流量差压变送器在格尔木炼油厂的应用

摘要：介绍了流量差压变送器的工作原理及常用的三种测量应用方式，重点对格尔木炼油厂差压变送器典型故障进行了分析，以便找到合理的解决方法，确保炼厂的正常生产。
1引言
近年来，随着格尔木炼油厂生产规模的逐渐扩大，差压变送器在生产装置的应用也越来越广泛，生产中遇到的问题也越来越多，加之安装、使用、维护人员的水平差异，使得出现的问题不能迅速解决，一定程度上影响了格尔木炼油厂生产的正常进行，甚至危及生产安全。
2流量差压变送器的工作原理及测量方式
工作原理：来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过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信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。
差压变送器的几种应用测量方式如图1所示：①与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量。②利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度。③直接测量不同管道、罐体液体的压力差值。

3重要测量回路的故障分析
格尔木炼油厂10万t/a甲醇装置转化工段水碳比控制差压测量系统的作用是对中压蒸汽流量和脱硫后的原料气流量进行检测，把数值传递到DCS，在DCS比值的模块进行处理，转换成物质的量比，然后和设定的水碳比相比较，FT107原料气的量一般不动，改变调节阀FV108的开度，来改变FT108的蒸汽量，使两块表的物质的量比保持在某一特定的数值，获取精确、可靠的过程参数值是进行控制的基础。对这两个流量进行检测的变送器位号为FT108和FT107。FT108的流量一般为33t/h，FT107的流量一般15603Nm/h。
3.1FT108中压蒸汽流量变送器
 

中压蒸汽变送器的安装图如图2所示，系统为变送器+孔板。工艺介质为过热水蒸气，过热蒸汽在经过长距离输送后，随着工况(如温度、压力)的变化，特别是在过热度不高的情况下，会因为热量损失温度降低而使其从过热状态进入饱和或过饱和状态，转变成为饱和蒸汽或带有水滴的过饱和蒸汽。为了防止蒸汽凝结，安装了电伴热、蒸汽伴热，冬天时用延棉板把变送器包起来，避免冻结冻坏变送器的膜盒。但是没有取得很大的作用。测量值有时偏差很大，因为导压管长，压力损失大。①易冻、易堵、易漏。②伴热容易造成差压变送器器件老化、导压管需加隔离液，由于伴热或工艺操作不稳，正、负导压管隔离液液线常常不等，产生液柱差，使流量指示不准。③变送器需电伴热和蒸汽伴热，运行成本高。

于是对此变送器的取压方式进行了改造，如图3所示，缩短导压管的长度把差压变送器直接安装在管道上，主管线伴热走到引压线处稍拐一点弯，做了一个冷凝弯。用岩棉板把蒸汽管线和变送器密封起来，用铁丝将其固定，这样改造的好处：①缩短导压管的长度，无疑减少了很多的漏点，降低很多冻结点和导压管堵塞的概率，减少了仪表工作者的维护量。②减少压力损失，在取压管中会有一定压力损失，减少了测量的精度和准确型，缩短后会提高它的测量准确度。③可以省去电伴热、蒸汽伴热和仪表箱，而采取蒸汽自伴热。如100套流量孔板测量回路(需保温伴热)，每个伴热点耗汽0.02t/h，如果每年平均按4300h计算，蒸汽费用为40t，则每年需消耗蒸汽费用大约为34.4万元，每个回路每年耗费用为0.172万元。有些表不仅要蒸汽伴热，还要电伴热，计算起来又是不小的一笔费用。
夏天的时候可以调整岩棉板的厚度，露出导压管，以免温度过高，使冷凝弯处得到冷凝水汽化，两边液柱高度不同，影响测量的准确性。
3.2FT107混合原料气流量变送器原料气流量变送器安装如图4所示。系统为节流孔板+EJA差压变送器，此流量表经常遇到故障。

3.2.1变送器测得的压差逐渐变大
本测量系统刚投用时工作正常，运行一段时间以后，测得的压差逐渐变大，放空后正常，工作一段时问后，测得的压差又逐渐变大。电信号回路工作正常，用侧漏仪表查双侧导管正常。经过分析，为原料气脱水干燥不净，原料气中含水蒸气，遇冷凝结，由于液体自上而下流动，部分水聚集于孔板正压侧，并逐渐沿正压导压管流动集中至最下端，造成正负导压管中积液高度不一致，差压变送器测量出现正向误差，显示为差压增大，气体变送器没有加保温伴热，冬天的时候正压侧很容易冻住。

即：变送器测量输出的流量信号与实际流量不符，产生测量误差。这里，由于正压导管取压方式的原因，随着时问的增加，h+逐渐大于h-，测得的流量也增大。由于气体流量取压方式不对或导压管安装不符合要求，常常造成导压管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，如果在变送器量程很小的情况下，甚至会造成变送器输出的一些波动。
解决方法：①当测量含有杂质的液体或潮湿的气体流量时，则应在导管的最低点安装沉降器和排污阀，以便收集和定期排出信号管路内的各种污物和积水。②对此变送器加装电伴热。③遇到有凝结和冻结的情况及时用蒸汽吹扫，排凝。
3.2.2变送器的显示比实际小很多
经过检查，电信号回路工作正常，变送器送检定室标定正常，打开正负压的放空螺钉，没有液体流出，于是怀疑问题出现出导压上，经过检查，由于正导压管焊接不好造成泄漏所致，经过补焊堵漏后，流量测量恢复正常。除此外，如果正压管堵塞，平衡阀泄漏也有可能出现变送器显示偏小的现象。
4小结
差压变送器对工艺进行检测，并远传到中控室，以供显示、记录、控制之用，不断提醒工艺人员改变工艺状况，以提高产品质量与产量。获取精确、可靠的过程参数值是进行控制的基础。通常环境温度的变化，工艺介质密度的改变，都会使变送器出现测量不准，及时做好防护、合理的优化检测方法保证变送器测量精确。当出现错误显示的时候，分析故障产生的原因、观察回路外部损伤、断路检测来及时的处理故障，保证装置的平稳运行。掌握变送器的安装方法、变送器的注意事项，才能更好的使用变送器，延长其使用寿命，节约生产成本。

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