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KIMO凱茂壓力變送器的(de)故障處(chu)理及注(zhu)意事項
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差壓變送器故障診斷
變送器在(zai)測(ce)量過程中(zhong)，常(chang)常(chang)會出現一(yi)些故(gu)障，故(gu)障的(de)及時判定分(fen)(fen)析(xi)(xi)和處理，對正在(zai)進行了生產來說至(zhi)關重要的(de)。我們根據日常(chang)維護(hu)中(zhong)的(de)經驗，總結歸(gui)納了一(yi)些判定分(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)法和分(fen)(fen)析(xi)(xi)流程。
(1)調查(cha)法。回顧故障發(fa)生(sheng)前的(de)打火(huo)、冒煙、異(yi)味、供(gong)電(dian)變化、雷擊、潮(chao)濕、誤(wu)操(cao)作(zuo)、誤(wu)維修。
(2)直觀(guan)法。觀(guan)察回路的外部損傷(shang)、導(dao)壓(ya)管的泄漏，回路的過(guo)熱(re)，供電開(kai)關狀態(tai)等。
(3)檢測法。
·.斷(duan)路檢測：將懷疑(yi)有故(gu)障(zhang)的(de)(de)部(bu)分(fen)與其它部(bu)分(fen)分(fen)開來，查(cha)看故(gu)障(zhang)是(shi)(shi)否消失(shi)，如果消失(shi)，則(ze)確定故(gu)障(zhang)所在，否則(ze)可進(jin)行下(xia)一步查(cha)找(zhao)，如：智能(neng)差壓變(bian)送器不能(neng)正常Hart遠(yuan)程通(tong)訊(xun)(xun)，可將電(dian)源(yuan)從儀表本體上斷(duan)開，用現場另加電(dian)源(yuan)的(de)(de)方法為變(bian)送器通(tong)電(dian)進(jin)行通(tong)訊(xun)(xun)，以(yi)查(cha)看是(shi)(shi)否電(dian)纜是(shi)(shi)否疊加約2kHz的(de)(de)電(dian)磁(ci)信號而(er)干擾通(tong)訊(xun)(xun)。
·.短路檢測：在保證安全的情況下，將(jiang)相(xiang)關部(bu)分回(hui)路直接短接，如：差(cha)變(bian)(bian)送(song)器(qi)輸出值偏(pian)小，可將(jiang)導(dao)壓(ya)(ya)管斷開(kai)，從一次取壓(ya)(ya)閥外直接將(jiang)差(cha)壓(ya)(ya)信號直接引到差(cha)壓(ya)(ya)變(bian)(bian)送(song)器(qi)雙(shuang)側，觀察變(bian)(bian)送(song)器(qi)輸出，以判斷導(dao)壓(ya)(ya)管路的堵、漏的連通性。
·替換(huan)檢(jian)測：將懷疑有故(gu)障(zhang)的部(bu)分更(geng)換(huan)，判斷故(gu)障(zhang)部(bu)位。如：懷疑變送器電路(lu)板發生(sheng)故(gu)障(zhang)，可臨時更(geng)換(huan)一塊(kuai)，以確定原因。
·分(fen)(fen)部(bu)檢(jian)測：將測量(liang)回路分(fen)(fen)割成幾(ji)個(ge)部(bu)分(fen)(fen)，如：供電電源、信(xin)號輸出、信(xin)號變(bian)送(song)、信(xin)號檢(jian)測，按分(fen)(fen)部(bu)分(fen)(fen)檢(jian)查，由簡至(zhi)繁，由表及里，縮小(xiao)范(fan)圍(wei)，找出故障位置。
3 典型故障案例
3.1導壓管堵塞
以(yi)正導(dao)壓管(guan)堵(du)塞(sai)(sai)為例來分析導(dao)壓管(guan)堵(du)塞(sai)(sai)出(chu)(chu)現(xian)的故障現(xian)象(xiang)。在(zai)儀表維護中，由于差壓變(bian)送(song)(song)器導(dao)壓管(guan)排放不及時(shi)，或介質臟、粘(zhan)等(deng)原因，容易發生(sheng)正負導(dao)壓管(guan)堵(du)塞(sai)(sai)現(xian)象(xiang)，其(qi)表現(xian)特征為：變(bian)送(song)(song)器輸(shu)出(chu)(chu)下(xia)降(jiang)、上升或不變(bian)。當流量增加時(shi)，對變(bian)送(song)(song)器(變(bian)送(song)(song)器本身進行輸(shu)出(chu)(chu)信號開方)輸(shu)出(chu)(chu)的影響：
設原流量為F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1為變化前的變送器輸出值，
設增加后的流(liu)量(liang)(liang)為(wei)F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2為(wei)流(liu)量(liang)(liang)增加后的變送器輸出值。
由于正(zheng)壓管堵(du)塞，則當實(shi)際(ji)流量分別為F1、F2時(shi)，P1+= P2+；
當流(liu)(liu)量(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)時，P2-出現如下變(bian)化(hua)：因為(wei)實際(ji)流(liu)(liu)量(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)為(wei)F2，則與原流(liu)(liu)量(liang)F1時相比，管(guan)道內的(de)靜壓力也相應增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，設增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)值為(wei)P0，同時P2- 因管(guan)道中流(liu)(liu)體流(liu)(liu)速的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)而(er)產生的(de)靜壓減小，減小值為(wei)P0?，此時P2-與P1- 的(de)關系為(wei)：
P2- = P1-+ P0- P0?
則： P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)= P1+( P0?-P0)
則： F’現=K = K
樣：
當 P0=P0?時 則：F’2=K =K F’2= F’1 變送器輸出不(bu)變。
當(dang) P0>P0?時(shi) 則(ze)： F’2=K =K ,F’2< F’1,變送器輸出(chu)變大。
當 P0<P0?時 則： F’2=K =K ,F’2> F’1 ,變送器輸出變小。
當(dang)流量減小時(shi)，對變送器(變送器本身(shen)進行輸出(chu)(chu)信號開(kai)方)輸出(chu)(chu)的影響。
設原流量(liang)為F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1為變化前的變送器輸出值(zhi)。
設減(jian)小(xiao)(xiao)后(hou)的(de)流量(liang)為F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2為流量(liang)減(jian)小(xiao)(xiao)后(hou)的(de)變(bian)送器輸(shu)出值。
由于正(zheng)壓管堵(du)塞(sai)，則(ze)當(dang)實際流量分別為F1、F1時，P1+= P2+；
當實際(ji)流量由F1減小(xiao)到F2時，管道中的靜(jing)壓也(ye)相應的降低，設降低值(zhi)為(wei)(wei)P0；同時，當實際(ji)流量下降至F2時，P2-值(zhi)也(ye)要(yao)因為(wei)(wei)管內(nei)流體流速的降低而升高，設升高值(zhi)為(wei)(wei)P0’。
此時(shi)，P2-與(yu)P1-的關(guan)系為(wei)：-
P2-= P1-- P0+ P0’
P2= P2+- P2-= P1+-( P1-- P0+ P0’)= P1+( P0- P0’)
F’2=K = K
這樣：
當 P0=P0?時 則：F’2=K =K F’2= F’2 變送器輸出不變；
當 P0>P0?時 則(ze)： F’2=K =K ,F’2> F’1,變送(song)器輸出(chu)變大；
當 P0<P0?時 則： F’2=K =K ,F’2< F’1 ,變送器(qi)輸出變小。
一般情況下，導壓管的堵原因主要是由于(yu)測(ce)量(liang)(liang)導壓管不定期排(pai)污或(huo)測(ce)量(liang)(liang)介質粘稠、帶顆粒物等原因造成。
3.2導壓管泄漏
以(yi)正導壓管(guan)泄(xie)漏來分析(xi)導壓管(guan)泄(xie)漏出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)(de)故(gu)障現(xian)象。萊鋼集團公司某加(jia)熱(re)爐儀表(biao)控制閥(fa)用(yong)(yong)凈化風(feng)(feng)總管(guan)線的(de)(de)(de)(de)流(liu)量(liang)測量(liang)方式為：節流(liu)孔板+差壓變(bian)送器(qi)。裝置生產(chan)正常時(shi)的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)風(feng)(feng)流(liu)量(liang)基本是穩定的(de)(de)(de)(de)，但在后期的(de)(de)(de)(de)生產(chan)過程(cheng)中發現(xian)用(yong)(yong)風(feng)(feng)流(liu)量(liang)比正常值下(xia)降了很多。
經(jing)過(guo)檢查，二次儀(yi)表(DCS)組態及電信號(hao)回路工(gong)作正(zheng)常(chang)，變(bian)送(song)器送(song)檢定室(shi)標定正(zheng)常(chang)，于是懷疑(yi)問題出現出導壓(ya)上，經(jing)過(guo)檢查，由(you)于正(zheng)導壓(ya)管焊(han)接不好造(zao)成(cheng)泄(xie)漏所至，經(jing)過(guo)補焊(han)堵漏后，流量測量恢復正(zheng)常(chang)。
下面(mian)我們分析正導壓(ya)管(guan)泄漏時反映(ying)出的故(gu)障現(xian)象。
正導(dao)壓管泄漏(lou)的現象是(shi)：變送(song)器輸出下(xia)降、上升及(ji)不變
分析：
當流(liu)量上升時，對EJA變送器(變送器本身進行(xing)輸(shu)出信號(hao)開方)輸(shu)出的影響
設(she)原流量(liang)為(wei)F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1為(wei)變(bian)化前的變(bian)送器(qi)輸出(chu)值，
設增加(jia)后(hou)的(de)實(shi)際(ji)流量(liang)為(wei)F2，(即：F2>F1)，F’2=K ，F’2為(wei)流量(liang)增加(jia)后(hou)的(de)變送器輸(shu)出值。
因流量增加(jia)，管(guan)道(dao)靜(jing)壓(ya)(ya)增加(jia)為(wei)P0，隨(sui)著流速的增大(da)，實(shi)際(ji)壓(ya)(ya)管(guan)靜(jing)壓(ya)(ya)減(jian)小為(wei)P0?，正壓(ya)(ya)管(guan)泄漏降壓(ya)(ya)下降為(wei)Ps
則(ze)：P2+= P1++P0-Ps，P2- = P1- +P0- P0?
P2= P2+- P2- = P1+( P0? - Ps)
那么
當：P0?=Ps 正壓導管(guan)泄漏，而流量上升時，變送(song)器輸出不變
當：P0?>Ps 正壓導管(guan)泄漏，而流(liu)量上升(sheng)時，變送器輸出增加
當：P0?<Ps 正壓導管(guan)泄漏(lou)，而流量上升時，變送(song)器輸出(chu)減小
當(dang)流量下降時，對變送器(變送器本身進行輸出信號開(kai)方)輸出的(de)影(ying)響(xiang)
設下降后的實際流量(liang)為F2，即(ji)：F2<F1，F’2=K , F’2為流量(liang)減小(xiao)后的變送器(qi)輸出值。
因流(liu)(liu)量下(xia)降(jiang)，管道靜壓(ya)下(xia)降(jiang)值P0，同時由于流(liu)(liu)體流(liu)(liu)速下(xia)降(jiang)，負(fu)壓(ya)管靜壓(ya)增加P0?，正壓(ya)管泄漏降(jiang)壓(ya)下(xia)降(jiang)為Ps
則(ze)：P2+= P1+-P0-Ps，P2- = P1- -P0+ P0?
P2= P2+- P2- = P1-( Ps + P0’)
F’2=K =K
即(ji)：當流(liu)量(liang)下降時，變送(song)器(qi)輸出總是小于實際流(liu)量(liang)。
實際(ji)上(shang)，當(dang)泄漏量非常(chang)小的(de)時(shi)候(hou)，由(you)于(yu)種種原因(yin)，工藝(yi)操作或(huo)儀表維修護(hu)人員很難發現(xian)，只有當(dang)泄漏量大，所測流(liu)量與實際(ji)流(liu)量相(xiang)比(bi)有較大誤差時(shi)才(cai)會發現(xian)，這時(shi)即使是(shi)實際(ji)流(liu)量上(shang)升，總是(shi)P0’ <<Ps，
即： P2<< P1，
F’2<<F’1
上述(shu)儀表(biao)控制(zhi)閥用凈風管線的流量測量就這屬于這種情況。
3.3 平衡閥泄漏
設流量為F， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1為平(ping)衡閥泄漏前的變送器(qi)(帶開方)輸出值
我們假設管道內(nei)流體流量在沒有變化的情況下(xia)做分析
設泄(xie)漏(lou)的壓力(li)為PS，
則：泄漏后的正負(fu)導壓(ya)管(guan)的靜壓(ya)為：
P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS
P2= P2+- P2- = P1-2 PS，則
F’2=K = K
即：F’2<F’1，變送器(qi)測量輸出小于實際(ji)流量值
3.4氣體流量(liang)導壓管積液情況下的變送(song)器測量(liang)誤(wu)差
由于(yu)氣體流(liu)量(liang)(liang)取壓方式(shi)不對或導壓管安裝不符合要求(與水平成不小(xiao)于(yu)1：12的(de)斜度連續下降) 時,常常造成導壓管內(nei)部積存液體的(de)現(xian)(xian)(xian)象。這種現(xian)(xian)(xian)象的(de)出現(xian)(xian)(xian)，往往會致使測量(liang)(liang)不準，如果(guo)在變送(song)器量(liang)(liang)程很小(xiao)的(de)情況下，甚至會造成變送(song)器輸出的(de)一些波動(dong)。
如圖4，萊鋼大型1#1880高爐的煤氣流量測量系統(tong)，系統(tong)為(wei)(wei)(wei)節流孔板+差變送器，取壓(ya)方(fang)(fang)式(shi)為(wei)(wei)(wei)環室取壓(ya)，煤氣流動方(fang)(fang)向為(wei)(wei)(wei)向下，放(fang)空方(fang)(fang)式(shi)為(wei)(wei)(wei)安全考慮，設為(wei)(wei)(wei)集中式(shi)排放(fang)。
本測(ce)量(liang)系統剛投用時(shi)工作正常，運行(xing)一(yi)(yi)段時(shi)間以后(hou)，測(ce)得(de)的流(liu)量(liang)逐(zhu)漸變大(da)，放(fang)空后(hou)正常，工作一(yi)(yi)段時(shi)間后(hou)，測(ce)得(de)的流(liu)量(liang)又逐(zhu)漸變大(da)。
經過檢查，二次儀表(biao)(DCS)組態及電信號(hao)回路工作正(zheng)(zheng)常(chang)，變送(song)器送(song)檢定室標定正(zheng)(zheng)常(chang)，用側漏儀表(biao)查雙(shuang)側導管正(zheng)(zheng)常(chang)。經過分析，為煤(mei)氣(qi)脫水干燥不凈(jing)，煤(mei)氣(qi)中含水，由于液體自(zi)上而下流(liu)動，部分水聚集于孔板正(zheng)(zheng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)測，并逐漸沿正(zheng)(zheng)壓(ya)(ya)(ya)(ya)導壓(ya)(ya)(ya)(ya)管流(liu)動集中至最下端，造(zao)成正(zheng)(zheng)負導壓(ya)(ya)(ya)(ya)管中積(ji)液高度不一至，差壓(ya)(ya)(ya)(ya)變送(song)器測量(liang)出現正(zheng)(zheng)向(xiang)誤(wu)差，顯示為流(liu)量(liang)增(zeng)大。
分析：
設(she)正導壓(ya)管(guan)取壓(ya)點壓(ya)力(li)(li)(li)為P+，負(fu)導壓(ya)管(guan)取壓(ya)點壓(ya)力(li)(li)(li)為P-，差壓(ya)變送(song)器(qi)正端壓(ya)力(li)(li)(li)為P+?，差壓(ya)變送(song)器(qi)負(fu)端壓(ya)力(li)(li)(li)為P-?。
P= P+- P-
P’= P+?- P-?
正常測量下：
P= P?
設正常測量狀態(tai)下(xia)的流量為F，則 F=K
這里 K為常系數。
設液體(ti)水的(de)密度為(wei)ρ，則在正導(dao)壓管積液高度為(wei)h+,負導(dao)壓管積液高度為(wei)h-的(de)情況下：
P+?= P++ρgh+
P-?= P-+ρgh-
P?= P+?- P-?= P++ρ h+-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-)
則變送器輸出為：
F?=K
當h+>h-時 變(bian)送器實際測得的差壓增大，輸出流量(liang)信號變(bian)大，
當h+<h-時 變送器實際測得的差壓減小，輸出流量信號變小，
即：變送(song)器測(ce)量(liang)輸出(chu)的流量(liang)信號與(yu)實際流量(liang)不(bu)符，產生(sheng)測(ce)量(liang)誤差。
