差压式流量故障判断与处理

差压式流量故障判断与处理差压式流量计又称节流式流量计，是工业生产中测量流量最成熟、最常用的一种测量仪表。它是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差来实现流量测量。目前在分公司的生产过程中广泛应用于蒸汽、水、空气等介质的测量中。一．差压流量计的组成：二．差压流量计的工作原理：流体在装有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处,流体的静压力发生变化的现象称为节流现象。节流装置是一种放在管道中的局部收缩元件。沿管道流动的流体。由于有压力而具有静压能，同时有流速又具有动能。这两种形式的能量在一定条件下可以相互转化，但参加转换的能量总和保持不变。连续流动的流体遇到安装在管道内的节流装置时，受到节流装置的阻碍作用而形成流束的局部收缩，流体的流通面积减小，流速增大从而动能增大。由于能量守恒，其静压力必然减小。由于惯性作用，流束的最小收缩截面并不在节流装置的开孔处，而在其后某一位置。此处流差压流量计一般由节流装置（标准孔板、喷嘴、弯管、涡街等）、导压管、三阀组、差压变送器、一次阀、排污阀组成（如右图）。速最大，相应的静压力最小。也就是说。当流休流经节流装置时，在节流装置的前后会产生压力差。节流装置前流体压力较高，称为正压，以“+”表示;节流装置后流体压力较低，称为负压，以“—”表示。节流装置前后压差的大小与流量有关。管道中流体的流量越大.在节流装置前后产生的压差也越大。只要测出节流装置前后压差的大小，就可知道管道中流量的大小，这就是节流装置测量流量的基本原理。三.差压流量计的故障判断与处理：（一）引起仪表故障主要源于以下两方面：1、工艺原因。2、仪表原因。其中仪表原因又可分为表本身和辅助部件两部分。仪表本身包括：流量计，变送器，测温元件，显示仪等；辅助部件包括：阀门，导压管，罐，接头，伴热保温等。而引发故障的根源多是辅助部件造成的。查找故障的正常顺序为：先工艺后仪表。首先所做的工作应该找工艺操作人员，详细了解是在什么情况下发生的故障，并到现场查看与出现故障仪表有关的工艺流程，介质状态（温度，压力）及阀门开度，机泵运行状况。有时常常是工艺状况发生改变或出现了异常，但某些操作人员尚不清楚，误判断为仪表故障。如果仪表维护人员没有正真弄清楚故障原因，就对仪表系统进行拆卸检查，不但不能解决问题，反而会使故障扩大，甚至使问题变得越处理越复杂。举例如下：1、工艺负荷发生了变化，操作人员仍按改变前的经验数据去分析判断，可能就会把正确的流量值误认为有偏差。2、管道内的实际流量太小，已经处于流量计测量死区，仪表没有显示是正常的，但却被误认为是故障。3．工艺管道阀门虽然关闭了但是由于阀内漏，管道内实际有流量在流动，却误认为仪表在空跑数。4．蒸气长距离输送或管道保温不好，使得流过流量计的干饱和蒸汽变成了含水的湿饱和蒸汽，依据压力和温度查得的密度是有误差的，甚至这些蒸汽冷凝液可能经疏水器排掉啦，由此必然造成计量误差。总之,工艺上的一些原因，使流量发生变化的情况是复杂多变的。在这种情况下，除了认真检查外，有时等待观察一段时间，待工艺恢复正常了，仪表故障可能也会随之消失。仪表原因造成的故障及处理：如果确认工艺系统正常的话，再开始检查仪表系统。仪表系统引起故障的原因还要分两部分，仪表本身的问题及辅助部件的问题。就两者故障率来讲，辅助部件故障出现的机率比仪表本身高得多，所以是重点检查部分。对于检查故障的顺序没有固定规律，一般依据故障现象初步判定大体部位后再动手处理。1.管道有流量仪表无输出：这种故障比较容易判断，第一步首先检查变送器供电是否正常，若供电正常，测量一下是否有电流输出（应大于4mA），若有电流输出说明故障基本不在变送器，应检查仪表显示部分。若无电流输出或电流小于等于4mA，则应进一步检查变送器。对于电流小于4mA的，可能是零点偏低较大造成流量较小时无输出，可通过重新调零检查处理。对于无电流输出或电流小于等于2mA的，可能是变送器出了故障。对于智能性变送器,若仪表本身出了故障，一般都有故障代码显示（无表头的可通过手操器查看），可依据此判断故障的原因。在确认仪表正常的情况下，进行下一步对辅助部件的检查，辅助部件引起的原因有：三阀组平衡阀内漏或没有关严，造成变送器高低压室压力平衡而没有输出。一般情况下，平衡阀内漏不容易检查判断，这里介绍一种粗略判断方法。先把三阀组的正负阀关闭，打开平衡阀待变送器输出为零后再关闭，然后打开正向阀看变送器输出是否快速上升，若上升较慢或达不到最大值，说明平衡阀内漏严重。导压管路正向（高压）存在泄漏。检查的部位包括：正向根部和阀门，罐，各个接头，三阀组，变送器上的排放旋塞是否旋紧，排污或排气阀是否关严或内漏等，一一仔细试漏检查。对于有表头显示的可以从显示是否跑零下来判断，对于无表头的，总的现象时无输出（其实已是4mA以下了）。特别是对于低差压量程或在流量较小时，正向导压部分一点泄露都会造成无输出。导压管路正向（高压）有堵塞部位（包括阀门，罐等），虽然刚堵塞时的这段管内的压力憋住可以保持，暂时不会造成仪表无输出。但是一旦管道压力变化了，变化的压力不能及时传送到变送器的高压侧，其结果对变送器输出高低的影响是不确定的，但有时可能造成负向压力大于正向压力，使仪表输出零下或零的故障。检查的方法是打开排污或排气阀判断，可根据排放量是否畅通或排放压力的大小，依据经验就可以判断是否存在堵塞故障。一般通过排放就可以排除堵塞的问题。2.管道无流量仪表有输出：首先检查是否是变送器零位不正常造成。造成零位不正常主要原因是：一是变送器零点偏高；二是没设置小信号切除或切除之太小。对于零点偏高的处理，重新进行调零调整。对于第二个原因，解决的办法：适当进行小信号切除。负向导压管路有漏点，即使管道无流量时，正压管路的压力也会大于负压管路的压力。有一个附加差压作用于变送器上，造成有流量输出，检查的方法及部位同上。对于负压（真空）工艺管道，若正向导压管路有漏点，同样会使无流量时变送器有输出，但是在线查漏困难。负压管路内部堵塞，分析同前，一旦管道压力变化（虽然无流量）由于正，负管路不能同步变化，有时可能造成正向大于负向，使变送器有输出，可采用排放方法处理。对于无流量有输出的故障，如一时不好判断，可把正负导压管路中的介质全部排放干净，按照前面讲述的方法重新开表并进行系统调零后，有时故障也能消除（特别对液中含气，气中含液的现象是比较有效的）。3.流量信号不稳定：这种故障大多数是取压管路等辅助部件原因造成的，仪表本身故障很少发生，所以重点先排查辅助部件。导压管路或变送器测量室内寄存气体（测量液体和蒸汽介质时）或液体（测量气体介质时）造成。解决的办法是:可打开管路的下部（或上部）排污（或排气）阀进行排放。同时打开变送器上的排液排气旋塞排放，一般通过排放就可以解决的（关于带隔离液和危险介质的注意方法同上）有伴热的管路，伴热温度过高（在现场曾发生过已到了夏季伴热仍未停的情况），使导压管内的液体局部汽化，会造成输出无规律波动。由于保温层包裹，一时不好判断，可采取临时停掉伴热源观察一段时间（注意太冷季节不能太久，否则会冻结）看波动是否好转或消除来判断，或者把伴热阀关小试一段时间，基本就可以判断出原因。另一个原因是伴热温度不够造成导压管路有局部冻凝，但并没有完全冻死，也会造成压力信号传递不畅使流量波动。可以通过检查伴热阀门开度及热源来判断处理导压管内有杂质、赃物等呈似堵非堵状态（没有完全堵死）造成差压信号传递不畅通，也会使输出无规律波动，也是通过排放来解决。变送器接线端子松动或导线接触不良使信号时有时无，重新接线处理4.对于可能是流量仪表存在问题，分析和处理主要从以下几个方面入手：1导压管路有泄漏点，正向漏，指示偏低；平衡阀微漏，指示低，处理的方法是，仔细查找管路上的所有部件（包括阀门，接头、排污、排气阀等）的漏点。2有伴热措施的正、负导压管伴热不均，但尚未达到气化或冻结程度，使两根导压管内冷凝液密度不相等带来误差（严重时刻误差很大），若正向管伴热温度高，仪表指示偏低，若负向管伴热温度高，指示偏高。处理:重新正确伴热保温或想办法使正负导压管环境温度相同，管内冷凝液温度相同。3导压管路或变送器测量室存有非被测介质，使得的导压管内的静压不等，带来附加误差使侧量失准。处理：对管路和变送器进行排放并重新开表。4正或负导压管路堵塞，真实的差压信号不能及时传递给变送器，使输出不变或变化滞后，造成误差。处理：通过排放处理。5有隔离液的系统，某种原因造成正负罐液位不相等，使正负管路静压不相等带来的附加误差。处理：检查确认后重新注入隔离液。6没有进行正确调零或长期没有检查零位，变送器零位或系统零位已经发生偏移，使得这个偏差始终影响全量程的测量。处理：重新进行正确的系统或变送器调零。7正或负向根部阀有一个开度太小，使差压传递失真或传递滞后，造成测量误差。处理：使二阀开度一致。8变送器和显示仪重复开方造成正误差。由于现在使用的二次显示仪表或DCS系统，对差压式流量仪表的运算模型大多都是固定开方模式，所以要求差压变送器必须是线性输出，如果变送器误设定为开方后输出，则会带来很大误差。处理：变送器改为线性输出。9小信号切除设置不当。在变送器和显示仪表上都有小信号切除功能，若设定过大可能造成流量丢失，若设置过小可能使一些干扰信号当作流量累积，这些都可能造成累积流量的误差。处理：正确设定小信号切除值。10显示仪表设定的数据与变送器的设定数据不一致造成误差。例如差压变送器的量程，带有温，压补偿的压力变送器的量程等，显示仪表必须与之一一对应。时有发生差压量程更改了，但却忘记同时应把显示仪表的设定也改过来，发生这种情况必然带来误差。11密度不准造成误差。由于差压式流量计实际测量的与大多数流量仪表一样都是流体的工况体积流量，而用于贸易结算和显示的质量流量或标准体积流量，是通过与密度运算得到得。因此密度不准流量就必然存在误差。密度不准的原因主要有：a测量系统无补偿措施，实际工况偏离设计状态较大造成。b补偿仪表误差大（压力、温度引起的原因见前面讲述）。c蒸气密度错误采用气态方程补偿，而不是采用专用公式或查蒸汽密度表得到。12在实际测量中还常发生这样的问题：用不同类型的流量计测量同一个流量时，时而出现较大较大的误差，但有时又正常。对于一个管路上装有不同类型的流量计，偏差无规律出现如何进行分析和查找。当蒸汽流量在6t/h流量时，塔形和涡街都可以正常准确的测量，而均速管和弯管流量计因为蒸汽流速已经小于其可测的下限，因而都不能正常工作（丢失流量）。如果用这类流量计与塔形（V形锥）流量计测出的数据去对比，肯定是有误差而且有时会较大（小流量时间越长误差越大）。这就是在一个管道上安装两种或多种流量计，虽然仪表都没有问题但却时而出现较大误差的真正原因。13测量间断用蒸汽的场合，当变送器在流量计上方安装时，选用了“尾部取压”结构的流量计，可能因管道内积液以及安装不当等原因造成测量误差。处理：改用“管壁取压”结构的流量计并按照安装要求进行改正。