差壓變送器典型故障分析

摘要：差壓變送器是測(cè)量變送器兩端壓力之差的變送器。測(cè)量介質(zhì)正負(fù)兩端的壓力差，轉(zhuǎn)化成可以反應(yīng)壓力差的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)（4~20mA）。現(xiàn)介紹差壓變送器的工作原理，對(duì)差壓變送器實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)致除氧器液位調(diào)節(jié)器指示波動(dòng)的故障逬行分析處理，消除了故障癥結(jié)。
1.引言
　　差壓變送器主要用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的差壓、壓力、液位和密度，然后將其轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)輸出。差壓變送器由膜盒組件和智能轉(zhuǎn)換部件組成。其原理如圖1所示。
 
2.工作原理
　　在膜盒組件中，硅諧振式傳感器上的兩個(gè)H型諧振梁分別將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，然后用頻率差分技術(shù)將兩頻差信號(hào)輸出到脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，經(jīng)特性修正后送微處理器。特性修正存儲(chǔ)器的功能是存放單晶硅諧振梁在制造過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)，以便根據(jù)變送器工作時(shí)所處的條件對(duì)諧振信號(hào)進(jìn)行修正。
　　智能轉(zhuǎn)換部件的功能是將傳感器的信號(hào)經(jīng)微處理器處理后，由D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于測(cè)量信號(hào)的4~20mA模擬信號(hào)，或由I/O接口部件轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，此信號(hào)疊加在4~20mA模擬信號(hào)上，并和模擬信號(hào)一起傳送出去。由于數(shù)字信號(hào)是以正弦波的形式出現(xiàn)的，數(shù)字的不同只是頻率的差異，所以數(shù)字信號(hào)的平均值為0，對(duì)4~20mA模擬信號(hào)不起影響。轉(zhuǎn)換部件中的存儲(chǔ)器是存放變送器輸入輸出關(guān)系及在組態(tài)過(guò)程中的各種信息，如位號(hào)、測(cè)量范圍、阻尼時(shí)間、輸出方式、工程單位等。所以在實(shí)際應(yīng)用中，差壓變送器的是對(duì)節(jié)流元件的推力或在節(jié)流元件前后形成的差壓，根據(jù)流體流量與節(jié)流元件前后差壓平方根成正比，最終將差壓信號(hào)開(kāi)方運(yùn)算后得到流量信號(hào)。
3.案例
　　某煤業(yè)蒸汽動(dòng)力廠130ｔ／ｈ循環(huán)流化床鍋爐脫鹽水總管流量，采用孔板節(jié)流裝置和EJA差壓變送器配套測(cè)量。其安裝示意圖如圖２所示。
　　工藝反映脫鹽水總管流量表指示波動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)檢查引壓管路無(wú)跑冒滴漏現(xiàn)象，保溫?zé)o破損，伴熱無(wú)泄漏，現(xiàn)場(chǎng)與主控室指示一致。按照檢查步驟H1，首先確認(rèn)變送器工作狀態(tài)：①零點(diǎn)檢查。關(guān)閉正負(fù)壓截止閥，打開(kāi)平衡閥，此時(shí)變送器輸出指示0％。②變化趨勢(shì)檢查。零點(diǎn)檢查后，各閥恢復(fù)原來(lái)開(kāi)表狀態(tài)，打開(kāi)負(fù)壓室排氣排污閥，此時(shí)變送器指示滿量程，若只打開(kāi)正壓室排污閥，則輸出最小。
通過(guò)以上步驟可以確認(rèn)，導(dǎo)壓管路以及各閥門無(wú)堵塞、內(nèi)漏現(xiàn)象，變送器電氣測(cè)量回路也無(wú)任何問(wèn)題。
　　在３＃爐除氧器給水熱力控制系統(tǒng)中，脫鹽水總管流量表用來(lái)測(cè)量來(lái)自尿素廠的脫鹽水流量，其簡(jiǎn)單工藝流程見(jiàn)圖3所示。
 
　　來(lái)自尿素廠的脫鹽水供給除氧器。除氧器液位調(diào)節(jié)器LIC-75102調(diào)節(jié)除氧器液位控制調(diào)節(jié)閥LV-75102的開(kāi)度來(lái)控制脫鹽水的流量，PIT-75103、LIT-75102對(duì)除氧器壓力、液位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。由圖3可知，當(dāng)除氧器液位LIT-75102波動(dòng)、除氧器液位調(diào)節(jié)器LIC-75102的PID參數(shù)⑴設(shè)置不合理都會(huì)引起Lv-75102波動(dòng)，從而使PIT-75108指示忽高忽低，同樣除氧器壓力PIT-75103實(shí)測(cè)值的高低變化也會(huì)造成脫鹽水總管流量表的指示波動(dòng)。經(jīng)與工藝人員配合檢查，確認(rèn)LIT-75102、PIT-75103指示穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)Lv-75102閥位開(kāi)度穩(wěn)定，可以排除儀表控制系統(tǒng)波動(dòng)造成脫鹽水總管流量表波動(dòng)的可能性。
　　工藝方面，排除幾乎所有問(wèn)題的可能性，但是卻忽略了引壓管路中工藝介質(zhì)的工作狀況。當(dāng)引壓管中的除鹽水在伴熱溫度較高的情況下，會(huì)汽化產(chǎn)生氣泡，冒出的氣泡因浮力作用上升而破裂，從而對(duì)所測(cè)壓力產(chǎn)生擾動(dòng)，如果是伴熱溫度恒定的話，這一干擾性呈規(guī)律性的存在，而這—過(guò)程將導(dǎo)致變送器輸出的波動(dòng)，具體分析如圖4。