蒸汽流量計(jì)在測(cè)量管道中液體和蒸汽介質(zhì)的流量方面有著廣泛的應(yīng)用。蒸汽流量計(jì)的檢測(cè)方式和檢測(cè)技術(shù)多種多樣,所使用的檢測(cè)元件也豐富多彩。與各種檢測(cè)元件匹配的測(cè)量電路也大不相同。因此,當(dāng)儀器出現(xiàn)故障時(shí),表現(xiàn)形式也不同。這些差異僅限于蒸汽流量計(jì)的前部(即檢測(cè)元件和前置放大電路部分)。以下信號(hào)處理部分:如濾波電路、整形電路、A/D轉(zhuǎn)換和微處理器顯示單元等都是相似的,所以常見(jiàn)的故障也有共同的特點(diǎn)。
1、通電后蒸汽流量計(jì)無(wú)流量時(shí)有信號(hào)輸出
(1)通電時(shí),閥門(mén)未打開(kāi),有信號(hào)輸出
①傳感器(或檢測(cè)元件)輸出信號(hào)屏蔽或接地不良,誘發(fā)外界電磁干擾;
②儀表離強(qiáng)電流設(shè)備或高頻設(shè)備太近,空間電磁輻射干擾會(huì)影響儀表;
③安裝管道有強(qiáng)烈振動(dòng);
④ 轉(zhuǎn)換器靈敏度過(guò)高,對(duì)干擾信號(hào)過(guò)于敏感;
應(yīng)采取的措施是加強(qiáng)屏蔽和接地,消除管道振動(dòng),調(diào)整以降低轉(zhuǎn)換器的靈敏度。
(2)蒸汽流量計(jì)處于間歇工作狀態(tài),不切斷電源,閥門(mén)關(guān)閉,輸出信號(hào)不歸零
產(chǎn)生該現(xiàn)象的可能原因與現(xiàn)象(1)相同,主要原因可能是管道振蕩和外界電磁干擾的影響。應(yīng)降低轉(zhuǎn)換器的靈敏度并提高整形電路的觸發(fā)電平以抑制噪聲并克服間歇期間的誤觸發(fā)。
(3) 上電狀態(tài)下,關(guān)閉下游閥門(mén),輸出不歸零,關(guān)閉上游閥門(mén),輸出歸零
這主要是受蒸汽流量計(jì)上游流體壓力波動(dòng)的影響。如果蒸汽流量計(jì)安裝在T形支管上,上游主管有壓力脈動(dòng),或蒸汽流量計(jì)上游有脈動(dòng)動(dòng)力源(如活塞泵或羅茨鼓風(fēng)機(jī)),則脈動(dòng)壓力會(huì)導(dǎo)致蒸汽流量計(jì)發(fā)生故障。信號(hào)。解決方法是在蒸汽流量計(jì)上游安裝下游閥門(mén),停機(jī)時(shí)關(guān)閉上游閥門(mén),以隔離脈動(dòng)壓力的影響。但在安裝時(shí),上游閥門(mén)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離蒸汽流量計(jì),并保證有足夠的直管段長(zhǎng)度。
(4) 上電時(shí),上游閥關(guān)閉時(shí),上游閥的輸出不會(huì)歸零,只有下游閥的輸出會(huì)歸零
這種故障是由管道內(nèi)流體擾動(dòng)引起的,擾動(dòng)來(lái)自蒸汽流量計(jì)下游的管道。在管網(wǎng)中,如果蒸汽流量計(jì)下游的直管段較短,出口靠近管網(wǎng)其他管道的閥門(mén),這些管道內(nèi)的流體就會(huì)受到干擾(如閥門(mén)的啟閉)。其他下游管道中的閥門(mén),調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作))到蒸汽流量計(jì)檢測(cè)元件,導(dǎo)致錯(cuò)誤信號(hào)。解決的辦法是加長(zhǎng)下游直管段,以減少流體擾動(dòng)的影響。
2、蒸汽流量計(jì)通電通流后無(wú)輸出信號(hào)
這種失敗有幾個(gè)原因:
(1) 電源斷開(kāi),電源沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用到轉(zhuǎn)換器上,即轉(zhuǎn)換器不工作;
(2)電源線連接錯(cuò)誤;
(3)檢測(cè)元件與轉(zhuǎn)換器輸入端之間的信號(hào)線斷開(kāi),信號(hào)未加到前置放大器的輸入端;
(4) 轉(zhuǎn)換器中的某些部件(如放大電路、濾波電路、整形電路、輸出電路等)出現(xiàn)故障;
(5)管道內(nèi)無(wú)流量或流量過(guò)?。?br />
(6)管道堵塞,檢測(cè)元件卡死;
(7)力檢測(cè)元件損壞;
以上七類(lèi)故障中有六類(lèi)屬于硬故障,比較容易發(fā)現(xiàn),處理方法也比較簡(jiǎn)單。第五種故障比較麻煩,尤其是“流量過(guò)小”的故障原因,如果不是閥門(mén)開(kāi)度過(guò)小引起的,就涉及到儀表選型的問(wèn)題。溶膠
徹底解決問(wèn)題,需要重新選擇量程合適的儀表,減小工藝管道的直徑,重新安裝。
3、蒸汽流量計(jì)的輸出(或指示)信號(hào)在接通電源并通過(guò)流量后不會(huì)隨流量變化。這種失敗有幾個(gè)原因:
(1) 由于信號(hào)線屏蔽層接地不良或接地點(diǎn)選擇不當(dāng),外界電磁干擾非常嚴(yán)重(如50Hz工頻干擾),微弱的渦流信號(hào)被完全抑制,輸出信號(hào)完全被噪聲干擾淹沒(méi)。調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度和儀器增益無(wú)濟(jì)于事。
(2)檢測(cè)元件與轉(zhuǎn)換器連接斷開(kāi),前置放大器輸入端開(kāi)路,或檢測(cè)元件有信號(hào)線對(duì)地短路,造成前置放大器輸入嚴(yán)重不平衡,共模干擾借此機(jī)會(huì),渦流信號(hào)被噪聲干擾抑制,輸出端完全被干擾控制。
(3)前置放大器增益過(guò)高,引起自激振蕩,輸出鎖定在自激頻率。
以上三個(gè)方面都是電氣原因引起的故障。只有加強(qiáng)屏蔽和接地,合理接線,減少或消除干擾,才能恢復(fù)儀器的正常運(yùn)行。
(4)管道(或環(huán)境)的強(qiáng)烈振動(dòng),當(dāng)振動(dòng)方向與儀器檢測(cè)元件的敏感方向一致時(shí),振動(dòng)完全抑制渦流信號(hào),輸出信號(hào)為振動(dòng)頻率信號(hào)。不能通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)改變輸出。
解決辦法是采取減振措施(加管道防振座,固定管道),明確振動(dòng)方向,將蒸汽流量計(jì)傳感器繞管道軸線旋轉(zhuǎn)±90℃,調(diào)整傳感器的靈敏方向。檢測(cè)元件的振動(dòng)方向。相位垂直,以減少振動(dòng)的影響或適當(dāng)降低前置放大器的增益和觸發(fā)靈敏度。采取上述措施可以消除振動(dòng)的影響。
(5)脈動(dòng)流對(duì)渦街信號(hào)的“鎖定”。在沒(méi)有有效抑制脈動(dòng)流影響的情況下,脈動(dòng)流對(duì)渦流穩(wěn)定分離的破壞作用不容小覷。街道信號(hào)在這個(gè)頻率附近被“鎖定”,此時(shí)如果調(diào)節(jié)閥門(mén)和儀表的靈敏度,輸出信號(hào)頻率不會(huì)發(fā)生變化。
解決的方法是在儀表安裝管道的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中采取措施吸收或減少流體脈動(dòng),如本章第一節(jié)所述。
4、蒸汽流量計(jì)輸出信號(hào)不規(guī)則、不穩(wěn)定
信號(hào)不規(guī)則主要表現(xiàn)為蒸汽流量計(jì)輸出的脈沖信號(hào)不規(guī)則。脈寬嚴(yán)重不均,時(shí)而多波,時(shí)而漏氣;用頻率計(jì)測(cè)量信號(hào)的頻率時(shí),頻率值波動(dòng)明顯,顯示數(shù)字分散。度比較大;模擬輸出信號(hào)的指示值有時(shí)大有時(shí)小且不穩(wěn)定。
造成這種現(xiàn)象的原因有很多,我們將分別討論。
(1) 電氣原因
電磁干擾的影響,干擾噪聲和渦流信號(hào)疊加,使信號(hào)強(qiáng)弱,輸出的脈沖信號(hào)有多波和漏波。此外,如果前置放大器的濾波器參數(shù)設(shè)置、增益和靈敏度調(diào)整不當(dāng),也會(huì)出現(xiàn)多波和漏波。
(2) 檢測(cè)元件的原因
檢測(cè)元件受污染受潮,靈敏度降低,輸出信號(hào)減弱,造成漏波;
檢測(cè)元件靈敏度過(guò)高,一些無(wú)用的擾動(dòng),主渦以外的副渦和流體噪聲都被檢測(cè)到,導(dǎo)致多波現(xiàn)象,檢測(cè)元件引線接觸不良,檢測(cè)元件松動(dòng)等,產(chǎn)生大信號(hào)和小信號(hào)。
(3) 安裝原因
儀表安裝時(shí),測(cè)量管與管道不同心,墊片伸入管內(nèi),引起流體擾動(dòng),產(chǎn)生附加渦流;
測(cè)量管內(nèi)液體未滿(mǎn),渦流不能有規(guī)律地分離;
儀表安裝位置離電源太近,管道振動(dòng),流場(chǎng)擾動(dòng);
上下游直管段長(zhǎng)度
e段安裝管道不足,擋板會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng),影響渦街的穩(wěn)定性。
(4) 技術(shù)原因之一
管內(nèi)流動(dòng)不穩(wěn)定;工況參數(shù)變化大,流量變化大。
(5)流體原因
流體中存在塊狀、塊狀或帶狀碎片,撞擊、糾纏發(fā)生器和檢測(cè)元件,渦街不能穩(wěn)定分離;
有兩相流或多相流,流型多變,渦流信號(hào)不穩(wěn)定;
測(cè)量液體流量時(shí),低工作壓力和高流速可能會(huì)導(dǎo)致氣蝕。
以上部分故障原因可通過(guò)調(diào)整儀器參數(shù)解決;有些需要與客戶(hù)密切配合,調(diào)整工藝流程,改變儀表的安裝位置。對(duì)于相流、臟流、脈動(dòng)流,不宜使用蒸汽流量計(jì)。
5、蒸汽流量計(jì)測(cè)量誤差大
測(cè)量誤差大的問(wèn)題有很多原因。
(一)儀器原因
儀表超過(guò)檢定周期,儀表系數(shù)K發(fā)生變化;
設(shè)置參數(shù)(如測(cè)量管內(nèi)徑、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度、儀表系數(shù))錯(cuò)誤;
模擬轉(zhuǎn)換電路的零漂或量程調(diào)整不正確;
電源過(guò)大偏離額定值或紋波過(guò)大。
以上幾個(gè)原因會(huì)直接給儀器帶來(lái)測(cè)量誤差。儀表應(yīng)迅速送檢,及時(shí)檢查設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù),定期校準(zhǔn)儀表的零點(diǎn)和量程,以保持儀表的完好率。
(2) 安裝原因
上下游直管長(zhǎng)度不夠。
儀表測(cè)量管道內(nèi)徑與管道內(nèi)徑偏差大;
安裝非同心,墊圈突出管內(nèi);
儀器流向相反;
檢測(cè)元件被雜質(zhì)覆蓋;
檢測(cè)靈敏度降低,小流量漏表;
管道泄漏(如管道安裝在地下,未發(fā)現(xiàn)小泄漏)、閥門(mén)泄漏、旁通閥泄漏,導(dǎo)致累積流量(總量)較??;
兩相流和脈動(dòng)流影響測(cè)量準(zhǔn)確;
測(cè)量管內(nèi)壁和發(fā)生器本體被腐蝕,發(fā)生器本體表面附著沉積物,幾何參數(shù)發(fā)生變化,使儀表系數(shù)發(fā)生變化,引起測(cè)量誤差。
從以上現(xiàn)象分析,提高測(cè)量精度是客戶(hù)和廠商的共同愿望。如發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差較大,應(yīng)及時(shí)查明原因,及時(shí)校準(zhǔn)儀表,減少測(cè)量不準(zhǔn)確造成的損失。
6.蒸汽流量計(jì)測(cè)量管道泄漏
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期應(yīng)用,計(jì)量管道的泄漏也是常見(jiàn)的故障。原因可能是:
(1)管內(nèi)壓力過(guò)高;
(2)管內(nèi)流體溫度過(guò)高或管內(nèi)流體溫度變化過(guò)快或過(guò)大,容易造成緊固件松動(dòng);
(三)密封失效;
(4)表體或檢測(cè)元件被腐蝕;
如果測(cè)量管道有泄漏,應(yīng)及時(shí)修復(fù),以免發(fā)生其他事故。
7、蒸汽流量計(jì)傳感器停止異常嘯叫聲
(1)流量過(guò)大,造成發(fā)生器或檢測(cè)元件振動(dòng);
(2)管道內(nèi)發(fā)生氣蝕;
(3)發(fā)生體或檢測(cè)元件松動(dòng);
出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí),為避免損壞發(fā)生器或檢測(cè)元件,應(yīng)先調(diào)整閥門(mén),降低流量和流量,然后進(jìn)一步查明原因。
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