排出。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的空氣排出,否則將造成輸出的不穩定。
4 流量測量不準
江蘇某用戶將SC 差壓變送器用于流量測量,差壓變送器都配有三閥組。但實際工況中發現該SC 差壓變送器的流量測量不準確。
在排查過程中發現,三閥組與SC 變送器的結合面的四氟密封圈、三閥組引壓管的M20mm ×1.5mm 的活套螺母內的四氟密封圈存在著泄漏的情況。更換四氟密封圈再試驗,發現只要進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,產生泄漏。而四氟墊明顯已經變形,且發硬。更換新四氟墊之后,SC 變送器輸出正常,流量準確。
四氟的工作溫度范圍寬且耐腐蝕,是工業上常用的密封材料。其內部為疏松結構,且材質較硬、彈性較差,因此被擠壓變形后,會失去大部分的彈性,因此四氟密封圈為一次性用品,若有拆裝即需更換。
5 結束語
要使變送器在流程工業中發揮應有的作用,相關的儀表技術人員必須要有處理相關工況的經驗,筆者列舉了4 個案例可供參考。總結處理變送器現場故障的基本步驟: shou先考慮現場因素,然后分析變送器的設置因素,#后考慮變送器本身的質量問題。通過對變送器問題的排查可以發現,要使變送器發揮較好的作用,shou先要對工藝過程有充分的了解,并且抓住壓力變送器測量壓力的本質,就能層層剝離表象,找到問題的根源.
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