吳國良

(上海石油化工股份有限公司，上海200540)

以各種現(xiàn)場儀表設(shè)備和控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障為案例，運用儀表工作原理、自動控制原理、工藝過程知識等，分析故障產(chǎn)生的原因、處理辦法以及預(yù)防措施。常用的平衡式、錐形、孔板、噴嘴、文丘里、均速管、鍥式、彎管、機翼等流量測量儀表，均是利用測量元件上的差壓與流量的關(guān)系實現(xiàn)流量的測量，因此了解差壓測量中發(fā)生的各種故障現(xiàn)象十分重要。本文重點以圖1所示的孔板和差壓變送器測量流量為例，探討流量測量中常見的故障，并給出了相應(yīng)的解決方案。

圖1 孔板-差壓變送器測量流量的結(jié)構(gòu)示意

1 測量流量時出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及解決辦法

1.1 測量指示值偏高或偏低現(xiàn)象

引起流量指示偏高或偏低的原因很多，可能是工藝的問題，也可能是儀表測量系統(tǒng)的問題等，通過以下方法可以查找故障產(chǎn)生的原因。

1.1.1工藝操作是否有變化

首先了解工藝介質(zhì)的實際流量，有時候工藝狀況發(fā)生變化，導(dǎo)致流量增大或減小，而工藝操作人員未查覺。例如可以觀察與孔板安裝在同一管道上的控制閥的開度是否增加或減小來判別，如果閥門開度比原來增大(或減小)，則有可能實際流量會增大(或減小)，從而使儀表指示升高(或降低)。

1.1.2檢查工況條件是否偏離設(shè)計條件

對于過熱蒸汽、煤氣以及其他氣體介質(zhì)的流量測量，則需要了解工藝介質(zhì)實際工況條件，包括介質(zhì)組分變化引起的密度變化和溫度、壓力變化是否與設(shè)計條件發(fā)生了差異。在氣體的流量測量中，儀表刻度顯示標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積流量，而儀表規(guī)格書中列出的是設(shè)計條件下的介質(zhì)密度、壓力和溫度，并折算到標(biāo)準(zhǔn)條件下進行顯示。但是，實際工況條件下，工藝介質(zhì)的密度、溫度、壓力與設(shè)計條件存在偏差，因此造成測量流量時出現(xiàn)指示值偏高或偏低現(xiàn)象。

1)儀表流量顯示偏低或偏高。根據(jù)伯努利孔板流量測量公式：

(1)

式中：qV——氣體的體積流量；Δp——工況條件下的差壓；ρ——工況條件下氣體的密度；α——流量系數(shù)，可視為基本不變。

由式(1)可見，在介質(zhì)密度不變的情況下，體積流量與孔板的差壓平方根值成正比。因此儀表顯示的是孔板上的差壓值，間接可得到氣體的體積流量值。

a)當(dāng)工藝介質(zhì)發(fā)生以下3種變化時： 介質(zhì)組分發(fā)生變化使密度變??；工況壓力下降，氣體的體積膨脹，密度變?。还r溫度上升，氣體的體積膨脹，密度值變小。這時，即使流過孔板的體積流量保持不變，但Δp也會隨密度的減小而減小，從而造成流量測量指示值偏低。

b)如果介質(zhì)組分發(fā)生變化使密度變大；工況壓力上升時，氣體的體積壓縮，氣體介質(zhì)的密度值變大；工況溫度下降，氣體的體積減小，氣體介質(zhì)的密度值增大。這時，即使流過孔板的體積流量保持不變，但Δp也會隨密度的增大而增大，從而造成流量測量指示值偏高。

2)解決方法。一般情況下氣體介質(zhì)的組分(與密度相關(guān))不會發(fā)生變化，但當(dāng)工況壓力和溫度變化時，會引起介質(zhì)密度變化，從而引起流量指示偏差。該偏差可以在DCS中通過氣體介質(zhì)的溫度和壓力補償公式來校正，稱為“溫壓補償”。

a)根據(jù)密閉容器理想氣體定律，介質(zhì)密度與壓力、溫度的關(guān)系如式(2)所示：

ρ=ρ0T0p/Tp0Z

(2)

式中：p，T——工況條件下的壓力、溫度；ρ0，p0，T0——設(shè)計條件下的密度、壓力、溫度；Z——壓縮系數(shù)，可認(rèn)為是常數(shù)。

b)將密度代入流量方程式中，則：

要使qV0與qV相等，則

Z可認(rèn)為是常數(shù)，得到

則

Δp0=βΔp

式中： Δp0——設(shè)計條件下的差壓。

將Δp乘以溫壓補償系數(shù)β，修正后即可得到體積流量，其中β=Tp0/T0p=(p0/T0)(t+273.15)/(p+101.61)。這里的蒸汽專指過熱蒸汽，由于其物理性質(zhì)可視作理想氣體，因此選用該補償方法。如果是飽和蒸汽，由于飽和蒸汽的溫度、壓力是有對應(yīng)關(guān)系的，因此只需對壓力或溫度中的某一個參數(shù)進行補償即可，通常是將飽和蒸汽的密度與飽和蒸汽壓力代入關(guān)系式即可。

1.1.3檢查導(dǎo)壓管是否存在堵塞情況

下述情況對氣體、蒸汽、液體介質(zhì)的測量均會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象。

1)一次閥未打開、導(dǎo)壓管內(nèi)堵塞、變送器正壓室入口過濾網(wǎng)堵塞等，使正壓側(cè)導(dǎo)壓管不通：

a)如果工藝介質(zhì)壓力下降，由于正壓側(cè)導(dǎo)壓管不通，不能傳遞壓力變化，因此變送器的正壓室壓力將保持不變，但變送器的負(fù)壓室壓力卻隨介質(zhì)壓力的降低而減小，導(dǎo)致差壓增大，從而流量指示值出現(xiàn)偏高現(xiàn)象。

b)如果工藝介質(zhì)壓力上升，因為正壓側(cè)導(dǎo)壓管不通，變送器的正壓室壓力將保持不變，而變送器的負(fù)壓室壓力隨介質(zhì)壓力的上升而增大，導(dǎo)致差壓減小，從而流量指示值出現(xiàn)偏低現(xiàn)象。

2)當(dāng)負(fù)壓側(cè)導(dǎo)壓管因各種原因不通時，如果工藝介質(zhì)壓力發(fā)生變化時，儀表顯示也會發(fā)生偏高或偏低的現(xiàn)象。

3)解決方法。打開排污閥吹掃，吹通導(dǎo)壓管；或用水壓泵壓通；或拆洗變送器入口過濾網(wǎng)等方法，均會減少測量指示值偏高或偏低的現(xiàn)象。如導(dǎo)壓管堵塞嚴(yán)重，無法疏通，只能更換導(dǎo)壓管了。

1.1.4檢查導(dǎo)壓管是否存在泄漏情況

負(fù)壓側(cè)導(dǎo)壓管、變送器連接接頭、變送器負(fù)壓室等泄漏以及排污閥內(nèi)漏，將會造成負(fù)壓側(cè)導(dǎo)壓管壓力傳遞損失，變送器負(fù)壓室壓力降低，導(dǎo)致差壓值增大，從而使差壓變送器的輸出信號增大，指示值偏高。

同樣道理，如果正壓側(cè)導(dǎo)壓管、變送器連接接頭、變送器正壓室等泄漏以及排污閥內(nèi)漏，將會造成差壓值減小，從而差壓變送器的輸出信號減小，指示值偏低。

首先須找出泄漏點，將泄漏問題處理完畢，即可使正、負(fù)壓側(cè)導(dǎo)壓管的壓力恢復(fù)到正常值。

1.1.5檢查變送器正負(fù)壓室和導(dǎo)壓管內(nèi)是否有積液

測量可能冷凝的氣體或?qū)汗懿扇娭破囊后w介質(zhì)流量時，例如液化石油氣、液態(tài)乙烯、液態(tài)丙烯等，差壓變送器的正(負(fù))壓室或?qū)汗軆?nèi)可能存有冷凝液，這些冷凝液會產(chǎn)生一段液柱壓力，積液越多，液柱壓力越大。正負(fù)壓側(cè)積液高度不同，將產(chǎn)生液柱差，該液柱差壓力作用于差壓變送器的測量室內(nèi)，從而產(chǎn)生附加差壓，使變送器的輸出信號增加或減小，進而使流量測量儀表的指示值偏高或偏低。

解決方法包括： 排放導(dǎo)壓管內(nèi)和差壓變送器測量室內(nèi)的積液；對于采用強制汽化的導(dǎo)壓管要檢查蒸汽伴熱效果是否良好，并加以改進。

1.1.6檢查正(負(fù))導(dǎo)壓管內(nèi)隔離液是否充滿

在測量蒸汽流量或原油等黏稠液體介質(zhì)時，2根導(dǎo)壓管內(nèi)需要積蒸汽冷凝液，或在導(dǎo)壓管內(nèi)灌隔離液。如果隔離液沒有灌滿，2根導(dǎo)壓管內(nèi)的蒸汽冷凝液或隔離液會出現(xiàn)高度不一致，從而在差壓變送器上產(chǎn)生1個附加差壓，致使流量指示值偏高或偏低。

要解決該問題，首先檢查導(dǎo)壓管或排污閥是否有泄漏現(xiàn)象。對于蒸汽來說，可能蒸汽冷凝不夠，冷凝液沒有充滿導(dǎo)壓管；或隔離液沒有灌滿導(dǎo)壓管。此時可以等一段時間，讓蒸汽冷凝液自己積滿導(dǎo)壓管，或?qū)汗軆?nèi)重新灌滿隔離液，以確保正(負(fù))導(dǎo)壓管內(nèi)的液柱高度相同。

灌隔離液時，必須確保正、負(fù)導(dǎo)壓管內(nèi)隔離液均能充滿，而且不能積有氣泡。

1.1.7檢查氣動差壓變送器的氣源壓力是否正常和信號管線是否泄漏

對于氣動差壓變送器，如果氣源壓力設(shè)定值超過或低于正常值0.14 MPa太多時，即使輸入的差壓信號不變，也會引起輸出信號增加或減小，使指示值偏高或偏低。另外，輸出氣信號管線的接頭如有泄漏，也會造成流量信號偏低。

要解決該問題，須重新調(diào)節(jié)氣動差壓變送器的氣源壓力為0.14 MPa，并用肥皂水涂于差壓變送器輸出信號管線的各個連接接頭處；如有泄漏，須擰緊連接接頭或更換信號管線。

1.1.8檢查差壓變送器的零點是否偏高或偏低

差壓變送器的零點偏高或偏低會使儀表指示值偏高或偏低；變送器免拆調(diào)零方法有兩種： 帶壓力調(diào)零和不帶壓力調(diào)零，如圖1所示。

1)帶壓力調(diào)零。不用關(guān)閉正、負(fù)壓側(cè)一次閥門No.1和No.2，只關(guān)閉三閥組的正進表閥No.3，或負(fù)進表閥No.4，然后打開No.5閥，使正、負(fù)壓室連通，保證正、負(fù)壓室的壓力相等，并等于系統(tǒng)壓力，此時變送器的差壓為零，進而可以調(diào)節(jié)變送器的零點，使其輸出為零。由于正壓室進表閥No.3關(guān)閉，因此導(dǎo)壓管內(nèi)積的冷凝液或隔離液不會被孔板差壓驅(qū)動進入工藝管道內(nèi)，即冷凝液或隔離液不會被沖走。

2)不帶壓變送器調(diào)零。先將正、負(fù)壓側(cè)進表閥No.3和No.4同時關(guān)閉，與工藝過程切斷聯(lián)系；然后打開No.5閥，使正、負(fù)壓室連通，保證正、負(fù)壓室的壓力相等；再打開正、負(fù)壓室的排氣堵頭(對于氣體介質(zhì))或排液堵頭(對于液體介質(zhì))，泄放正、負(fù)壓室內(nèi)的介質(zhì)壓力，此時正、負(fù)壓室的壓力均為零，差壓自然為零，進而可以對變送器調(diào)零。

如原來系統(tǒng)里有冷凝液或隔離液，則調(diào)零后需要重新灌液體。

1.1.9檢查差壓變送器的量程

檢查差壓變送器的實際量程是否與設(shè)計量程相同，假定差壓變送器的實際量程小于設(shè)計量程，此時儀表指示將會偏高。

例如，1臺差壓變送器的設(shè)計差壓量程是0～2.5 kPa，對應(yīng)流量是0～100 t/h，假如某個工藝流量在孔板上產(chǎn)生的差壓是1 kPa，即差壓百分比是1/2.5=40%，假設(shè)開平方功能在DCS中，則變送器輸出信號為(20-4)mA×40%+4 mA=10.4 mA，因為體積流量與差壓的平方根成正比關(guān)系，即：

又

上式表示流量占量程的百分比與差壓占量程的百分比開平方根的值是相等的，即可用差壓的百分比計算出流量的數(shù)值，上例中

則流量指示值為(0～100)×63.2%=63.2 t/h。

同樣道理，如果差壓變送器的實際量程比設(shè)計量程大，則流量指示值將會偏低。

1.1.10檢查DCS中的開平方功能

檢查流量測量值是否在DCS中設(shè)置了開平方功能，上例中的差壓百分比為1/2.5=40%，如不經(jīng)開平方而直接顯示流量，則為(0～100)×40%=40 t/h，比經(jīng)過開平方的流量(0～100)×63.2%=63.2 t/h明顯減小了許多。

1.1.11檢查DCS中的流量顯示刻度

檢查DCS中的流量顯示刻度范圍是否與現(xiàn)場差壓變送器量程對應(yīng)的流量范圍一致。

1.1.12檢查DCS的模擬輸入(AI)卡

DCS的模擬輸入(AI)卡如果故障，將導(dǎo)致流量指示值偏移。通過在變送器輸出回路中串入1只精度為0.2級的電流表，用于測量變送器輸出電流值，如果經(jīng)過換算，該電流值對應(yīng)的流量與DCS顯示流量值不一致，則說明DCS顯示有問題，應(yīng)調(diào)換AI卡。

1.1.13檢查流量測量回路是否漏電

檢查流量測量回路是否漏電，包括變送器接線端子間或2根導(dǎo)線間的絕緣是否良好等。如有漏電現(xiàn)象，將使DCS上的流量指示值出現(xiàn)偏差。

1)測量回路由DCS的AI卡供電，如回路中存在漏電電阻R漏，產(chǎn)生漏電流I漏，則DCS中的AI卡輸入電流I總=I漏+I變送器，由于增加了I漏，因此在DCS中的流量指示值升高了。DCS 中AI卡供電的差壓變送器流量測量回路如圖2所示。

圖2 AI卡供電的差壓變送器流量測量回路

2)如果變送器由220 V交流供電，DCS的AI卡只是接收電流信號，那R漏會分流掉變送器發(fā)出的一部分電流，即IAI卡輸入=I變送器-I漏。由于AI卡收到的電流減少了，因此流量顯示值會偏低。差壓變送器由220 V交流供電的流量測量回路如圖3所示。

圖3 差壓變送器由220交流供電的流量測量回路

在差壓變送器的輸入回路中串入1只精度為0.2級的電流表，用于測量差壓變送器的輸出電流值，再用該電流表測量AI卡輸入端電流，如果2個電流值不相等，則說明存在漏電現(xiàn)象。針對需要檢查漏電的部位，可以檢查接線端子是否有受潮或臟物，必要時從端子上拆下導(dǎo)線，測量2根導(dǎo)線間的絕緣和對地絕緣是否正常。

1.2 流量指示值呆滯

1.2.1檢查導(dǎo)壓管是否堵塞

首先檢查圖1中差壓變送器正、負(fù)壓側(cè)2根導(dǎo)壓管是否同時堵塞不通，可能造成堵塞的原因有：

1)2臺一次閥No.1和No.2或2臺進表閥No.3和No.4均未打開或堵塞。

2)正、負(fù)壓室的2個入口處過濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞。

3)2根導(dǎo)壓管內(nèi)的介質(zhì)或隔離液，因保溫失效出現(xiàn)結(jié)凍，此時2根導(dǎo)壓管不能同時傳遞壓力，使差壓變送器的輸入差壓始終不會變化，所以流量指示也不會變化，出現(xiàn)流量指示值呆滯現(xiàn)象。

檢查并打開2臺一次閥或2臺進表閥，清除堵塞物，或檢查保溫蒸汽是否正常，保溫效果是否良好，即可解決該現(xiàn)象。

1.2.2檢查氣源壓力是否設(shè)定太低

氣動差壓變送器的氣源壓力正常值為0.14 MPa，如果氣源壓力低于0.14 MPa太多時，不僅造成指示值偏低，而且將使氣動差壓變送器不能正常工作。

為了解決該現(xiàn)象，首先檢查氣源壓力設(shè)定器是否堵塞，再排污，重新設(shè)定氣源輸出壓力到正常值即可。

1.2.3檢查輸出信號管線是否泄漏

氣動差壓變送器的輸出信號管線泄漏嚴(yán)重時，不僅會損失一部分信號，使流量指示值偏低；而且當(dāng)流量信號稍有變化時，由于氣信號泄漏損失大，在接受信號的二次儀表處幾乎沒有信號變化，從而造成流量信號指示值呆滯。

解決方法： 用肥皂水涂于差壓變送器輸出信號管線的各個連接接頭處，檢查泄漏點，并擰緊出現(xiàn)松動的接頭。

1.2.4檢查氣動二次儀表

檢查氣動差壓變送器或接受信號的二次儀表本身是否有故障，儀表故障將造成輸出信號不能及時反映孔板差壓值的變化。

解決方法： 檢查氣動差壓變送器內(nèi)的氣動部件，例如氣動放大器、噴嘴擋板等部件的動作是否正常；恒節(jié)流孔是否有堵塞，擦洗噴嘴擋板上的污物等，必要時更換整臺差壓變送器。另外用標(biāo)準(zhǔn)信號源作為二次儀表的輸入信號，檢查儀表顯示是否正常。

1.2.5檢查電動差壓變送器的工作電壓

智能變送器的最低工作電壓是13 V，通過DCS的AI卡為變送器供電，如果卡板有故障使輸出電壓過低；信號電纜過長或過細(xì)，線路電阻大，接線端子接觸不良，回路電壓降太大等原因，將造成智能變送器的工作電壓低于最低工作電壓，致使變送器工作不正常，造成輸出信號呆滯。

解決方法： 檢查DCS的AI卡的輸出電壓是否正常，必要時進行調(diào)換；如果變送器距離太遠(yuǎn)，信號電纜電阻太大，則可調(diào)換較粗的電纜；若接線端子接觸不良，應(yīng)除銹后再擰緊。

1.2.6檢查DCS中輸入信號狀態(tài)

有時為了檢修變送器測量回路的故障，或因DCS回路調(diào)試的需要，一般會在DCS中將該回路的測量信號PV設(shè)置為手動狀態(tài)，并根據(jù)需要改變其值，但檢修結(jié)束后卻忘記將其恢復(fù)自動狀態(tài)，從而造成測量信號呆滯，不會變化。

解決方法： DCS中的測量信號PV狀態(tài)設(shè)置為手動狀態(tài)時，其顏色會呈現(xiàn)深藍色，較容易發(fā)覺，及時將其恢復(fù)到自動狀態(tài)即可。

1.3 流量指示值波動較大

1.3.1檢查工藝實際流量狀態(tài)

1)首先檢查工藝的實際流量是否存在波動，導(dǎo)致了流量指示值出現(xiàn)波動。同時應(yīng)注意如下工藝介質(zhì)的變化情況：

a)測量蒸汽介質(zhì)流量時，如果蒸汽質(zhì)量不好，蒸汽中帶有水，由于水的密度比蒸汽大得多，當(dāng)水滴通過孔板時產(chǎn)生較大的差壓，形成正向差壓脈沖。當(dāng)蒸汽中夾帶的水間斷地通過孔板，就會不斷地產(chǎn)生正向差壓脈沖，引起流量指示波動。

b)測量液體介質(zhì)時，若液體中夾帶很多氣泡，由于氣體的密度比液體小得多，當(dāng)氣體通過孔板時，會產(chǎn)生較小的差壓，形成負(fù)向差壓脈沖。液體中夾帶的氣泡間斷地通過孔板，就會不斷產(chǎn)生負(fù)向差壓脈沖，引起流量指示波動。

2)針對因工藝介質(zhì)原因引起的測量波動，應(yīng)對的改善方法如下：

a)圖1中，關(guān)小一次閥No.1和No.2的開度，或關(guān)小進表閥No.3和No.4的開度，增加壓力傳遞的阻力，使孔板處波動很大的差壓信號傳遞到差壓變送器中，波動已有很大的衰減，從而使流量指示的波動減小。

b)對于智能變送器，可以在變送器組態(tài)時加入一定量的阻尼系數(shù)，使變送器輸出信號波動較??；或者在DCS中的模擬輸入功能塊中，對PV值加入一定數(shù)值的濾波系數(shù)，使在DCS上的流量指示波動減小。

c)對于氣動變送器，可以在氣動輸出信號管線中串入1臺較大的氣容罐。由于氣容罐的容積大，充氣需要時間，壓力變化較慢，因此在變送器輸出氣信號波動時，氣容罐的緩沖作用可使氣信號波動減小很多，從而使流量指示的波動減小。

1.3.2檢查工藝介質(zhì)的壓力或溫度波動情況

工藝介質(zhì)壓力和溫度變化時，根據(jù)式(1)，介質(zhì)的密度也會發(fā)生變化。針對工藝介質(zhì)的壓力或溫度波動情況，解決的方法包括：

1)當(dāng)用孔板-差壓變送器測量氣體和蒸汽的流量時，應(yīng)進行溫度和壓力補償，這樣可以減小因工藝介質(zhì)壓力和溫度變化對流量測量的影響。

2)若用于補償?shù)膲毫y量信號或溫度測量信號本身因故障原因造成波動，此時即使流量信號本身沒有波動，但經(jīng)溫度壓力補償運算后也會造成流量顯示波動。

因此，需要及時檢查和處理補償用溫度和壓力測量系統(tǒng)的故障。

1.3.3檢查差壓變送器工作狀態(tài)

檢查差壓變送器是否受到機械震動的影響，而導(dǎo)致變送器輸出出現(xiàn)波動。解決方法： 重新緊固變送器，或加裝避震器，或改變安裝位置。

1.3.4檢查差壓變送器導(dǎo)壓管和變送器本體的蒸汽伴熱溫度

檢查差壓變送器的2根導(dǎo)壓管和變送器本體的蒸汽伴熱溫度是否太高。如果導(dǎo)壓管和變送器內(nèi)有蒸汽冷凝液，或隔離液，或介質(zhì)本身，若蒸汽伴熱溫度太高，將使其內(nèi)部液體沸騰，沸騰的液柱導(dǎo)致差壓波動，作用在差壓變送器上，從而引起流量指示波動。

解決方法： 關(guān)小保溫蒸汽閥門，減小保溫?zé)崃?，使?dǎo)壓管內(nèi)的液體不沸騰。

1.3.5檢查導(dǎo)壓管或介質(zhì)等是否夾帶氣泡

檢查在測量液體介質(zhì)或蒸汽時，導(dǎo)壓管或變送器正、負(fù)壓室內(nèi)的介質(zhì)，或冷凝液或隔離液是否夾帶有氣泡，從而引起差壓震蕩波動。這有可能是導(dǎo)壓管灌隔離液時，沒有抽真空；或?qū)汗馨闊釡囟忍?，介質(zhì)氣化產(chǎn)生氣泡。這些氣泡集聚在導(dǎo)壓管或變送器正、負(fù)壓室內(nèi)的頂部，氣泡本身有壓縮彈性，當(dāng)工藝流量稍有波動，差壓跟著波動時，或工藝管道壓力發(fā)生波動時，作用在氣泡上，使氣泡發(fā)生彈跳振動。由于彈跳振動會持續(xù)一段時間，使作用在變送器上的差壓不穩(wěn)定，從而造成了流量指示的波動。如果該流量回路處于自動控制狀態(tài)，因流量測量值波動，引起調(diào)節(jié)器控制輸出信號變動，將會引起流量控制閥開度變化，反過來又促使流量波動。如此反復(fù)作用，使振蕩不止，嚴(yán)重影響了工藝操作。

解決方法： 通過打開導(dǎo)壓管頂部的排氣堵頭，排放出氣泡，直到放出液體為止。另外打開變送器正、負(fù)壓室兩側(cè)的排氣堵頭，排放出積在變送器正、負(fù)壓室上部的氣泡，直到放出液體為止，均可解決上述問題。

需要注意的是，如果導(dǎo)壓管內(nèi)灌裝的隔離液排放量太多時，會引起正、負(fù)導(dǎo)壓管內(nèi)液柱差，從而產(chǎn)生附加液柱差壓，造成測量誤差，此時需要補充隔離液。

1.3.6檢查差壓變送器或二次顯示儀表狀態(tài)

檢查差壓變送器或二次顯示儀表本身是否有故障造成指示波動。給差壓變送器輸入1個恒定差壓值，給二次顯示儀表，或DCS的AI卡輸入1個固定不變的模擬信號值，觀察差壓變送器的輸出信號和二次顯示儀表的顯示值是否波動，以確定儀表本身是否有故障。

1.4 測量高溫蒸汽時流量指示異常

孔板-差壓變送器測量高溫蒸汽流量時，開表后發(fā)現(xiàn)差壓變送器突然沒有指示，或指示到最大或最小值。

1.4.1原因分析和措施

如導(dǎo)壓管內(nèi)事先沒有灌好冷凝液，則高溫蒸汽就會直接通入差壓變送器的正、負(fù)壓室，與變送器測量膜盒的不銹鋼膜片接觸。當(dāng)高溫蒸汽的溫度很高時，模盒內(nèi)的硅油發(fā)熱氣化、膨脹，有可能造成不銹鋼模片向外鼓出來。如果模片鼓得嚴(yán)重，使不銹鋼膜片失去彈性，將不能恢復(fù)原狀，從而造成沒有指示，或指示到最大、最小狀態(tài)，該狀態(tài)取決于損壞側(cè)的膜盒變形情況。

1.4.2解決方法

1)用孔板-差壓變送器測量高溫蒸汽流量時，開表之前一定要先將導(dǎo)壓管內(nèi)積滿冷凝液。導(dǎo)壓管內(nèi)積冷凝液的方法： 先將圖1中變送器的2臺進表閥No.3和No.4關(guān)閉，平衡閥No.5打開，使儀表與導(dǎo)壓管切斷連接。然后打開2臺一次閥No.1和No.2，讓高溫蒸汽進入導(dǎo)壓管，此時不要開保溫蒸汽，讓介質(zhì)蒸汽盡快冷凝，當(dāng)冷凝液積滿導(dǎo)壓管后即可開表。為防止開表時冷凝液被沖掉，要注意三閥組的3臺閥門的開關(guān)次序： 先打開任意1臺進表閥，然后再關(guān)閉平衡閥，最后打開另1臺進表閥。這樣，任何時候三閥組總有1臺閥是關(guān)閉的，在開閥過程中，若出現(xiàn)三閥組的3臺閥門同時打開的狀態(tài)，則導(dǎo)壓管內(nèi)的冷凝液就會在孔板差壓的驅(qū)動下，通過三閥組流入到工藝管線中。

2)如果要急于開表，等不及冷凝液積滿導(dǎo)壓管，則可以人工灌隔離液，例如，加入5%～10%乙二醇的水作為隔離液，這樣在-20 ℃時，水不會結(jié)冰。

2 純水罐進出流量不一致的現(xiàn)象

2.1 故障現(xiàn)象

某純水罐在開車初期只供給鍋爐用純水，用量約30 t/h，但進水流量表指示與出水流量不一致，有時進水流量只有6.7 t/h，罐的進、出口水流量相差很大。

2.2 現(xiàn)象分析

在純水罐液位控制穩(wěn)定時，液位調(diào)節(jié)閥保持一定開度，使罐的進、出口水流量大小基本相等，達到平衡。

當(dāng)純水罐的負(fù)荷變化時，打破了進、出罐的流量平衡，引起液位在一定范圍內(nèi)波動，從而使液位調(diào)節(jié)閥的開度發(fā)生變化，進罐的流量也相應(yīng)發(fā)生變化，因此在某一時刻，或某一段較短的時間里，罐的進、出口水流量不一致。

當(dāng)罐的負(fù)荷穩(wěn)定時，由于液位的自動調(diào)節(jié)，使罐的進水流量與出水流量達到相等時，液位就保持穩(wěn)定。因此，罐的進水流量儀表的指示值在某一段短時間內(nèi)可能會大于或小于出水流量，但在較長的時間區(qū)間，則進水流量的累計值應(yīng)該與出水流量的累計值基本相同。

所以，上述現(xiàn)象不屬儀表故障，是罐對進、出物料起緩沖作用的結(jié)果，屬于自動控制過程中的暫時現(xiàn)象。

3 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)低負(fù)荷運行時的異常現(xiàn)象

3.1 故障現(xiàn)象

鍋爐助燃空氣量的大小由鍋爐實際燃燒油的流量決定。鍋爐開工初期低負(fù)荷運行時，產(chǎn)汽量僅30 t/h，需要燃料重油約2.2 t/h，但助燃空氣風(fēng)門檔板調(diào)節(jié)閥卻已全開了，煙道氣氧體積分?jǐn)?shù)也偏高。經(jīng)查，有關(guān)儀表和執(zhí)行機構(gòu)等均無異常。鍋爐燃燒控制系統(tǒng)流程如圖4所示。

圖4 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)流程示意

3.2 現(xiàn)象分析

圖5中，助燃空氣流量調(diào)節(jié)器的外給定值為空燃比設(shè)定器的輸出信號Io，一般在鍋爐正常運轉(zhuǎn)時，總?cè)剂狭縄1是一定的，如果空燃比設(shè)定器的系數(shù)n設(shè)定得太大，就會造成Io較大，使調(diào)節(jié)器輸出量增大，風(fēng)門檔板的開度也增大，從而空氣流量也增大。上述風(fēng)門檔板處于全開位置的原因，是將n設(shè)定得太大造成的。

3.3 處理方法

將n減小，例如從原來的2.75減小到2.0以下，使Io降低，風(fēng)門檔板就會隨之關(guān)小，則煙道氣中氧體積分?jǐn)?shù)降到正常值之內(nèi)。從提高鍋爐的熱效率角度出發(fā)，鍋爐穩(wěn)定運行時，煙道氣中氧體積分?jǐn)?shù)最好保持在2%～3%。

4 精餾塔再沸器加熱蒸汽流量無指示現(xiàn)象

4.1 故障現(xiàn)象

操作人員反映某丙烷塔再沸器的加熱蒸汽流量表無指示，通過調(diào)節(jié)器硬手操使控制閥開度增加后，流量指示短暫增大后又下降了，最后控制閥全開時蒸汽流量仍無指示，該現(xiàn)象影響到塔的操作溫度。精餾塔再沸器流程如圖5所示。

圖5 精餾塔再沸器流程示意

4.2 現(xiàn)象分折

檢查儀表和控制閥設(shè)備狀態(tài)正常，發(fā)現(xiàn)工藝設(shè)備方面有2種情況會造成上述現(xiàn)象發(fā)生。

4.2.1再沸器的蒸汽疏水器堵塞

低壓飽和蒸汽與塔底部液體介質(zhì)在再沸器內(nèi)進行熱交換，液體介質(zhì)受熱蒸發(fā)，而低壓飽和蒸汽被冷凝成水，通過疏水器排放出去。要使低壓飽和蒸汽不斷流入再沸器，必須使蒸汽冷凝液不斷地通過疏水器排放掉，這樣蒸汽流量表才能指示正常。當(dāng)工藝疏水器發(fā)生故障時，冷凝液無法正常排放，冷凝液在再沸器內(nèi)越積越多，圖6中再沸器內(nèi)蒸汽與液體介質(zhì)熱交換的面積相對越來越少，勢必導(dǎo)致蒸汽冷凝速度減慢，進入再沸器的蒸汽流量也逐漸減少，并引起再沸器內(nèi)蒸汽背壓慢慢升高，調(diào)節(jié)閥前后的差壓漸漸減小。在同樣的閥門開度下，通過閥門的蒸汽流量也逐漸減小。因此，反映在流量表上的指示值逐漸下降，直到冷凝液積滿再沸器，蒸汽無法進入再沸器時，則蒸汽流量指示值為零。同時，由于熱交換面積減小，使塔底部液體介質(zhì)蒸發(fā)速度減慢，導(dǎo)致塔溫度下降，影響正常操作。此時，如果增加控制閥開度，使控制閥后蒸汽壓力上升一點，蒸汽流量會暫時增大一些，反映在流量表上則短暫增大；但過一會兒，由于冷凝液排放不出去，隨著再沸器內(nèi)蒸汽壓力升高，流量值會再度下降。最后，再沸器內(nèi)蒸汽壓力與控制閥前壓力平衡時，即使閥門開到最大，也無蒸汽流量通過，造成流量表無指示現(xiàn)象。

4.2.2塔底工藝管線堵塞

如儀表和疏水器均正常，應(yīng)考慮再沸器與塔底連接的液相工藝管線是否發(fā)生堵塞。如發(fā)生堵塞，塔底的液相介質(zhì)不能流入再沸器，蒸汽因無換熱對象而不能冷凝成水，疏水器無冷凝水可放，因此蒸汽不能通過疏水器，造成不流通，這也是造成蒸汽流量表無指示的原因之一。

4.3 處理方法

為了判斷造成上述故障的原因，可以先打開疏水器前面的排放閥門，如果放出來的是冷凝水，則說明再沸器內(nèi)積了許多水，故障是由疏水器堵塞所造成；只要打開疏水器旁路閥，讓冷凝液排放出去，蒸汽流量指示就會恢復(fù)正常。如果疏水器前排放閥放出來的是蒸汽或稍夾帶些水，則說明再沸器內(nèi)熱交換效果不好，冷凝水很少，可能是有關(guān)工藝管線堵塞，也可能是再沸器熱交換效率不高引起的。這時，需要增大疏水器的旁路閥門開度，使蒸汽大量通過，蒸汽流量表才會有指示，同時應(yīng)檢查工藝配管或再沸器方面的問題。(待續(xù))