寶德壓力變送器工作原理及故障診斷
在測量過程中,,變速器常常會出現(xiàn)一些故障,,對正在進(jìn)行了生產(chǎn)來說,及時判定分析和理行是至關(guān)重要的,。根據(jù)日常維護(hù)中的經(jīng)驗,,人們總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程,。
(1)調(diào)查法?;仡櫣收习l(fā)生前的打火,、冒煙、異味,、供電變化,、雷擊、潮濕,、誤操作,、誤維修。
(2)直觀法,。觀察回路的外部損傷,、導(dǎo)壓管的泄漏,回路的過熱,,供電開關(guān)狀態(tài)等,。
(3)檢測法。
斷路檢測:將懷疑有故障的部分與其它部分分開來,,查看故障是否消失,如果消失,,則確定故障所在,,否則可進(jìn)行下一步查找,如:智能差壓變送器不能正常Hart遠(yuǎn)程通訊,,可將電源從儀表本體上斷開,,用現(xiàn)場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的電磁信而干擾通訊,。
短路檢測:在保證安全的情況下,,將相關(guān)部分回路短接,如:差變送器輸出值偏小,,可將導(dǎo)壓管斷開,,從一次取壓閥外將差壓信引到差壓力變送器雙側(cè),觀察變送器輸出,,以判斷導(dǎo)壓管路的堵,、漏的連通性。
替檢測:將懷疑有故障的部分更,,判斷故障部位,。如:懷疑變送器電路板發(fā)生故障,可臨時更一塊,,以確定原因,。
分部檢測:將測量回路分割成幾個部分,,如:供電電源、信輸出,、信變送,、信檢測,按分部分檢查,,由簡至繁,,由表及里,縮小范圍,,找出故障位置,。
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典型故障案例
1、導(dǎo)壓管堵塞
以正導(dǎo)壓管堵塞為例來分析導(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,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,對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信開方)輸出的影響:
設(shè)原流量為F1,,P1=P1+-P1-,,F(xiàn)'1=K,F(xiàn)'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(xiàn)'2=K,,F(xiàn)'2為流量增加后的變送器輸出值。
由于正壓管堵塞,,則當(dāng)實際流量分別為F1,、F2時,P1+=P2+,;
當(dāng)流量增加時,,P2-出現(xiàn)如下變化:因為實際流量增加為F2,則與原流量F1時相比,,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
同樣:
當(dāng):P0=P0?時,,則:F'2=K =K,F(xiàn)'2= F'1,,變送器輸出不變,。
當(dāng):P0>P0?時,則:F'2=K =K,,F(xiàn)'2< F'1,,變送器輸出變大。
當(dāng):P0 F'1,,變送器輸出變小,。
當(dāng)流量減小時,對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信開方)輸出的影響,。
設(shè)原流量為F1,,P1=P1+-P1-,F(xiàn)'1=K,,F(xiàn)'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(xiàn)'2=K,F(xiàn)'2為流量減小后的變送器輸出值,。
由于正壓管堵塞,,則當(dāng)實際流量分別為F1、F1時,,P1+=P2+;
當(dāng)實際流量由F1減小到F2時,,管道中的靜壓也相應(yīng)的降低,,設(shè)降低值為P0;同時,,當(dāng)實際流量下降至F2時,,P2-值也要因為管內(nèi)流體流速的降低而升高,設(shè)升高值為P0’,。
此時,,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,則:F'2=K=K,,F(xiàn)'2= F'2,,變送器輸出不變;
當(dāng):P0>P0?時,,則:F'2=K=K,,F(xiàn)'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量導(dǎo)壓管不定期排污或測量介質(zhì)粘稠,、帶顆粒物等原因造成。
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2,、導(dǎo)壓管泄漏
以正導(dǎo)壓管泄漏來分析導(dǎo)壓管泄漏出現(xiàn)的故障現(xiàn)象,。如圖1所示,萊鋼集團(tuán)某加熱爐儀表控制閥用凈化風(fēng)總管線的流量測量方式為:節(jié)流孔板+差壓變送器,。裝置生產(chǎn)正常時的用風(fēng)流量基本是穩(wěn)定的,,但在后期的生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)用風(fēng)流量比正常值下降了很多。
經(jīng)過檢查,,二次儀表(DCS)組態(tài)及電信回路工作正常,,變送器送檢定標(biāo)定正常,于是懷疑問題出現(xiàn)出導(dǎo)壓上,,經(jīng)過檢查,,由于正導(dǎo)壓管焊接不好造成泄漏所至,經(jīng)過補焊堵漏后,,流量測量恢復(fù)正常,。
下面我們分析正導(dǎo)壓管泄漏時反映出的故障現(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,,對EJA變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信開方)輸出的影響
設(shè)原流量為F1,P1=P1+-P1-,,F(xiàn)'1=K,,F(xiàn)'1為變化前的變送器輸出值
設(shè)增加后的實際流量為F2,(即:F2>F1),,F(xiàn)'2=K,,F(xiàn)'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,,變送器輸出不變
當(dāng):P0?>Ps,正壓導(dǎo)管泄漏,而流量上升時,,變送器輸出增加
當(dāng):P0?當(dāng)流量下降時,,對變送器(變送器本身進(jìn)行輸出信開方)輸出的影響
設(shè)下降后的實際流量為F2,即:F2因流量下降,,管道靜壓下降值P0,,同時由于流體流速下降,負(fù)壓管靜壓增加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-(Ps+P0')
F'2=K =K
即:當(dāng)流量下降時,變送器輸出總是小于實際流量,。
實際上,,當(dāng)泄漏量非常小的時候,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,所測流量與實際流量相比有較大時才會發(fā)現(xiàn),,這時即使是實際流量上升,,總是P0'<即:
P2<< P1,
F'2<上述儀表控制閥用凈風(fēng)管線的流量測量就這屬于這種情況,。
3,、平衡閥泄漏
設(shè)流量為F,P1=P1+-P1-,,F(xiàn)'1=K,,F(xiàn)'1為平衡閥泄漏前的變送器(帶開方)輸出值
我們設(shè)管道內(nèi)流體流量在沒有變化的情況下做分析
設(shè)泄漏的壓力為PS,
則:
泄漏后的正負(fù)導(dǎo)壓管的靜壓為:
P2+=P1+-PS,,P2-=P1-+PS
P2=P2+-P2-=P1-2,,PS,
則:
F'2=K=K
即:
F'2解析
4,、氣體流量導(dǎo)壓管積液情況下的變送器測量
由于氣體流量取壓方式不對或?qū)汗馨惭b不符合要求(與水平成不小于1:12的斜度連續(xù)下降) 時,常常造成導(dǎo)壓管內(nèi)部積存液體的現(xiàn)象,。這種現(xiàn)象的出現(xiàn),往往會致使測量不準(zhǔn),,如果在變送器量程很小的情況下,,甚至?xí)斐勺兯推鬏敵龅囊恍┎▌印?br />萊鋼大型1#1880高爐的煤氣流量測量系統(tǒng),,系統(tǒng)為節(jié)流孔板+差變送器,,取壓方式為環(huán)取壓,煤氣流動方向為向下,,放空方式為安全考慮,,設(shè)為集中式排放。
本測量系統(tǒng)剛投用時工作正常,運行一段時間以后,,測得的流量逐漸變大,,放空后正常,工作一段時間后,,測得的流量又逐漸變大,。
經(jīng)過檢查,二次儀表(DCS)組態(tài)及電信回路工作正常,,變送器送檢定標(biāo)定正常,,用側(cè)漏儀表查雙側(cè)導(dǎo)管正常。經(jīng)過分析,,為煤氣脫水干燥不凈,,煤氣中含水,由于液體自上而下流動,,部分水聚集于孔板正壓測,,并逐漸沿正壓導(dǎo)壓管流動集中至zui下端,造成正負(fù)導(dǎo)壓管中積液高度不一至,,差壓變送器測量出現(xiàn)正向,,顯示為流量增大。
分析:
設(shè)正導(dǎo)壓管取壓點壓力為P+,,負(fù)導(dǎo)壓管取壓點壓力為P-,,差壓變送器正端壓力為P+?,差壓變送器負(fù)端壓力為P-?,。
P=P+-P-
P'=P+?-P-?
正常測量下:
P=P?
設(shè)正常測量狀態(tài)下的流量為F,,則F=K
這里K為常系數(shù)。
設(shè)液體水的密度為ρ,,則在正導(dǎo)壓管積液高度為h+,負(fù)導(dǎo)壓管積液高度為h-的情況下:
P+?=P++ρgh+
P-?=P-+ρgh-
P?=P+?-P-?=P++ρh+-(P-+ρh-)=P+ρ(h+-h-)
則變送器輸出為:
F?=K
當(dāng)h+>h-時,,變送器實際測得的差壓增大,輸出流量信變大,,
當(dāng)h+即:變送器測量輸出的流量信與實際流量不符,,產(chǎn)生測量。
以上是對于測量診斷壓力變送器故障的方法,,還有更多的方法等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn),,去解決
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