鋼鐵集團(tuán)在動(dòng)力能源介質(zhì)計(jì)量?jī)x表的選型上，為了避免各類(lèi)動(dòng)力能源介質(zhì)管網(wǎng)壓力損失，滿足各廠礦動(dòng)力能源介質(zhì)管網(wǎng)壓力的需求，大量選用了壓損低、能耗少、精度穩(wěn)定的均速管流量計(jì)，使動(dòng)力能源介質(zhì)管網(wǎng)壓力損失降到了。由于均速管流量計(jì)產(chǎn)生的差壓一般在1 kPa 以下，為了能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出流體流量，通常選用智能微差壓變送器與其配合使用，組成智能差壓式流量測(cè)量?jī)x表。差壓式流量計(jì)的流量和差壓成開(kāi)方關(guān)系，流量越小則放大倍數(shù)越大，造成的測(cè)量誤差也越大。由于微差壓變送器的壓差比較小，更容易受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素如溫度、震動(dòng)等的影響，出現(xiàn)零點(diǎn)漂移產(chǎn)生較大的虛假流量，造成計(jì)量失準(zhǔn)及生產(chǎn)事故。目前在處理和解決此類(lèi)故障時(shí)，主要采取的措施是定期進(jìn)行差壓變送器零點(diǎn)調(diào)整，或根據(jù)氣溫變化情況及時(shí)進(jìn)行差壓變送器零點(diǎn)校對(duì)，不僅增加了儀表維護(hù)人員的工作量和工作難度，而且也不能從根本上解決問(wèn)題。我們通過(guò)對(duì)常用的幾種智能微差壓變送器環(huán)境溫度、震動(dòng)、電源電壓、安裝方式進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，掌握環(huán)境因素對(duì)微差壓變送器零點(diǎn)漂移的影響，并根據(jù)影響程度尋找出科學(xué)的解決辦法，最終通過(guò)對(duì)安裝方式及檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化改造等技術(shù)手段，解決變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題，減少環(huán)境因素造成計(jì)量失準(zhǔn)事故的數(shù)量，為今后能夠合理選擇、使用、安裝微差壓變送器提供可靠參數(shù)和依據(jù)，以降低微差壓變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題的發(fā)生。
一、存在的問(wèn)題
近年來(lái)，由于環(huán)境溫度變化而造成的微差壓變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題比較多，甚至造成計(jì)量數(shù)據(jù)失準(zhǔn)或生產(chǎn)事故。以碳鋼冷軋煤氣混合加壓站熱值控制故障為例，此系統(tǒng)主要以高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣混合配比實(shí)現(xiàn)熱值自動(dòng)控制，為了提高測(cè)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，高爐煤氣設(shè)計(jì)有大、小管切換功能，由于氣溫回升，班組安排停運(yùn)大管高煤流量?jī)x表保溫，使得差壓變送器的環(huán)境溫度由白天的30 ℃降至夜間的4 ℃，導(dǎo)致大管高爐煤氣流量差壓變送器產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，漂移量超過(guò)流量?jī)x表小信號(hào)切除點(diǎn)，造成高爐煤氣流量疊加突然增加2800 ～ 3000 m3 /h( 而實(shí)際大管高爐煤氣切斷閥處于關(guān)閉狀態(tài)并沒(méi)有流量) ，該虛假信號(hào)通過(guò)比值調(diào)節(jié)，造成焦?fàn)t煤氣流量也相應(yīng)增加，使得去往罩式爐的主管混合煤氣熱值從7600 kJ /m3 左右增加到9500 kJ /m3左右，超過(guò)了罩式爐允許的熱值范圍，造成罩式爐熄火，這是典型的溫度變化造成的變送器零點(diǎn)漂移生產(chǎn)事故。酒鋼7#高爐凈煤發(fā)生量選用威力巴流量計(jì)，設(shè)計(jì)流量為505 000 m3 /h，差壓為595 Pa，由于差壓比較小，為了使變送器能檢測(cè)到較小的差壓，采用縮短導(dǎo)壓管路，將變送器直接安裝在減壓閥后凈煤管道上，存在的弊端就是無(wú)法避免現(xiàn)場(chǎng)震動(dòng)對(duì)變送器的影響。在生產(chǎn)過(guò)程中7#高爐產(chǎn)生的煤氣量在36 萬(wàn)m3 /h 左右，一路通過(guò)TＲT 余壓發(fā)電站后進(jìn)入高煤總管，流量在30 萬(wàn)m3 /h 左右，與TＲT 并聯(lián)的另一路煤氣經(jīng)減壓閥組后進(jìn)入高煤總管，流量在6 萬(wàn)m3 /h 左右。由于減壓閥組現(xiàn)場(chǎng)管道震動(dòng)較大，經(jīng)常造成差壓變送器發(fā)生零點(diǎn)漂移，漂移量在4． 03 mA 左右，相當(dāng)于1 Pa 左右的壓差。以此漂移量為例，在TＲT 停機(jī)時(shí)，36 萬(wàn)m3 /h 左右的高爐煤氣量全部經(jīng)減壓閥組后進(jìn)入高煤總管，此時(shí)減壓閥后威力巴流量計(jì)的差壓為302 Pa 左右，微差壓變送器工作在滿量程的2 /3 左右，誤差很小，假如此時(shí)微差壓變送器出現(xiàn)的漂移仍為4．03 mA( 1 Pa) 左右，對(duì)應(yīng)的流量為360374m3/h，多計(jì)了374m3 /h，產(chǎn)生的誤差也在可控范圍，不會(huì)造成太大的計(jì)量偏差; 而當(dāng)TＲT 發(fā)電時(shí)減壓閥組只流過(guò)6萬(wàn)m3/h 左右的煤氣，此時(shí)差壓為8.4Pa，微差壓變送器工作在滿量程的1/10 左右，基本處于小信號(hào)切除點(diǎn)附近，假如此時(shí)的漂移仍為4.03 mA(1Pa) 左右，則對(duì)應(yīng)的流量為63474m3/h，實(shí)際多計(jì)了3474m3/h，通過(guò)這個(gè)煤氣發(fā)生量的運(yùn)行實(shí)例可以看出，現(xiàn)場(chǎng)震動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很大的計(jì)量誤差。隨著自動(dòng)化企業(yè)制造技術(shù)的不斷更新，一些新型智能化微差壓變送器也應(yīng)用到各化工和冶金行業(yè)，新型智能微差壓變送器優(yōu)點(diǎn)很多；如美國(guó)麥德勝M(fèi)adshen ，采取了零點(diǎn)漂移的控制措施，挑選質(zhì)量性能穩(wěn)定的電子元器件并進(jìn)行老化處理，采取而特殊的電路補(bǔ)償和調(diào)制手段，選用性能穩(wěn)定的供電電源，基本上能解決零點(diǎn)漂移問(wèn)題。
微差壓變送器產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因很多，如電源電壓不穩(wěn)、元器件性能劣化、環(huán)境溫度變化、震動(dòng)、安裝方式等，其中最主要的因素是溫度的變化。由于變送器測(cè)量膜盒內(nèi)的液體介質(zhì)會(huì)隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生熱脹冷縮，從而導(dǎo)致變送器輸出產(chǎn)生漂移，變送器內(nèi)各電子元器件也會(huì)受溫度影響而產(chǎn)生變化，最終導(dǎo)致變送器輸出變化。在以上因素中最難控制的也是溫度變化產(chǎn)生的影響，特別是地處西北地區(qū)，平均晝夜溫差在10 ℃以上，這些因素都是很難控制的，要想讓變送器長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作，就必須定期和不定期進(jìn)行零點(diǎn)檢查調(diào)整，此項(xiàng)工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且不能從根本上解決零點(diǎn)漂移問(wèn)題，因此只有通過(guò)對(duì)微差壓變送器零點(diǎn)漂移進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，才能掌握各類(lèi)品牌變送器在實(shí)際應(yīng)用中的漂移參數(shù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇可靠性好、穩(wěn)定性高的差壓變送器，以保證測(cè)量過(guò)程中微差壓變送器零點(diǎn)漂移量達(dá)到最小。
變送器的零點(diǎn)漂移問(wèn)題，會(huì)影響到生產(chǎn)工藝過(guò)程及計(jì)量數(shù)據(jù)結(jié)算。而且每年都有大部分微差壓變送器由于零點(diǎn)漂移嚴(yán)重被更換下線，這不僅造成了備件費(fèi)用的增加，也使工人的勞動(dòng)強(qiáng)度加大，更關(guān)鍵的是影響到公司的正常生產(chǎn)和數(shù)據(jù)結(jié)算。在流量測(cè)量的過(guò)程中，雖然無(wú)法避免變送器的零點(diǎn)漂移，但可以通過(guò)模擬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)研究，找出影響變送器零點(diǎn)漂移的主要因素，制定有效的技術(shù)改進(jìn)措施，可以有效降低變送器零點(diǎn)漂移對(duì)生產(chǎn)和計(jì)量工作的影響，進(jìn)而為提高變送器測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性提供參考依據(jù)，有助于后續(xù)工作的展開(kāi)。
二、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解決方案
通過(guò)對(duì)常用的3種品牌智能微差壓變送器模擬實(shí)驗(yàn)可以看出，微差壓變送器在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中均會(huì)受到環(huán)境溫度、安裝方式及震動(dòng)等的影響，均會(huì)產(chǎn)生較大的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，雖然各生產(chǎn)廠商選用的生產(chǎn)原料、采用的生產(chǎn)工藝和技術(shù)補(bǔ)償手段不同，生產(chǎn)出的智能微差壓變送器的性能指標(biāo)也各不相同，因而產(chǎn)生的漂移量也各有差異。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，目前還沒(méi)有從根本上解決變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題。但為了降低微差壓變送器的漂移量，提高微差壓變送器測(cè)量流量的穩(wěn)定性，使流量測(cè)量誤差控制在可控范圍內(nèi)，避免流量?jī)x表出現(xiàn)計(jì)量異議和生產(chǎn)故障，在今后的維護(hù)和設(shè)備安裝過(guò)程中，通過(guò)合理的儀表選型及規(guī)范的施工安裝等一些具體的技術(shù)控制措施，也可以很好地解決微差壓變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題。
首先，變送器的正確選型是保證儀表正常工作和安全生產(chǎn)的前提。在今后儀表選型過(guò)程中應(yīng)盡量避免選擇微差壓變送器測(cè)量介質(zhì)流量，以保證儀表的測(cè)量精度。如果必須選擇微差壓變送器，應(yīng)盡量避免把差壓量程選在變送器量程的下限附近，工作量程選用在變送器量程上限的1/3 ～ 1/2范圍內(nèi)，才能地保證整機(jī)精度達(dá)到使用要求。
其次是現(xiàn)場(chǎng)施工安裝變送器時(shí)要盡量避開(kāi)環(huán)境溫度變化劇烈的地方或高溫區(qū)域。同時(shí)應(yīng)避免將變送器安裝在就地震動(dòng)場(chǎng)所和在線傾斜安裝，防止由于振動(dòng)對(duì)變送器產(chǎn)生干擾，應(yīng)按照儀表工施工規(guī)范，采用引壓管路將變送器安裝在無(wú)明顯震動(dòng)、溫度變化相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，引到儀表專(zhuān)用變送器小房?jī)?nèi)，并按照技術(shù)要求對(duì)導(dǎo)壓管( 毛細(xì)管) 進(jìn)行固定，并設(shè)置保溫設(shè)施，使變送器的環(huán)境溫度在可控范圍。
同時(shí)在日常維護(hù)中，應(yīng)定期檢查微差壓變送器零點(diǎn)輸出值，并根據(jù)輸出值變化情況來(lái)分析變送器是否受周?chē)h(huán)境影響或是自身性能問(wèn)題，以制定出相應(yīng)的解決對(duì)策及維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，才能保證微差壓變送器的穩(wěn)定運(yùn)行。
會(huì)員1.png)