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差壓式孔板流量計(jì)

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蘇州華陸儀器儀表有限公司

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差壓式孔板流量計(jì)在LNG裝置中的應(yīng)用，差壓式流量計(jì)在測(cè)量過程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些故障，故障的及時(shí)判定分析和處理，對(duì)正在進(jìn)行的生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。根據(jù)日常維護(hù)中的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。

詳細(xì)介紹

差壓式孔板流量計(jì)在LNG裝置中的應(yīng)用

在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，差壓式變送器在壓力、壓差、流量方面的測(cè)量，得到了非常廣泛應(yīng)用，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。由于新疆廣匯150萬立方/天LNG裝置在連續(xù)性、安全性方面要求很高的特點(diǎn)，因此在自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)、選型等各方面都將處于*地位，裝置中所選用的差壓變送器是蘇州華陸儀器儀表有限公司生產(chǎn)的3051型差壓變送器，和節(jié)流元件配合使用，組成變壓式流量計(jì)，用來測(cè)量流量。如果在正常生產(chǎn)時(shí)，不能及時(shí)迅速解決出現(xiàn)的問題，就會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，甚至危及生產(chǎn)安全，因此對(duì)LNG裝置現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)人員的技術(shù)水平提出了更高要求。

一、差壓式流量計(jì)組成
差壓式流量計(jì)由節(jié)流元件、差壓變送器、三閥組、引壓管、根部閥等組成。
二、差壓式流量計(jì)工作原理
通過引壓管，將節(jié)流元件的差壓引入差壓變送器。來自正、負(fù)引壓管的壓力直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測(cè)量元件上，測(cè)量元件將測(cè)得的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)化器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。
三、變壓變送器在LNG裝置中的流量測(cè)量應(yīng)用方式
差壓變送器在LNG裝置中的流量測(cè)量應(yīng)用方式是與節(jié)流元件相結(jié)合，利用節(jié)流元件的前后產(chǎn)生的差壓值測(cè)量液體流量，如圖1所示：
節(jié)流元件采用的是標(biāo)準(zhǔn)孔板，取壓方式選用的是法蘭取壓，差壓變送器的安裝位置高于測(cè)量介質(zhì)，引壓管的敷設(shè)采用坡度敷設(shè)方式，主要是為了利于將管道內(nèi)的冷凝液回流到工藝管道內(nèi)，防止積液。
四、差壓式孔板流量計(jì)常見故障分析
差壓式孔板流量計(jì)在測(cè)量過程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些故障，故障的及時(shí)判定分析和處理，對(duì)正在進(jìn)行的生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。根據(jù)日常維護(hù)中的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納了一些判定分析方法和分析流程。
（一）引壓管堵塞
1．負(fù)引壓管堵塞。當(dāng)流量增加而負(fù)引壓管又堵塞時(shí)，流量計(jì)示值會(huì)升高。當(dāng)流量降低而負(fù)引壓管又堵塞時(shí)，流量計(jì)示值下降。管道中流量不變（保持原流量），則其流量計(jì)示值不變。
2．正引壓管堵塞。當(dāng)流量增加時(shí)，流體管道中的靜壓力亦相應(yīng)增加，設(shè)其增加值為P0，同時(shí)，因流速增加而靜壓降低，設(shè)其值為P1。若P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若P0>P1，則流量計(jì)示值增加；若P0<P1，則流量計(jì)示值降低。當(dāng)流量降低時(shí)，流體管道中的靜壓力亦相應(yīng)降低，設(shè)其降低值為P1，同時(shí)，因流速降低而靜壓升高，設(shè)其值為P0。若P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若P0>P1，則流量計(jì)示值下降；若P0<P1，則流量值升高。管道中流量不變（保持原流量），則其流量計(jì)示值不變。
（二）引壓管泄漏
1．負(fù)引壓管泄漏。當(dāng)流量F增加，而負(fù)引壓管泄漏時(shí)，則流量值會(huì)增加。當(dāng)流量下降時(shí)，負(fù)引壓管靜壓增高為P0，負(fù)引壓管泄漏為P1。若P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若P0>P1，則流量計(jì)示值升高；若P0<P1，則流量計(jì)示值下降。
2．正引壓管泄漏。當(dāng)流量增加時(shí)，負(fù)引壓管靜壓下降為P0，正引壓管泄漏為P1。若P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若P0>P1，則流量計(jì)示值升高；若P0<P1，則流量計(jì)示值下降。
（三）引壓管積液
當(dāng)正引壓管積液時(shí)，測(cè)量的流量會(huì)比管道內(nèi)流體的實(shí)際流量小。當(dāng)負(fù)引壓管積液時(shí)，測(cè)量的流量會(huì)比管道內(nèi)流體的實(shí)際流量大。
（四）平衡閥泄漏
當(dāng)正引壓管泄漏時(shí)，測(cè)量的流量會(huì)比管道內(nèi)流體的實(shí)際流量小。
（五）差壓變送器的正負(fù)壓室裝反
當(dāng)差壓變送器的正負(fù)壓室裝反時(shí)，測(cè)量的流量會(huì)比管道內(nèi)流體的實(shí)際流量小。此類故障在更換變壓變送器時(shí)會(huì)遇到。
（六）孔板裝反
當(dāng)孔板裝反時(shí)，測(cè)量的流量會(huì)比管道內(nèi)流體的實(shí)際流量小。此類故障在裝置生產(chǎn)初期較為常見，在正常生產(chǎn)時(shí)，可以不予以考慮。
（七）變送器硬件故障處理方法
硬件故障處理方法有：（1）調(diào)查法：回顧故障發(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、引壓管的泄露，回路的過熱，供電開關(guān)狀態(tài)等。（3）檢測(cè)法。1）短路檢測(cè)：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(chǎng)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的電磁信號(hào)而干擾通訊；2）短路檢測(cè)：在保證安全的情況下，將相關(guān)部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導(dǎo)壓管斷開，可將導(dǎo)壓管斷開，從一次取壓閥外直接將差壓信號(hào)直接引到差壓變送器雙側(cè)，觀察變送器輸出，以判斷引壓管路的堵、漏的連通性。（4）替換檢測(cè)：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時(shí)更換一塊，以確定原因。（5）分部檢測(cè)：將測(cè)量回路分割成幾個(gè)部分，如：供電電源、信號(hào)輸出、信號(hào)變送、信號(hào)檢測(cè)，按分部分檢查，由簡(jiǎn)至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。
（八）變送器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤
變送器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤也會(huì)導(dǎo)致流量測(cè)量不準(zhǔn)確。比如工作模式設(shè)置錯(cuò)誤、零點(diǎn)量程設(shè)置錯(cuò)誤等。
五、差壓式流量計(jì)常見故障處理方法
（一）差壓式流量計(jì)在正常運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)的故障多是差壓變送器的零點(diǎn)漂移、引壓管的堵塞或泄漏和引壓管積液
1．在現(xiàn)場(chǎng)判斷差壓變送器的工作正常與否時(shí)，通常只對(duì)差壓變送器的零點(diǎn)和變化趨勢(shì)進(jìn)行檢查。（1）零點(diǎn)檢查：關(guān)閉三閥組的正、負(fù)壓截止閥，打開平衡閥，此時(shí)差壓變送器輸出電流為4mA。如果不是4mA，則說明零點(diǎn)有漂移現(xiàn)象，需要對(duì)差壓變送器的零點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。（2）變化趨勢(shì)檢查：零點(diǎn)檢查后，各閥恢復(fù)原來的開表狀態(tài)，打開負(fù)壓室的排氣排污閥，此時(shí)差壓變送器的輸出為*大。若打開正壓室排氣排污閥，則輸出為*小。在打開排氣排污閥時(shí)，被測(cè)介質(zhì)排出很少或沒有，則說明引壓管有堵塞現(xiàn)象，需設(shè)法疏通。
2．引壓管堵塞。（1）一般情況下，引壓管的堵原因主要是由于差壓變送器引壓管不定期排污或測(cè)量介質(zhì)粘稠、帶顆粒物等原因造成。（2）當(dāng)引壓管堵塞時(shí)，可使用鋼絲或鐵絲將其堵塞位置暢通，如無法疏通，則使用0.3MPa蒸汽加以沖洗。使用蒸汽沖洗后仍沒有解決引壓管堵塞，則應(yīng)動(dòng)用焊具，更換引壓管的堵塞部分，使其恢復(fù)正常運(yùn)行。
3．引壓管泄漏。引壓管的泄漏多為接頭處的泄漏。比如根部閥與管子的接頭處泄漏，三閥組與管子的接頭處泄漏。當(dāng)引壓管接頭泄漏時(shí)，可以用肥皂水進(jìn)行查找，找到泄漏處，將其堅(jiān)固即可解決泄漏。當(dāng)引壓管破裂時(shí)，只要將破裂處更換即可解決泄漏。
4．引壓管積液。（1）差壓式孔板流量計(jì)在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)引壓管內(nèi)部積存液體的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，往往會(huì)致使測(cè)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┎▌?dòng)。由于LNG裝置中的介質(zhì)多為氣體，引壓管的積液會(huì)嚴(yán)重影響流量的測(cè)量。（2）當(dāng)引壓管積液時(shí)，如果是一般的測(cè)量用差壓式孔板流量計(jì)，可以將根部閥關(guān)閉，打開三閥組上的排放閥，再慢慢的打開根部閥，將積液排出引壓管及變送器，然后將三閥組上的排放閥關(guān)閉，即可解決因積液引起的測(cè)量誤差。（3）當(dāng)引壓管積液時(shí)，如果差壓式流量計(jì)參與控制，則應(yīng)將控制回路改為手動(dòng)控制，然后再進(jìn)行處理。（4）當(dāng)引壓管積液時(shí)，如果差壓式流量計(jì)帶有聯(lián)鎖信號(hào)，則應(yīng)先用HART手操器給差壓式流量計(jì)一個(gè)工藝允許的強(qiáng)制信號(hào)，然后再進(jìn)行處理。
（5）引壓管積液如不及時(shí)排除，在冬季還易造成冰堵，從而使差壓流量計(jì)無法正常工作。（6）當(dāng)引壓管有積液的可能時(shí)，我要嚴(yán)格按要求敷設(shè)引壓管，以利于積液流回管道；定時(shí)進(jìn)行排液。并且加伴熱，防止冰堵。
（二）典型故障案例分析
1．案例1：（1）故障現(xiàn)象：新疆廣匯150萬立方/天LNG裝置中的一臺(tái)原料氣壓縮機(jī)出口流量計(jì)。選用的是差壓式流量計(jì)，其測(cè)量介質(zhì)為天然氣，某次檢修結(jié)束后，在啟動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，該流量計(jì)無法達(dá)到正常流量，導(dǎo)致壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速無法提高，不能給后序工段提供原料。（2）處理步驟：出現(xiàn)這種情況時(shí)，首*行了現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，確認(rèn)根部閥、排放閥、三閥組及平衡閥的開關(guān)狀態(tài)是否正常。結(jié)果均正確無誤。然后又對(duì)引壓管進(jìn)行了檢漏，結(jié)果也沒有發(fā)現(xiàn)有泄漏的地方。我們又懷疑是不是引壓管有堵塞。在我們進(jìn)行引壓管堵塞檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)引壓管是正常的，沒有堵塞現(xiàn)象，而是平衡閥不能關(guān)嚴(yán)。（3）處理結(jié)果：*后，將差壓變送器的三閥組進(jìn)行了更換。流量顯示正常。故障得到了解決。
2．案例2：（1）故障現(xiàn)象：新疆廣匯150萬立方/天LNG裝置中，有一臺(tái)測(cè)量精制水的差壓式孔板流量計(jì)，在一次校驗(yàn)結(jié)束，將該表安裝投用時(shí)，發(fā)現(xiàn)在相同的工況，該表的測(cè)量結(jié)果明顯低于以往的測(cè)量結(jié)果。（2）處理步驟：首*行了現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，確認(rèn)根部閥、三閥組及平衡閥的開關(guān)狀態(tài)是否正常。結(jié)果均正確無誤。其次又對(duì)引壓管進(jìn)行了堵塞檢查。結(jié)果也沒有發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象，引壓管也是正常的。然后我們又對(duì)該表的零點(diǎn)及量程進(jìn)行了檢查，并且進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，結(jié)果是這個(gè)表的零點(diǎn)、量程及線性度都很好，檢查其它的參數(shù)，也沒有錯(cuò)誤的地方。在用壓力表分別測(cè)量正、負(fù)引壓管的壓力時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，將正引壓管連接到差壓變送器的負(fù)壓室，而負(fù)壓管連接到差壓變送器的正壓室。
（3）處理結(jié)果：將正引壓管連接到差壓變送器的正壓室，負(fù)引壓管連接到差壓變送器的負(fù)壓室后，差壓式流量計(jì)的流量顯示恢復(fù)了正常。
六、結(jié)語
新疆廣匯150萬立方/天LNG裝置從建設(shè)至今已有6年的時(shí)間，在這6年里，差壓式孔板流量計(jì)出現(xiàn)過各種故障，希望總結(jié)出來的這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)芙o以后的工作帶來參考。

關(guān)鍵詞：孔板流量計(jì) 控制系統(tǒng) 儀表差壓變送器儀器儀表