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博羅第三方儀器校準機構,差壓變送器典型故障案例

差壓變送器典型故障案例

1導壓管堵塞

以正導壓管堵塞為例來分析導壓管堵塞出現的故障現象。在儀表維護中，由于差壓變送器導壓管排放不及時，或介質臟、粘等原因，容易發生正負導壓管堵塞現象，其表現特征為：變送器輸出下降、上升或不變。當流量增加時，對變送器（變送器本身進行輸出信號開方）輸出的影響：

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，

設增加后的流量為F2，（即：F2>F1），P2=P2+-P2-，F’2=K，F’2為流量增加后的變送器輸出值。

由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F2時，P1+=P2+；

當流量增加時，P2-出現如下變化：因為實際流量增加為F2，則與原流量F1時相比，管道內的靜壓力也相應增加，設增加值為P0，同時P2-因管道中流體流速的增加而產生的靜壓減小，減小值為P0?，此時P2-與P1-的關系為：

P2-=P1-+P0-P0?

則：P2=P2+-P2-=P1+-（P1-+P0-P0?）=P1+（P0?-P0）

則：F’現=K=K

這樣：

當P0=P0時則：F’2=K=KF’2=F’1變送器輸出不變。

當P0>P0?時則：F’2=K=K,F’2 　　

當P0F’1,變送器輸出變小。

當流量減小時，對變送器（變送器本身進行輸出信號開方）輸出的影響。

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。

設減小后的流量為F2，（即：F2>F1），P2=P2+-P2-，F’2=K，F’2為流量減小后的變送器輸出值。

由于正壓管堵塞，則當實際流量分別為F1、F1時，P1+=P2+；

當實際流量由F1減小到F2時，管道中的靜壓也相應的降低，設降低值為P0；同時，當實際流量下降至F2時，P2-值也要因為管內流體流速的降低而升高，設升高值為P0’。

此時，P2-與P1-的關系為：-

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=KF’2=F’2變送器輸出不變；

當P0>P0?時則：F’2=K=K,F’2>F’1,變送器輸出變大；

當P0一般情況下，導壓管的堵原因主要是由于測量導壓管不定期排污或測量介質粘稠、帶顆粒物等原因造成。

2導壓管泄漏

以正導壓管泄漏來分析導壓管泄漏出現的故障現象。如圖1所示，萊鋼集團公司某加熱爐儀表控制閥用凈化風總管線的流量測量方式為：節流孔板+差壓變送器。裝置生產正常時的用風流量基本是穩定的，但在后期的生產過程中發現用風流量比正常值下降了很多。

經過檢查，二次儀表（DCS）組態及電信號回路工作正常，變送器送檢定室標定正常，于是懷疑問題出現出導壓上，經過檢查，由于正導壓管焊接不好造成泄漏所至，經過補焊堵漏后，流量測量恢復正常。

下面我們分析正導壓管泄漏時反映出的故障現象。

正導壓管泄漏的現象是：變送器輸出下降、上升及不變

分析：

當流量上升時，對變送器（變送器本身進行輸出信號開方）輸出的影響

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，

設增加后的實際流量為F2，（即：F2>F1），F’2=K，F’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：P0?=Ps正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出不變

當：P0?>Ps正壓導管泄漏，而流量上升時，變送器輸出增加

當：P0

當流量下降時，對變送器（變送器本身進行輸出信號開方）輸出的影響

設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：當流量下降時，變送器輸出總是小于實際流量。

實際上，當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人員很難發現，只有當泄漏量大，所測流量與實際流量相比有較大誤差時才會發現，這時即使是實際流量上升，總是P0’<

即：P2< 　　

F’2<

上述儀表控制閥用凈風管線的流量測量就這屬于這種情況。

3平衡閥泄漏

設流量為F，P1=P1+-P1-，F’1=K，F’1為平衡閥泄漏前的變送器（帶開方）輸出值

我們假設管道內流體流量在沒有變化的情況下做分析

設泄漏的壓力為PS，

則：泄漏后的正負導壓管的靜壓為：

P2+=P1+-PS，P2-=P1-+PS

P2=P2+-P2-=P1-2PS，則

F’2=K=K

即：F’2

3.4氣體流量導壓管積液情況下的變送器測量誤差

由于氣體流量取壓方式不對或導壓管安裝不符合要求（與水平成不小于1：12的斜度連續下降）時,常常造成導壓管內部積存液體的現象。這種現象的出現，往往會致使測量不準，如果在變送器量程很小的情況下，甚至會造成變送器輸出的一些波動。

如圖4，萊鋼大型1#1880高爐的煤氣流量測量系統，系統為節流孔板+差變送器，取壓方式為環室取壓，煤氣流動方向為向下，放空方式為安全考慮，設為集中式排放。

本測量系統剛投用時工作正常，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。

經過檢查，二次儀表（DCS）組態及電信號回路工作正常，變送器送檢定室標定正常，用側漏儀表查雙側導管正常。經過分析，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，并逐漸沿正壓導壓管流動集中至下端，造成正負導壓管中積液高度不一至，差壓變送器測量出現正向誤差，顯示為流量增大。

分析：

設正導壓管取壓點壓力為P+，負導壓管取壓點壓力為P-，差壓變送器正端壓力為P+?，差壓變送器負端壓力為P-?。

P=P+-P-

P’=P+?-P-?

正常測量下：

P=P

設正常測量狀態下的流量為F，則F=K

這里K為常系數。

P?=P+?-P-?=P++ρh+-（P-+ρh-）=P+ρ（h+-h-）

則變送器輸出為：

F?=K

當h+>h-時變送器實際測得的差壓增大，輸出流量信號變大，

當h+

即：變送器測量輸出的流量信號與實際流量不符，產生測量誤差。

這里，由于正壓導管取壓方式的原因，隨著時間的增加，h+逐漸大于h-，測得的流量也增大。

經過典型故障案例，對使用差壓變送器的測量回路由于導壓管原因造成回路測量故障做了一些分析。

這幾種故障都是在儀表設備維護中非常常見的，通過分析可以看到，無論是導壓管堵塞、還是導壓管中積水，同樣的故障，其表征出來的現象有時并不同，所以我們在分析問題時應該是辯證的，具體情況具體分析。

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