差壓變送器典型故障分析

摘要：差壓變送器是測量變送器兩端壓力之差的變送器。測量介質正負兩端的壓力差，轉化成可以反應壓力差的標準電流信號（4~20mA）。現介紹差壓變送器的工作原理，對差壓變送器實際應用中導致除氧器液位調節器指示波動的故障逬行分析處理，消除了故障癥結。
1.引言
　　差壓變送器主要用于測量液體、氣體或蒸汽的差壓、壓力、液位和密度，然后將其轉換成模擬信號或數字信號輸出。差壓變送器由膜盒組件和智能轉換部件組成。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H型諧振梁分別將差壓信號轉換成頻率信號，然后用頻率差分技術將兩頻差信號輸出到脈沖計數器計數，經特性修正后送微處理器。特性修正存儲器的功能是存放單晶硅諧振梁在制造過程中采集的數據，以便根據變送器工作時所處的條件對諧振信號進行修正。
　　智能轉換部件的功能是將傳感器的信號經微處理器處理后，由D/A轉換器轉換成對應于測量信號的4~20mA模擬信號，或由I/O接口部件轉換成數字信號，此信號疊加在4~20mA模擬信號上，并和模擬信號一起傳送出去。由于數字信號是以正弦波的形式出現的，數字的不同只是頻率的差異，所以數字信號的平均值為0，對4~20mA模擬信號不起影響。轉換部件中的存儲器是存放變送器輸入輸出關系及在組態過程中的各種信息，如位號、測量范圍、阻尼時間、輸出方式、工程單位等。所以在實際應用中，差壓變送器的是對節流元件的推力或在節流元件前后形成的差壓，根據流體流量與節流元件前后差壓平方根成正比，最終將差壓信號開方運算后得到流量信號。
3.案例
　　某煤業蒸汽動力廠130ｔ／ｈ循環流化床鍋爐脫鹽水總管流量，采用孔板節流裝置和EJA差壓變送器配套測量。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，現場檢查引壓管路無跑冒滴漏現象，保溫無破損，伴熱無泄漏，現場與主控室指示一致。按照檢查步驟H1，首先確認變送器工作狀態：①零點檢查。關閉正負壓截止閥，打開平衡閥，此時變送器輸出指示0％。②變化趨勢檢查。零點檢查后，各閥恢復原來開表狀態，打開負壓室排氣排污閥，此時變送器指示滿量程，若只打開正壓室排污閥，則輸出最小。
通過以上步驟可以確認，導壓管路以及各閥門無堵塞、內漏現象，變送器電氣測量回路也無任何問題。
　　在３＃爐除氧器給水熱力控制系統中，脫鹽水總管流量表用來測量來自尿素廠的脫鹽水流量，其簡單工藝流程見圖3所示。
 
　　來自尿素廠的脫鹽水供給除氧器。除氧器液位調節器LIC-75102調節除氧器液位控制調節閥LV-75102的開度來控制脫鹽水的流量，PIT-75103、LIT-75102對除氧器壓力、液位進行實時監測。由圖3可知，當除氧器液位LIT-75102波動、除氧器液位調節器LIC-75102的PID參數⑴設置不合理都會引起Lv-75102波動，從而使PIT-75108指示忽高忽低，同樣除氧器壓力PIT-75103實測值的高低變化也會造成脫鹽水總管流量表的指示波動。經與工藝人員配合檢查，確認LIT-75102、PIT-75103指示穩定，現場Lv-75102閥位開度穩定，可以排除儀表控制系統波動造成脫鹽水總管流量表波動的可能性。
　　工藝方面，排除幾乎所有問題的可能性，但是卻忽略了引壓管路中工藝介質的工作狀況。當引壓管中的除鹽水在伴熱溫度較高的情況下，會汽化產生氣泡，冒出的氣泡因浮力作用上升而破裂，從而對所測壓力產生擾動，如果是伴熱溫度恒定的話，這一干擾性呈規律性的存在，而這—過程將導致變送器輸出的波動，具體分析如圖4。