差压变送器的应用与故障分析_陆洪波

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1、差压变送器的应用与故障分析陆洪波( 梅山钢铁公司能源有限公司 南京 210039)摘 要 : 在工业自动化生产中 ,差压变送器已得到了非常广泛的应用, 简要介绍了差压变 送器的工作原理 、 常用的 3 种测量应用方式、选型原则和常见的故障诊断方法 ,并重点对电气故障 、 表计故障 、 误操作故障和取压管道故障等故障现象进行了重点分析。关键词 : 差压变送器 ; 故障 ; 导压管Fault Analysis in the Application of Differential Pressure TransmitterLu Hongbo ( Energy Company of Meishan Ir

2、on Fault ; Pressure pipe差压变送器的工作原理: 来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上, 通过膜片内的密封液传导至测量元件上 ,测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器,经过放大等处理变为 4 20 mA 标准电信号输出。1 差压变送器的应用测量方式( 1) 与节流元件相结合,利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量( 见图 1) , 如蒸汽流 量的测量 。( 2) 利用液体自身重力产生的压力差,测量液体的高度( 见图 2) ,如汽包水位的测量 。( 3) 直接测量不同管道的压力差值( 见图 3) , 如滤油器进出口差压的测量。图

3、1 流体流量测量 图 2 液位高度测量 图 3 管路间差压测量2 差压变送器的选型原则差压变送器的选用主要依据: 以被测介质的 性质指标为准, 以节约资金、 便于安装和维护为参考。首先在选型时要考虑它的介质状况 ,一定要选择适合介质的膜盒材质 ,否则不能满足使用,特 别是在有毒有害、高温高压设备的选择上一定要针对介质 ,所以材质选择非常重要 。42梅山科技 2007 年第 2 期其次在选型时要考虑被测介质的参数。温度参数 : 如果温度高, 一般为 200 400 时,要选用高温型, 否则硅油会产生汽化膨胀, 使测量不准。常用介质温度可以不考虑 ,因为普通型压变是引 压到表内 ,长期工作温度为常

4、温。但要考虑冬季保温问题 ,因冬季导压管会结冰,变送器无法工作甚至损坏 ,这就需要增加变送器、 引压管的伴热和 保温箱等 。另外 ,压力参数: 变送器的压力等级必须与应用场合相符合。如测量一个蒸汽流量 ,管道内的工作压力远远地大于节流元件所产生的差压,若将节流元件所产生的最大差压当作变送器 的工作压力,将会导致变送器损坏 ,严重的将击穿变送器的膜片, 造成人身和设备事故。再次在选型时要考虑变送器测量范围 ,一般 变送器都具有一定的量程可调范围, 最好将使用的量程范围设在它量程的 1/4 3/4 段 ,这样精度会有保证 ,对于微差压变送器来说更是重要。3 应用中的故障判断及分析变送器在测量过程中

5、 ,常常会出现一些故障,故障的及时判定分析和处理, 对正在进行的生产 来说是至关重要的。目前能源公司运用的差压变送器几乎都是智能型差压变送器, 现在的智能型差压变送器是微机械加工和强大的通讯功能的完美结合,无机械可动部分 ,其维修工作量很少 。根 据日常维护中的经验 ,将故障主要分为电气故障、表计故障 、 误操作故障和取压管道故障 。3. 1 电气故障( 1) 24 V DC 电源没有加到变送器上, 检查变送器端电源低于 15 V DC 或没有电压, 且变送器输出电流小于 4 mA 或为零 ,造成这种故障主要是因为: 24 V DC 电源故障 ,检查电源和相应的 开关即可; 回路接线松脱 ,检

6、查变送器、电缆接线端 、二次表等接线; 电缆机械或高温造成损坏,引起电缆开路或短路 ,检查电缆的情况。( 2) 变送器因下雨、冲水而受潮, 引起变送器 故障 ,如 1 号炉电除尘出口差压偏大,当打开变送器盖子,发现变送器线路板与外壳有一水珠相连,使放大板对地短路现象存在, 引起变送器故障 ,对 变送器做了干燥处理, 修复。在露天的设备要做好防水防潮工作 ,加装防雨套 ,平时要加强点检,一般能消除此类故障发生 。3. 2 表计故障3. 2. 1 零位漂移变送器运行一段时间 ,由于受压元件受应力而产生变异,或放大器的漂移等都会发生变送器 的零位漂移,在低差和微差压变送器表现尤为突出。检修时首先关闭

7、差压变送器三阀组的正 、 负压测量室 ,打开平衡阀及仪表放空堵头 ,此时变送 器输出 4 mA , 如果输出值不是 4 mA , 而是其周围数值,说明变送器发生了零位漂移,这时需将变送器送到实验室去校验 ,校验合格后才能进行回装。 3. 2. 2 迁移故障判断正迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确 ,首先应关闭差压变送器三阀组的 正、 负压测量室, 打开平衡阀及仪表放空堵头 ,此时仪表输出应低于 4 mA 。如果输出不低于 4mA ,可能是正压室引线或三阀组有些堵。其次,关闭正压室取压点, 打开放空开关 ,这时输出应为 4 mA 。如果输出低于 4 mA , 可能是迁移量变小或零位偏低

8、; 如果输出高于 4 mA , 说明迁移量变大或零位偏高 。判断负迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确 ,首先关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,仪表输出应为 20 mA 。其次 ,关闭正、负压室取压点 ,打 开放空开关, 此时, 仪表输出应为 4 mA , 如果不为 20 mA 或 4 mA , 应检查正、负压室引线是否堵,迁移量是否改变 ,零位是否准确 。 3. 2. 3 表计本身故障主要表现为:( 1) 检查变送器电源为 24 V DC , 但其输出的电流为零 ,说明变送器放大板故障开路所致 ;( 2) 检查变送器电源为低于 16 V DC , 其输出

9、电流大于 24 mA ,说明变送器放大板故障或传感器变异所致。3. 3 误操作故障误操作故障主要有以下几种:( 1) 检修时通知运行人员关闭变送器一次门前没有打开平衡阀, 而导致变送器单边受压 ,膜盒 变形损坏 ;( 2) 在检修蒸汽等高压、高温介质的流量时,没按标准作业打开或关闭平衡阀, 导致冷凝液流43陆洪波 差压变送器的应用与故障分析失,高温介质流过变送器膜盒 ,使膜盒变形 ,传感器损坏;( 3) 在检修结束后,忘了将变送器各阀门投入运行状态 ,导致变送器无输出。这种错误经常发 生在大、 中修的检修期间 ;( 4) 新安装的变送器正负压室装反 ,导致进入运行状态后,输出低于 4 mA ;

10、( 5) 新安装的智能变送器进行参数设置后 ,既没有进行保存, 也没进行复查 , 导致参数设置丢失,使变送器输出偏差 。这种错误在新手中尤为突出 。 3. 4 取压管道故障3. 4. 1 导压管堵塞在仪表维护中 , 由于差压变送器导压管排放 不及时, 或介质脏 、 黏等原因, 正负导压管堵塞是经常发生的事, 如 1 号电除尘进、出口负压 ,通常是以正导压管堵塞为主, 因为烟道粉尘较大, 温度高( 120 ) , 经导压管冷却后容易使粉尘粘结在 导压管管壁上 ,时间一长就会造成堵塞 。故障表现为变送器输出慢慢地下降, 或变送器输出发生突变并保持这一异常数据 。用压缩空气吹扫导压 管即可消除此故障

11、。容易发生这种故障的大多在磨煤机进出口差压、锅炉风速变送器、 润滑油进出口差压等等测量介质较为黏稠、带颗粒物等的地方。 3. 4. 2 导压管泄漏实际上,当泄漏量非常小的时候,由于种种原因,工艺操作或仪表维修人员很难发现 ,只有当泄 漏量大,所测流量与实际流量相比有较大误差时才会发现 ,如 8 号风机蒸汽流量,在点检时发现地上有一滩水,查管道发现正导压管有一砂眼, 导致管道泄漏 ,但此时并没有发现蒸汽流量异常 。一 般来说测液体介质的 ,容易发现导压管漏,而测气体介质的 ,特别是低压的 ,就不太容易发现了 。当正导压管泄漏, 变送器输出下降 , 若泄漏较为严重,甚至会低于 4 mA ; 当负导

12、压管泄漏, 变送器 输出上升 ,若泄漏较为严重, 甚至会高于 20 mA 。对于此种故障, 只要仔细找到泄漏点,加以补焊堵漏后 ,差压变送器测量即可恢复正常。3. 4. 3 气体流量导压管积液情况下的变送器测量误差由于气体流量取压方式不对或导压管安装不符合要求( 与水平成不小于 112 的斜度连续下 降)时, 常常造成导压管内部积存液体的现象。这种现象的出现,往往会致使测量不准 ,如果在变送器量程很小的情况下 ,甚至会造成变送器输出 的一些波动。如 3 号炉高煤流量测量系统 ,系统为双文丘里管加差压变送器, 由于为了集中管理,将差压信号通过引压管先平行地面 5 m ,再垂直4m 引到地面变送器

13、柜里, 运行一段时间以后, 引 压管积液, 使测的流量逐渐变大, 打开排污阀 ,可以放出很多水 ,由于引压管有一段水平管,所以积液不一定能放干净, 严重影响了高煤流量的测量。 后来通过导压管改造将其引压到 5 m 楼梯平台上,但此时变送器离高煤管道仍有 3 m 距离, 导压管积液情况还是比较严重, 经常要进行放水,且十分不安全。最后将差压变送器直接安装在高煤 管道上,才彻底解决此故障。有些导压管积液并不是安装不符合要求产生的,也不能将变送器直接装在测量的管道上 。如 热力出风流量的测量 , 其变送器安装位置高于测量管道 3 m ,其导压管积液情况照样产生, 这是由于测量介质是温度在 200 高温、压力在 0. 3MPa 的压缩空气, 其导压管道不能太短, 当压缩 空气中的水分在导压管里冷凝成水, 造成管道积液。在这种工况条件下有 2种解决方法 :( 1) 采用高温差压变送器 ,优点是可直接装在 测量管道 ,维护量低 ,缺点是成本太高;( 2) 维修人员定期放水, 优点是成本低 ,缺点是维护量大。4 结 语以上探讨了差压变送器的原理、注意事项及差压变送器测量回路故障的诊断, 这些故障都是在仪表设备维护中较为常见的, 在实际工作中同 样的故障 ,其表现出来的现象有时并不同,所以在分析问题时应该是辩证的 ,具体情况具体分析。( 编辑 : 夏 敏)44梅山科技 2007 年第 2 期