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質量流量計的常見故障及處理方法

點擊次數:512 發布時間:2024-01-11 08:56:11

科氏力式質量流量計運用流體質量流量對振動管振蕩的調制作用為原理。傳感器由振動 管(測量管)、信號檢測器、振動驅動器、支撐結構和殼體組成,如下圖所示。

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變送器以 微處理器為核心,它向傳感器提供驅動力,并將傳感器測量的信號轉換為質量流量信號,還 有根據溫度參數對質量流量和密度測量進行補償、修正的功能,變送器輸出電流信號或頻率 信號,可按一定的協議與 DCS 通信。 

質量流量計管型結構很多,各廠產品、不同型號、規格的質量流量計,日常維護和故障 處理的內容有所不同,但基本方面是相同的。


一體式質量流量計電流輸出回路如下圖所示。

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用流量積算儀或 DCS 卡件,現場至控制室的接線回路基本是一樣的。

一體式質量流量計脈沖輸出回路如下圖所示。

tu11.jpg

兩種輸出電路的故障檢查方法基本是相通的。分體式質量流量計,需要 3 組電纜,電源、信號輸出、傳感器/變送器連接線。


現根據以上內容,結合具體的故障現象,對故障檢查及處理進行介紹。

(1)質量流量計沒有流量顯示或無輸出

該故障是指質量流量計變送器或轉換器已供電,工藝管道中有流量,但質量流量計沒有流量顯示或者輸出信號。

質量流量計沒有流量顯示或無輸出通常應從以下幾方面著手進行檢查。

①先觀察質量流量計有沒有報警,先按報警信息提示進行檢查和處理。如高準的質量流量計,進人菜單同時按住“Scroll”和“Select”4s 左右松開可以進入菜單查看報警代碼。

②科氏力式質量流量計都有驅動線圈,通電后驅動器就會發生振動,因此,可先到現場聽傳感器有沒有嗡嗡的響聲,用手摸傳感器有沒有振動感,有響聲和振動感,說明供電及驅動線圈正常。但嗡嗡聲和振動空管時較明顯,介質滿管時不太明顯。

③如果沒有響聲和振動感,先檢查供電是否正常,電源是否真的供上,可測量如上圖中的 Vin 與地之間的電壓。檢查電源輸出板的熔絲是否熔斷。更換熔絲能送上電,說明沒有短路,再燒保險說明有短路故障,應仔細檢查負載電路,沒有查出短路點不要輕易再送電以免故障擴大。

④檢查接線是否正確,新安裝質量流量計的接線是檢查重點。檢查傳感器與變送器之間電纜的通斷,艾默生質量流量計的 9 芯專用電纜,檢查棕和紅、綠和白、藍和灰、黃和紫各線對之間的屏蔽是否與各種顏色導線短路,有短路、斷路故障的電纜應更換。檢查變送器端是否已把 4 根屏蔽線絞合在一起單點接地。傳感器檢測線圈或驅動線圈斷路,接線盒進水受潮也會出現沒有流量顯示的故障。

⑤檢查組態數據是否正確,可重新設置組態參數。如關閉了電流輸出功能,也會出現無電流輸出現象。沒有輸出電流及脈沖時,可測量圖 安全柵輸出和輸入端的信號,來判斷故障在安全柵前還是后,還是安全柵有問題,對癥進行處理。硬件故障可分部進行檢查。若被測介質含氣量太大,請工藝人員配合解決。 


(2)質量流量計零點漂移

零點漂移是科氏力式質量流量計在運行中經常遇到的問題,即管道中已經沒有流量但質量流量計仍顯示流量值。造成質量流量計零漂的因素很多,解決質量流量計零漂問題,一是定期進行零點檢查和調整,二是請工藝配合來解決。 

①工藝原因引發的零點漂移故障現象及處理方式

[故障現象 1]質量流量計零點慢慢移動,且各次漂移狀況相同。

[可能原因]停流后液中小氣泡積聚于測量管上部,或漿液中懸浮固體分離沉淀。

[處理方法]停流后立即調零,是調零時流體分布狀態與流動時相近。調零完成后出現的零漂后的信號輸出,提高小信號切除值。 

[故障現象 2]零點大幅漂移,且各次漂移差別很大。驅動增益上升,嚴重時超過 13V 而飽和。 

[可能原因]停留時氣泡滯留在測量管內,特別是彎曲測量管容易發生。

[處理方法]①勿使進入氣泡;②偶爾發生漂移可予忽略,不必每次調零;③提高管道靜壓,使氣泡變小達到零點。 

[故障現象 3]零點漂移量大,很多情況下無法調零。

[可能原因]測量管內壁黏附流體內沉積物。

[處理方法]清洗或熱熔融清除之。

[故障現象 4]因流體溫度漂移,同一口徑的科氏力式質量流量計溫度值越小,零漂越大。

[可能原因]液體溫度變化。

[處理方法]①以實際使用測量時溫度調零;②停流時溫度變化形成的零漂,不予處理;③測量溫度相差 1℃時再調零。 

[故障現象 5]零點不穩定,但移動量很小。

[可能原因]管道有振動。

[處理方法]很多情況不產生測量誤差,可以不予處理。

[故障現象 6]溫度變動形成應力變化,傳感器前后機械原因形成應力變化。

[可能原因]流量傳感器所受的應力變化。

[處理方法]①出入口中任一處換裝柔性連接管;②若出入口設置橡膠軟管,在傳感器與軟管之間,置 2 個以上支撐點。

[故障現象 7]零點漂移

[可能原因]液體密度與原調零時密度有差別。

[處理方法]密度相差±0.1g/cm3以內,影響測量值很小,超過此值即以最終實液調零。

[故障現象 8]壓力變化造成液體微量流動。

[可能原因]停液時管道中滯留氣體因壓力變化而膨脹或收縮,使液體移動。

[處理方法]①手動截止閥裝在鄰近流量傳感器,關閥使處于完全零流狀態;②在管系適當場所設置排氣口,消除氣腔。檢查故障時到現場觀察質量流量計傳感器受振動的狀態,有振動影響時,應增加或加固傳感器兩端的支撐件??赏ㄟ^設定小流量切除值,適當增加阻尼值來解決問題。采取以上措施零漂還是沒有改觀,可能就是質量流量計本身的零點漂移了,可對流量計進行調零。


②質量流量計零點調校方法

a、接通質量流量計電源,并充滿介質運行 1 小時至數小時。

b、先關閉傳感器下游閥門,再關閉傳感器上游閥門,確保傳感器已是滿管狀態且被測流體已完全停止流動,讓其稍微穩定幾分鐘。

c、用手操器對高準質量流量計進行調零,如下圖所示。

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d、檢查調零點前后零點的波動情況,并做記錄,調零點可反復做幾次,直至實際零點在零附近波動,且波動范圍小于其零點穩定性指標,則凋零點成功。 

調零時把小流量切除值改為零,零點調好后才便于觀察零位的波動情況。零點正常后再將小流量切除加上。新安裝的質量流量計,建議用手操器或者變送器界面調出“調零菜單” 記錄出廠零點預設值,調零完畢后與預設值進行比較,兩值要在一個數量級,兩值差異較大,說明安裝應力太大,應重新安裝。有的質量流量計,在傳感器出廠銘牌上就標有出廠零點預 設值。


③質量流量計無法進行調零的原因及處理方法

調零操作時會出現無法調零的現象,原因有:質量流量計存在關鍵報警;某些功能被打開,如含氣模式,貿易交接模式等;實際流量過大。傳感器前后的閥門泄漏沒有完全關閉,使介質仍處于流動狀態介質含兩相流即氣液混合、固液混合;以上問題只能請工藝幫助解決。 傳感器測量管內壁黏附沉積物;傳感器本身有故障;可拆下傳感器進行清洗及更換傳感器。 


④工藝原因引起的質量流量計零漂及處理方法

很多零漂是工藝原因引起的,如兩相流或不滿管。這類零漂不可能通過質量流量計調零來解決。只有提高小流量切除值,可取到最大流量的 0.5%-1.0%。開啟團狀流(slug flow)功能,改變傳感器的安裝朝向或安裝位置,通過管線循環使介質充滿管道及傳感器。


(3)質量流量計瞬時流量顯示負值

先進行零點的檢查,關閉傳感器上下游的閥門,使工藝流量為零,質量流量計能顯示零流量,可判斷儀表是正常的,不用過多糾結質量流量計自身有故障,應重點檢查是什么原因使信號極性改變了。檢查組態設置有沒有錯誤,流量方向是否設置為反向瞬時流量的絕對值與顯示值相符,則可能是接線極性有誤。接線正確,可檢查前裝放大器有沒有問題,可通過代換來判斷。 

質量流量計傳感器的驅動電壓為零也會出現負流量顯示,可測量驅動線圈的電阻值來判斷。把線夾從接線端子板上拔出,用數字萬用表測量線夾每個線對的電阻,各線對間應該不存在無窮大的電阻讀數,左檢測線圈(LPO)和右檢測線圈(RPO)的電阻值應相同,阻值差別應<10%。出現不正常的讀數,應在傳感器的接線盒上重復進行線圈電阻的測量,以排除電纜故障的可能性。所有線圈對地是開路的,測量的線對電阻有短路或開路現象,說明傳感器損 壞。

各種規格型號的科氏力式質量流量計,線圈電阻值是不相同,具體數值可參考相關使用說明書。


 (4)質量流量計流量顯示不準確

流量顯示不準確是指顯示流量與實際流量有較大的偏差。對質量流量計的零點進行檢查,還應檢查以下項目:工藝管道變形或者支撐件變形,使傳感器受到應力的影響;原來的接地線由于氧化、腐蝕而出現接地不良現象;在重新設置參數時,不熟練而出現參數設置錯誤;變送器有故障等都會引發流量顯示不準確。 

質量流量計流量顯示不準確可按以下步驟檢查及處理:

①零點檢查:在傳感器充滿介質后關閉傳感器上、下游的閥門,檢查質量流量計的零點是否正常,否則進行調零操作。

②管道介質的實際工作壓力與設計值是否出入太大,以確定是否需要進行補償。

③檢查質量流量計設置的流量系數及其他參數是否正確,否則進行更正。

④與工藝聯系確定被測介質是否處于滿管,或被測介質有兩相流狀態。如果不是滿管,則被測介質的緩慢流動,對傳感器管子造成不平衡振動,將會影響傳感器的性能和準確度,而出現質量流量計顯示不準確。工藝介質的不滿管情況,應會同工藝采取必要措施,如提高工作壓力,開大閥門來提高介質的流量。有兩相流狀態則應安裝排氣裝置,或改變安裝方式。工藝管道有較大振動,應采取固定或支撐措施。 


(5)質量流量計顯示和輸出值波動

質量流量計流量顯示有波動或波動范圍較大,應檢查電源屏蔽線的接地電阻是否小于 4Ω,檢查接線有沒有問題,還應檢查驅動電壓的波動情況及振動頻率是否穩定。懷疑驅動放大器不穩定時,可用相同型號的代換以確定故障;如果阻尼時間設定小了,可以適當加大。 

如果變送器周圍有較強的電磁場或射頻干擾,則應采取屏蔽及接地措施。對于工藝原因:管道振動應加固支撐件,支撐件最好固定在水泥墩上;流體有兩相流,應在傳感器上方管道開孔安裝閥門,用來排放氣相組分;傳感器管道堵塞或有污物積垢,檢查并清理管道、清洗傳感器。


流量顯示波動可按下圖的步驟檢查和處理。

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