差压变送器在应用中的故障诊断与分析
时间:2021-08-04 08:57:36
差压变送器故障诊断与应用分析
差压变送器是工业自动化生产中用于测量压力差流量的一种方法,在自动控制系统中有着**的应用。目前,随着差压变送器在石化、钢铁、造纸、食品、医药等行业的自动化水平不断提高,差压变送器的应用范围越来越广,生产中遇到的问题也越来越多,加上安装、使用、维修人员的水平差异,使出现的问题不能快速解决,一定程度上影响了差压变送器的正常应用,甚至危及生产安全,因此对现场仪表维护人员的技术水平提出更高的要求。
2、工作原理和故障诊断。
2.1差压变送器的工作原理。
双侧导管差压直接作用在变送器感应器的双侧隔膜上,通过膜片上的密封液传到测量元件上,测量元件将测得的差压信号转化为对应的电信号,再通过电波放大等处理后的标准电信号输出。差压变送器的几种测量方法
(1)结合节流元件,利用节流元件前后产生的差压数值测量液体流量,如图1所示。
(2)利用液体自身重力产生的压差,如图2所示,测量液体高度。
(3)直接测量不同管道、罐体的液体压力差异,如图3所示。
图1流体流量测量图2液位高度测量图3管间差压测量差压变送器的安装包括导压管、敷设电气信号电缆、差压变送器。
2.2差压变送器故障诊断。
传感器在测试过程中,经常会出现一些故障,及时判断故障并进行分析和处理,对正常生产有重要意义。对日常维护工作中,总结和归纳了一些判断分析方法和分析流程。
(1)检验方法:检查故障发生前有无打火、冒烟、臭气、电源变化、雷击、受潮、误操作、误维修。
(2)直观的方法:观察回路外部损伤,导压管泄漏,电路过热,电源开关状态等。
(3)检验:
断线检测:将怀疑故障的部件与其它部件分离,检查故障是否消失;如果故障消失,确定故障所在;否则,可以进行下一步查找,如:智能差压变送器不能正常Hart远程通信,可将仪表本体的电源断开,用另加电源的方法为变送器通电,以查看是否电缆干扰通信,用另加电源的方法为变送器通电,看是否电缆干扰通信。
短路检测:在保证安全的情况下,直接将相关部件回路短接,如:差变送器输出值偏小,可将导压管断开,从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧,观察变送器输出,以判断导压管路是否堵漏连接。
替换检测:将怀疑故障的零件更换,判断出故障的位置。如:怀疑变送器电路板有故障,可临时更换一块以确定原因。
局部检测:将测量回路分成几个部分,例如:供电电源、信号输出、信号转换、信号检测、分项检验、由简到繁、由表到里、缩小范围、故障位置。
3、典型故障情况。
3.1导压管堵塞。
文章以正导管塞为例,分析了导压管堵塞故障现象。在仪表维护中,由于差压变送器导压管排放不及时,或介质脏污、粘连等,极易发生正负导压管堵塞,表现为:输出端下降、上升或不变。当流量增大时,对变送器的输出影响(变送器本身对输出信号开放):
设置初始流量F1,P1=P1+-P1,F'1=K,F'1=F'1,F'1=F'1。
F2=F2,即:F2>F1,P2=P2+-P2-,F’2=K,F’2=K,F’2=F’2表示增加流量后变送器的输出值。
正压阻塞时,实际流量F1、F2时,P1+=P2+;
当流增加时,P2-发生如下变化:由于实际流量增加到F2,相对于原始流量F1,在管道中的静压力也相应增加,设增值为P0,同时由于在管道中流体流速的增加,减小了P0?,目前的P2-和P1-关系为:
P2-=P1-+P0-P0?
P2=P2+-P2-=P1+-(P1-+P0-P0?)P1+(P0?-)P0)
然后:F'=K=K。
以下是:
P0=P0?Time:F'2=K=KF'2=F’1发送器输出没有变化。
P0>P0?Time:F’2=K=K,F’2指P0F’1,发送器输出变小。
当流速减小时,输出信号对变送器(变送器本身输出)的影响。
设置初始流量F1,P1=P1+-P1-,F'1=K,F'1=F'1,F'1表示发送端的输出值。
当流速降低后为F2,(即:F2>F1),P2=P2+-P2-,F'2=K,F'2=K,F'2表示减小流量后变送器的输出值。
如F1、F1的实际流量正压阻塞,P1+=P2+;
当实际流量由F1降至F2后,管道内静压力也随之减小,P0为P0,当流量下降到F2时,P0'被设定为P0'。
此时,P2-与P1-之间为:
P2-=P1--P0+P0'
P2=P2+-P2-=P1+-(P1+P0’)=P1+(P0-P0’)
F’2=K=K。
以下是:
P0=P0?Time:F'2=K=KF'2=F’2发送器输出不变;
P0>P0?时则:F’2=K=K,F’2>F’1,变送器输出变大;
如为P0。
一般来说,引起导压管堵塞的原因主要是测量导压管不定期排污或测量介质粘稠、带微粒所致。
3.2导压管泄漏。
利用管道正向泄漏分析导压管泄漏故障现象。如图1所示,莱钢集团加热炉仪表控制阀净化风总管道流量的测量方式为:节流孔板+差压变送器。装置正常运行时用风量基本稳定,但在生产后期用风量较正常值大幅下降。
经过检测,二次仪表(DCS)配置和电信回路正常,传输器回路正常,传输器回路校准正常,因此怀疑出现了导压问题,经检查,由于正导压管焊接不稳,泄漏所至,并进行补焊后流量测量恢复正常。
下面我们分析了正导压管泄漏时反映的故障现象。
传感器正导压管泄漏的现象是:输出端下降,上升不变。
分析:
当流量增加时,对变送器输出信号打开(变送器本身)的影响。
设置初始流量F1,P1=P1+-P1,F'1=K,F'1=F'1,F'1=F'1。
在流速增加后,实际流速是F2(即F2>F1),F'2=K,F’2表示增流器输出的数值。
随着流量的增加,管内静压力上升至P0,但随着流速的增加,实际压管静压降至P0?正压管漏气降至Ps。
P2+=P1++P0-Ps,P2-=P1-+P0-P0?
P2=P2+-P2-=P1+(P0?-Ps)
还有。
比如:P0?Ps正压管道泄漏,当流量增加时,变送器输出不变。
比如:P0?>Ps正压管道泄漏,随着流量的增加,变送器输出增大。
比如:P0?
当流量下降时,对变送器输出信号打开(变送器本身打开)的影响。
下落后的实际流量是F2,即:F2。
因为下降的流量,管道静压下降值P0,同时由于流体流速降低,