1、引言

在工业主动化临盆中，差压变送器用于压力压差流量的测量，获得了异常广泛应用，在主动控制体系中发挥重要的感化。跟着石化、钢铁、造纸、食物、医药企业主动化程度的赓续进步,差压变送器的应用范围越来越广泛，临盆中碰到的问题也越来越多，加之安装、应用、保护人员的程度差别，使得出现的问题不克不及敏捷解决，必定程度上影响了临盆的┞俘常进行，甚至危及临盆安然，是以对现场仪表保护人员的技巧程度提出了更高请求。

2、工作道理与故障诊断

2.1 差压变送器工作道理

来自双侧稻奋的差压直郊咀用于变送器传感器双侧隔离膜片上，经由过程膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压旌旗灯号转换为与之对应的电旌旗灯号传递给转换器，经由放大年夜等处理变为标准电旌旗灯号输出。差压变送器的几种应用测量方法：

(1) 与撙节元件相结合，应用撙节元件的前后产生的差压值测量液体流量，如图1所示。
(2) 应用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度，如图2所示。
(3) 直接测量不合管道、罐体液体的压力差值，如图3所示。

(1) 查询拜访法：回想故障产生前的打火、冒烟、异味、供电变更、雷击、潮湿、误操沃森传感器作、误维修。

图1 流体流量测量 图2 液位高度测量 图3 管路间差压测量

差压变送器的安装包含稻奋的敷设、电气旌旗灯号电缆的敷设、差压变送器的安装。

2.2 差压变送器故障诊断

变送器在测量过程中，经常会出现一些故障，故障的及时剖断分析和处理，对正在进行了临盆来说是至关重要的。我们根据日常保护中的经验，总结归纳了一些剖断分析办法和分析流程。

(2) 直不雅法：不雅察回路的外部毁伤、稻奋的泄漏，回路的过热，供电开关状况等。

断路检测：将困惑有故障的部分与其它部分别开来，查看故障是否消掉，如不雅消掉，则肯定故障地点，不然可进行下一步查找，如：智能差压变送器不克不及正常Hart长途通信，可将电源大年夜仪表本体上断开，用现场另加电源的办法为变送器通电进行通信，以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁旌旗灯号而干扰通信。
短路检测：在包管安然的情况下，将相干部分回路直接短接，如：差变送器输出值偏小，可将稻奋断开，大年夜一次取压阀外直接将差压旌旗灯号直接引履新压变送器双侧，不雅察变送器输出，以断定稻奋路的堵、漏的连通性。
调换检测：将困惑有故障的部分改换，断定故障部位。如：困惑变送器电路板产生故障，可临时改换一块，以肯定原因。
即：变送器测量输出的流量旌旗灯号与实际流量不符，产生测量误差。
分部检测：将测量回路瓜分成就个部分，如：供电电源、旌旗灯号输出、旌旗灯号变送、旌旗灯号检测，按分部分检查，由简至繁，由表及里，缩小范围，找出故障地位。
3、典范故障案例

3.1 稻奋堵塞

以正稻奋堵塞为例来分析稻奋堵塞出现的故障现象。在仪表保护中，因为差压变送器稻奋排放不及时，或介质脏、粘等原因，轻易产生正包袱压管堵塞现象，其表示特点为：变送器输出降低、上升或不变。当流量增长时，对变送器(变送器本身进行输出旌旗灯号开方)输出的影响：

设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变更前的变送器输出值，


设增长后的流量为F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量增长后的变送器输出值。

因为正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F2时，P1+= P2+；

当流量增长时，P2-出现如下变更：因为实际流量增长为F2，则与原流量F1时比拟，管道内的静窆力也响应增长，设增长值为P0，同时P2- 因管道中流体流速的增长而产生的静窆减小，减小值为P0?，此时P2-与P1- 的关系为：

P2- = P1-+ P0- P0?


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


如许：

当 P0
当 P0=P0?时 则：F’2=K =K F’2= F’1 变送器输出不变。
当 P0>P0?时 则： F’2=K =K ,F’2< F’1,变送器输出变大年夜。 F’1 ,变送器输出变小。

当流量减小时，对变送器(变送器本身进行输出旌旗灯号开方)输出的影响。

设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变更前的变送器输出值。
设减小后的流量为F2，(即：F2> F1)， P2= P2+- P2- ，F’2=K ，F’2为流量减小后的变送器输出值。

因为正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F1时，P1+= P2+；

当实际流量由F1减小到F2时，管道中的静窆也响应的降低，设降低值为P0；同时，当实际流量降低至F2时，P2-值也要因为管内流体流速的降低而升高，设升高值为P0’。
分析：

此时，P2-与P1-的关系为：-

P2-= P1-- P0+ P0’
P2= P2+- P2-= P1+-( P1-- P0+ P0’)= P1+( P0- P0’)
F’2=K = K

如许：

当 P0=P0?时 则：F’2=K =K F’2= F’2 变送器输出不变；
当 P0>P0?时 则： F’2=K =K ,F’2> F’1,变送器输出变大年夜；
当 P0一般情况下，稻奋的堵原因主如果因为测量稻奋不按期排污或测量介质粘稠、带颗粒物等原因造成。

3.2 稻奋泄漏


以正稻奋泄漏来分析稻奋泄漏出现的故障现象。如图1所示，莱钢集团公司某加热炉仪表控制阀用净化风总管线的流量测量方法为：撙节孔板+差压变送器。装配临盆正常时的用风流量根本是稳定的，但在后期的临盆过程中发明用风流量比正常值降低了很多。

经由检查，二次仪表(DCS)组态及电旌旗灯号回路工作正常，变送器送检定室标定正常，于是困惑问题出现出导压上，经由检查，因为正稻奋焊接不好造成泄漏所至，经由补焊堵漏后，流量测量恢复正常。

下面我们分析正稻奋泄漏时反竽暌钩出的故障现象。

P+?= P++ρgh+
正稻奋泄漏的现象是：变送器输出降低、上升及不变

分析：

当流量上升时，对变送器(变送器本身进行输出旌旗灯号开方)输出的影响

设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为变更前的变送器输出值，

设增长后的实际流量为F2，(即：F2>F1)，F’2=K ，F’2为流量增长后的变送器输出值。

因流量增长，管道静压增长为P0，跟着流速的增大年夜，实际压管静压减小为P0?，正压管泄漏降压降低为Ps

则：P2+= P1++P0-Ps，P2- = P1- +P0- P0?
P2= P2+- P2- = P1+( P0? - Ps)

那么

当：P0?=Ps 正压导管泄漏，而流量上升时，变送器输出不变
当：P0?>Ps 正压导管泄漏，而流量上升时，变送器输出增长
当流量降低瓯，对变送器(变送器本身进行输出旌旗灯号开方)输出的影响
设降低后的实际流量为F2，即：F2
因流量降低，管道静压降低值P0，同时因为流体流速降低，负压管静压增长P0?，正压管泄漏降压降低为Ps

则：P2+= P1+-P0-Ps，P2- = P1- -P0+ P0?
P2= P2+- P2- = P1-( Ps + P0’)

即：当流量降低瓯，变送器输出老是小于实际流量。

实际上，当泄漏量异常小的时刻，因为各种原因，工艺操作或仪表维修护人员很难发明，只有当泄漏量大年夜，所测流量与实际流量比拟有较大年夜误差时才会发明，这时即使是实际流量上升，老是P0’ <

即： P2<< P1，

上述仪表控制阀用净风管线的流量测量就这属于这种情况。

3.3 均衡阀泄漏

设流量为F， P1= P1+- P1- ，F’1=K ，F’1为均衡阀泄漏前的变送器(带开方)输出值

我们假设管道内流体流量在没有变更的情况下做分析

F’2=K =K

设泄漏的压力为PS，

则：泄漏后的┞俘包袱压管的静窆为：

P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS
F’2=K = K

即：F’23.4 气体流量稻奋积液情况下的变送器测量误差
这里 K为常系数。

因为气体流量取压方法纰谬或稻奋安装不相符请求(与程度成不小于1：12的斜度持续降低) 时,经常造成稻奋内部积存液体的现象。这种现象的出现，往往会致使测量不准，如不雅在变送度量程很小的情况下，甚至会造成变送器输出的一些波动。

如图4，莱钢大年夜型1#1880高炉的煤气流量测量体系，体系为撙节孔板+差变送器，取压方法为环室取压，煤气流动偏向为向下，放空方法为安然推敲，设为集中式排放。

本测量体系刚投用时工作正常，运行一段时光今后，测得的流量逐渐变大年夜，放空后正常，工作一段时光后，测得的流量又逐渐变大年夜。

经由检查，二次仪表(DCS)组态及电旌旗灯号回路工作正常，变送器送检定室标定正常，用侧漏仪表查双侧导管正常。经由分析，为煤气脱水干燥不净，煤气中含水，因为液体自上而下贱动，部分水集合于孔板正压测，并逐渐沿正压稻奋流动集中至最下端，造成正包袱压管中积液高度不一至，差压变送器测量出现正向误差，显示为流量增大年夜。
P2= P2+- P2- = P1-2 PS，则


设正稻奋取压灯揭捉力为P+，包袱压管取压灯揭捉力为P-，差压变送器正端压力为P+?，差压变送器负端压力为P-?。

P= P+- P-
(3) 检测法：
P’= P+?- P-?

正常测量下：

P= P?

设正常测量状况下的流量为F，则 F=K


设液体水的密度为ρ，则在正稻奋积液高度为h+,包袱压管积液高度为h-的情况下：

则： F’现=K = K
P-?= P-+ρgh-
P?= P+?- P-?= P++ρ h+-( P-+ρ h-)= P+ρ (h+-h-)
当：P0?

则变送器输出为：

F?=K

当h+>h-时 变送器实际测得的差压增大年夜，输出流量旌旗灯号变大年夜，
F’2<当h+

这里，因为正压导管取压方法的原因，跟着时光的增长，h+逐渐大年夜于h-，测得的流量也增大年夜。

经由典范故障案例，对应用差压变送器的测量回路因为稻奋原因造成回路测量故障做了一些分析，这几种故障都是在仪表设备保护中非经常见的，经由过程分析可以看到，无论是稻奋堵塞、照样稻奋中积水，同样的故障，其表征出来的现象有时并不合，所以我们在分析问题时应当是辩证的，具体情况具体分析。
4、停止语

以上我们商量了差压变送器的安装办法、留意事项及差压变送器测量回路故障的┞凤断，实际上，因为压力变送器与差压变送器测量应用上的相通性原因，本文中有些办法也同样实用于压力变送器的安装和故障诊断。(end)