03物位检测仪表

1 第第 3 3 章章 物位测量仪表物位测量仪表 3 1 液位测量仪表的故障判断 3 1 1 液位控制系统的故障判断 图 3 1 为典型的液位控制原理图 在运行中最常见的故障现象分析方法如 下 1 液位记录 显示值 跑向最大或最小 可先对照一次表如一次表正常 则为二次表故障 如一二次表一致则手控调节阀检查液面有无变化 有变化则 为一般工艺原因 无变化为仪表问题 2 带负迁移的仪表示值到最大 应怀 疑负压侧漏 有气相直接引到负压侧的仪表示 值会到最小 应怀疑负压侧集液罐液体上升过 高 3 记录波动频繁 一般可能是参数整 定不当 一次表振荡或仪表信号管路漏等 如 果波动缓慢则一般为工况原因 3 1 2 液位指示故障检查 故障现象 液位不正常 偏高 偏低 首先要了解工艺状况 工艺介质 被测对 象构造及取样点的位置 液位测量范围往往同时配置玻璃液位计 工艺人员以玻璃液位计为参照判断液位测量仪表指示偏高或偏低 因为玻璃液 位计比较直观 检查故障判断思路详见图 3 2 1 检查显示仪表输入信号 2 若DCS控制 查接口 检查液位计零位 关闭取 样阀 打开排污阀 调校显示仪表 处理A I输入卡件 调零位 亦可以调 校浮筒液位计 1 排污阀有堵的现象或取 样阀内漏 2 表本身有故障 1 消除泄露和堵 使检测系统正常 2 处理表的故障 检查玻璃液位计 1 取样阀门堵 2 顶部放气阀漏 消除假液位现象 工艺原因 工艺介质的密 度由较大的变化 液位指示正常 Y Y Y Y N N N N 图3 2 判断液位指示故障程序图 101 101 图 3 1 液位控制系统原理图 LIC LT 2 3 2 静压式液位计的维护与检修 3 2 1 吹气法测量液位方法 3 2 1 1 维护 1 每天检查气源压力值是否满足吹气测量法要求 2 检查气源管线是否泄漏 3 定期校零 4 定期清洗吹气管 5 定期检查节流孔 止回阀 气动过滤减压器 6 变送器进行检定 调整 入档 3 2 1 2 故障处理 1 故障处理一 故障现象 某一稀硫酸罐的吹气法测量系统 工艺人员反映不准 原来准 后来越差越大 满罐时表指示 60 故障分析 造成指示偏低的原因 第一 气动管线有泄漏点 整个测量系 统的压力低于满量程值 40 仪表指示为 60 二是定值过滤器有堵的现象 因 为空气干燥不好 水分析出可能堵定值过滤器 三是表的量程可能发生变化 需进行刻度检验 四是检查吹气管 故障处理 按照以上的分析处理方案检查到第四步发现吹气管被稀酸腐蚀 严重 剩下部分只有原长度的 3 5 原因是吹气管的材质不太合适 换一根耐 腐蚀性能强的白钢管后指示值正常 2 故障处理二 故障现象 某硝酸罐的吹气法测量系统运行一段时间后指示最大 故障分析 一 吹气管堵 整个测量管路的压力相当于供气源压力 超过 表量程 指示最大值 二 表信号回路自身故障 输出电流超过 20mA 以上 指 示最大 故障处理 拔出吹气管发现吹气管底部有堵的现象 冲洗后重新安装仪表 示值正常 可运行不到一个小时液位表又指示最大 拔出吹气管检查 管底部 还是有酸泥 说明罐底有一层酸泥 吹气管插进酸泥里 经工艺同意改变测量 范围 将吹气管截去 100mm 后重新调校量程后正常 3 故障处理三 故障现象 某一吹气法测量系统安装开启运行后时而正常时而不正常 误 差还没有达到影响工艺正常操作的程度 但误差远大于测量系统的允许误差范 围 故障分析 影响测量系统的测量准确性的因素很多 有电源信号系统的因 素也有检测系统的因素 电气系统的因素 安全栅或分电盘带 2 个以上的负载 即二次仪表 对二次的显示值有影响 造成很大的测量误差 原因是负载的 输入阻抗大于安全栅或分电盘的负载阻抗 或本身安全栅 分电盘的精度低没 达到所需的精度等级或误差太大 检测系统的因素 吹气管线泄露或堵 节流 元件堵或损坏 包括气动过滤减压阀的指示不正确等都可以造成系统的测量误 差大 故障处理 详细排查后 二次表经调校检查精度符合误差要求 整个电气 系统的测量精度没有问题 吹气系统的管路试漏也合格 吹气也畅通 检查气 压 在吹气管连接处装一个压力表发现气压远大于表的量程值 气流很大且不 稳 根据吹气法测量液位的要求吹气管内的流量一定要稳定地流量 查找节流 3 元件发现没有节流件 用气源定值器按表的量程粗略定值之后开表运行 重新 按临界压缩比安装节流件后 开表后运行正常 3 2 2 差压计测量液位方法 1 精馏塔液位计隔离罐使用不当的故障 故障现象 精馏塔的液位示值同板式液位计对不上 大修后几天慢慢出现 示值偏差越来越大 如图 3 3 a 所示 故障分析 造成示值偏差大的原因 这是一个差压计带负迁移的测量液位的方法 用手操器检查仪表的设定 参数同实际测得高度相同 H h a 改造前 b 改造后 1 2 图3 3 精馏塔液位计隔离罐改造示意图 0 0 hLRV 值 HhURV 0 HP 0 hP 因为 所以负迁移 Hh 0 量程 Hh 0 通过设定参数检查 表内所有参数都正确 说明差压计在安装上的调校是正确 的 隔离液不满也是其示值偏差大的原因 检查整个负取压管及焊接头没有 发现泄露的现象 隔离液中混有工艺介质 设负压管内的隔离液的介质密度减小即值低 0 h 于设计值 仪表的示值低于实际工况过程值 经检查排放隔离液中含物料的成 分非常大 隔离液中大部分都是工艺介质 所以确定是工艺介质同隔离液互溶 的现象或因精馏操作不稳造成隔离液被夹带出去 工艺介质冷凝后进入负的测 量管线内造成测量误差 4 故障处理 因为精馏塔液位测量的冷凝集液罐在设计上没有考虑在实际运 行中会出现这种情况 所以只有冷凝集液的功能 通过故障排查对冷凝罐进行 了改造如图 3 3 b 所示隔离罐结构 具体的操作如下 关闭阀 1 2 从罐顶灌入隔离液 待罐顶口溢流后停止罐液 打开阀 2 放出罐内的隔离液防止进入塔内 打开阀 1 在整个过程中三阀组的平衡阀是关闭的 改进后投运示值正常 2 精馏塔受槽液位计无指示故障 故障现象 精馏塔受槽液位测量系 统如图 3 4 所示 工艺反映精馏塔受槽 液位指示零下 不变化 溢流管都冒料 了 表还是没有指示 故障分析 在整个测量回路三个方面发生故障都可以造成此种现象 表本身有 故障没有输出电流 取样系统有堵漏不能正常取样 信号回路有故障没有向现 场正常供电 信号回路检查 给表供电 24VDC 电压正常 用信号发生器输入模拟信号 二次仪表从 0 100 各点刻度均正常 将差压计拆回检查调校 表的迁移量和调校精度都满足运行精度要求 说明仪表本身没有问题 分别打开正 负压测量管的排污阀都往里抽气 说明测量管线畅通 因 为塔是负压操作塔 受槽也是在负压下操作运行 没法检查样液的取样情况 只关闭正负压管取样阀 停表重新罐隔离液这时表指示零值 说明在停表状态 仪表的示值正常 投运后表仍然指示零下 怀疑负取样管线有漏液现象 因为 停表时仪表的示值指示零 也就是说在常压下表是正常状态 投运后表在负压 状态下指示零下 由于负压管有漏液点造成负管中没有隔离液 关闭负取样阀 打开负的排污阀 果然是空管 说明漏点致使表投运后将隔离液抽到工艺系统 里 造成仪表指示零下 故障处理 停表 关闭取样阀 打开排污阀连接气源管线或打压试漏 在 排污阀阀前的焊口有微量气泡逸出 补焊后投运示值正常 3 锅炉汽包无液位或液位计指示波动很大 故障现象 中压锅炉汽包液面计指示波动 但汽包却无液面 何故 故障分析 由于锅炉未投入运行状态时 仪表人员已将仪表导压管内的封 液关好 由于汽包内无压力 所以导压管内的封液在蒸汽保温热量的作用下 易产生沸腾 此时封液液面亦波动 由于正负导压管内液面波动情况不一 从 而产生压差变化 引起液位差变示值波动 故障处理 关闭导压管中的保温蒸汽 使其封液不再沸腾 差变示值即为 稳定 4 双法兰液面计故障 故障现象 某碱洗塔底液面已很高 但液位计无指示 双法兰处均无堵塞 不知何故 图 3 4 精馏塔受槽液位计测量示意图 5 故障分析 经查系仪修人员怀疑液位计示值 65 不准 将打开平衡阀能平衡 差变正负室压差的方法 用到双法兰差变中去 但液位计示值仍为 65 而不回 零 这样仪修人员误认为仪表零位不准 硬把 65 的液位示值调到零位 因此 仪表无指示 只有当液位高于 65 时方有一点示值 故障处理 此例中的双法兰液位计的故障是仪修人员误操作引起的 在调 双法兰液位计变送器的零点时 需要把上下出口阀关死 打开中间平衡阀后 再将两片双法兰内的介质排掉 这时上下法兰膜片受压才相等 此时方可对变 送器进行调零 5 安装不妥引起灵敏度降低 故障现象 工艺反映液位检测仪表迟钝 并导致操作人员错觉 即液位升 高 反使差变输出下降 故障分析 由于安装不妥引起检测迟钝和错觉 即液位升高 仪表示值反 而下降 液位降低 仪表示值却升高 某甲醇精馏塔塔底液位检测系统 如图 3 5 所示 差压变送器正 负导压 管经一定时间均能充满蒸汽冷凝液 现从图 3 5 a 逐一进行剖析 F H h a b H B h H B h p p 3 5 图 3 5 甲醇精馏塔塔底液位 HBHhHhpphppp H 气气 a 当 H 0 时 则 此式说明当液位最低 其差压却最大 max php b 当 H h 时 则 此式说明当液位最高时 其压差为最小 min 0pp 其量限为 其检测相对值为 0kPah 100 100 max hHhpp 此式说明检测的相对百分数较小 其检测灵敏度较低 如图 3 5 a 所示 将正 负室调换 即最高点接负室 液位最低点接 6 正室 BHhHppp 式中 为负迁移量 hB a 当 H h 时 则 BpBhp max b 当 H 0 时 则 BpBp min 0 其检测相对值为 100 100 max hHpp 此式说明检测的相对百分数较大 则仪表检测灵敏度较大 其量限为 0kPah 两种情况的迁移特性曲线如图 3 5 b 所示 图中曲线 为差压 pH 变送器正室接至液位顶部 负室接至液位底部 曲线为差压变送器正室接至 液位底部 负室接至液位顶部 从以上 分析得如下结论 a 差压变送器正 负室在检测液位时 与设备的顶部相连或底部相连 不 但影响检测的灵敏度的百分值 而且还确定其差压变送器是正迁移还是负迁移 从而具有不同的迁移特性曲线 b 迁移只是同时改变量程的上 下限 而不改变量程的大小 c 安装是否妥当 是否正确 将改变检测灵敏度的百分值 因而引起检测 故障 故障处理 将差压变送器的正压室接至塔底部 负压室接至塔上部 按图 3 5 b 的 特性曲线进行迁移 从而提高了检测系统的灵敏度 消除了pH 工艺人员的错觉 即液位表示值下降 这样 其特性曲线 pHpH 如图 3 5 b 的 特性曲线 6 差压液位计负相灌液的处理 故障现象 负相导压管灌液 故障分析 造成负相灌液的原因可能有两种 一是由于氨水浓度变化过大 造成仪表虚假指示 使实际液位控制过高 二是由于开停车时系统不稳定 手 控操作造成 两种情况在生产过程中都难 以避免 为了保证仪表的稳定运行 采取 措施防止灌液成为解决问题的关键 故障处理 防止负相导压管灌液最简 单的方法 是向上移动负相取压点的位置 但有时因没有合适的设备开孔而难以实施 这时可以利用连通器法来进行 连通器法 如图 3 6 所示 在负相导压管的上部加上 6 图 3 6 负压导压管改进示意 图 7 一个倒 U 形管 U 形管的高度以超过设备内液位可能达到的最高液位 0 5m 为宜 也可以根据设备压力 导压管长度 利用理想气体状态方程算出合适的高度 如果负相取压口离塔顶不远 一般取 U 形管高过塔顶即可 该表经此改进后 再也没有发生过负相灌液的问题 后来工艺人员反映不 美观 又在大修时将取压口上移到了放空管道出口阀前 也取得满意的运行效 果 7 液位控制系统的改造 故障现象 锅炉给水罐 D 209 液位控制系统失控 导致水从贮罐中大量溢 出 大有水漫金山之势 故障分析 造成事故的主要原因是液位控制系统现场一次变送器的检测取 压管路出现问题 首先 检查了贮水罐设备进 出口阀门的开关及其线性行程是否正常 经检 查均为正常 其次 对 DCS 显示屏上的液位控制器 LIC 2209 及现场变送器 LT 2209 依 据原始设计数据进行了单校和联动校验检查 系统回路均未发生异常现象 第三 对现场变送器 LT 2209 的取压管路进行排查 没有发现堵塞 损坏 和泄露等现象 均处于完好备用状态 a D 209 b D 209 图 3 7 给水罐液位测量系统结构改装示意图 上述原因均一一排除 最后 找来原始设计安装图纸及数据 对现场变送 器的安装取压开孔的位置进行实际检查 发现了问题所在 见图 3 7 变送器 的负压侧取压孔的位置刚好低于正常设计的 20 与原设计明显不符 无形中 造成变送器量程扩大 根据差压平衡原理计算 当贮罐液位达到控制的最高液 位时 仪表正好指示在刻度的 80 而当仪表指示在 100 时 贮罐内的水早已 大量溢出 原安装图见 3 7 a 另外 变送器负压侧所贮水长时间易蒸发跑 掉 造成负迁移量的改变 导致变送器 LT 2209 的正 负室的差压不能很好地 保持平衡 这也是液位控制系统失灵的又一原因所在 故障处理 根据事故的原因分析 若重新在设备上开设取压孔 不但涉及 到其他专业的配合 而且还要停工 这样会影响正常生产 而且仍然不能根除 负压侧贮液蒸发流失现象 故障仍得不到彻底根除 根据贮罐属于开口常压设 8 备的特点 决定将变送器由原来的差压式安装改为压力式安装 负压侧通大气 改造后安装图见图 3 7 b 这样安装完毕 通电投入系统中 液位控制系 统恢复正常 故障排除 达到了工艺的控制要求 对于有冷贮液或隔离液的仪表设备要进行定期维护 补装隔离液 形成维 护保养制度 以免影响生产 给企业造成不必要的经济损失 8 氨水液位计指示偏差的校正 故障现象 尿素生产过程中氨吸收塔液位的测量和控制采用差压液位变送 器进行 其负导压管加蒸汽伴热以保证空管 该表应用初期运行极不稳定 每 次校验后都只能运行 1 2 小时 时间稍长便会出现较大指示偏差 从而失去指 示控制作用 故障分析 在确定导压管 表体正常的情况下 怀疑问题来自于仪表校验 上 该表可采用两种方法校验 一是根据工艺流程图中设计的氨水密度和仪表 导压管尺寸 通过公式计算出仪表调校范围 然后在校验台上检定 二ghp 是在现场将设备内液位提起来用实际液位标定 由于第一种方法中用的氨水实 际密度难于确定 通常采用第二种方法进行 但往往出现前边所述故障现象 究其原因 发现仍与氨水密度有关 因为调校时 总是希望工艺尽快提高液位 以节省时间 却从未考虑氨水密度是否改变 实际上工艺快速提升液位时 都 是采取向设备内加水的方式进行的 加水后塔内氨水浓度大大降低 从而使氨 水的密度增大 表校完后 回路投入自控 在液位相对稳定的情况下氨水吸 收的氨越来越多 浓度越来越高 密度则越来越小 使仪表指示偏差越来越大 最终导致液位失控 故障处理 针对上述原因 在调校时采取了一种校正措施 即让工艺用手 控方式将液位控制到仪表测量范围内 并持续 4h 以上 等氨水浓度基本稳定后 再进行仪表的调校 结果 经过一次这样的调校 仪表指示偏差基本消除 回 路投自控后一直运行良好 9 差压法液面测量的管路改装 故障现象 液氨缓冲槽氨液面的测量 采用电动差压变送器作为液面信号 的变送单元 其安装情况如图 3 8 图中省去了仪表三阀组管路 投运后 该表一直开不起来 现象为仪表启运瞬间指示正常 但 数分钟后仪表示值开始偏高 其偏 差值随时间积分式累计 大约 20min 左右仪表指数达最大值 实 际液位并未变化 变送器排放校 零后重新开表 情况如前 短时间 内示值又达满度 故障分析 经观察分析认为这 种现象是由于液氨在导压管中 气 化 引起的 变送器正负压室的压 差为 p 3 1 负正 ppp 1 2 3 4 5 6 7 a a c b H 1 2 3 4 5 6 7 9 图 3 8 液氨缓冲槽氨液位测量安装图 9 因为 abacHpp 0正 0 pp 负 3 1 式可写为 3 2 00 pabacHpp 式 3 2 中 变送器正压室压力 正 p 变送器负压室压力 负 p 液氨缓冲槽静压 0 p 液氨工作状态相对密度 实际液面高度 H ac ab 分别各为一段液相导压管 因为 ac ab 所以式 3 2 式可简化为 这就是差压法测量液面的基Hp 本理论依据 实际安装时 因为考虑到使液面自动测量与玻璃管液面计示值同步 以便 于现场校验 所以差压变送器安装的水平高度与玻璃管液面计零线等高 因受缓冲槽工作温度及压力的限制 特别是液相导压管受气温的影响 就 不可避免的使液相导压管中部分液氨汽化 管 ac 段内生成的气氨可以沿管上升 进入缓冲槽内 而管 ab 段内生成的气氨无法向下走入槽内 只能沿管上升积聚 在变送器正压室内 时间延长不断积累的气氨将沿管 ab 段自上而下填充 这时 虽然实际液面未变 但仪表的压差却发生了变化 当管 ab 段全部被气氨充满时 3 2 式可写为 3 3 abacHp 1 式 3 3 中 气氨工作状态相对密度 1 因为 式 3 3 可简化为 从而可知 在为一 1 acHp H 定值时 因的存在 很可能ac 使达到或超过变送器测量上限p 而使其输出为最大的 故障处理 在原管路上加装了 一根的管子作为 引液排214 气管 如图中虚线所示 从而根 除了上述故障现象发生 FI C LI C SP 10 图 3 9 塔釜液位控制 系统 10 10 差压变送器在强腐蚀系统中的应用 故障现象 在 TDI 生产中 为了防止产生塔釜液抽干或将低层塔板被釜液 淹没 破坏再沸器的热循环系统 必须对塔釜液位进行控制 使它维持在一定 范围内缓慢变化 如图 3 9 所示 液位变送器采用了常规的电容式双法兰远传差压变送器 该变送器投运开 始一个多月内测量 控制均较为正常 运行一段时间后 6 台仪器均无法使用 导致工艺不能正常运行 频繁出现系统误报警直至联锁停车 造成很大的经济 损失 故障分析 一次仪表选用通用的抗腐蚀哈氏合金膜片的带双向远传装置的 防爆型电容式差压变送器 故障出现主要由以下几方面因素造成 仪表生产厂未进行仪表的负静压试验 由于国内大多数仪表生产厂在仪 表出厂前 只进行正向静压试验 有时可高达 31 0MPa G 而不进行高负压 静压试验 当工艺操作压力达到 68kPa 510mmHg 的高真空状态下 也即绝压 低到一定程度时 正负压室两膜片由于机械加工 安装等因素造成的不对称性 导致膜片弹性形变不平衡 引起压力差的附加值增加 从而出现假液位 指示 跑大 或小 远传装置中填充液不稳定或有可能部分汽化 仪表远传装置中所有填充液一般为 DC200 美国道 康宁公司生产 或 Syltherm800 硅油 通常 大家对硅油的一个最为深刻的印象可能就是它的 耐高温 性 实际上 耐高温 这个术语使用时常常不太严格 这个术语常 常表示一些性能试验的结果 而这些试验是多种多样的 从在试管中加热几分 钟到实际工作条件下严格试验数千小时 变化很大 尽管硅油具有诸多的优越的物理化学性能 如优越的粘温性 较高的闪点 和燃点 低的挥发性等等 但在特定的实际工况下 有些性能即出现不稳定或 产生大的变化 甲基硅油的沸点 挥发度依赖于其粘度或分子量 图 3 10 表示了甲基硅油 挥发度与粘度的关系 当粘度低于 25mm2 s 试验温度设定在 25 不变 时 随粘度降低 挥发性显著提高 沸点同时也一样显著降低 热膨胀系数随之增 大 从图 3 11 又可看出 其粘度在压力升高时显著增大 换言之 当压力降低 时 则显著减少 因而 当硅油用于高温并高真空系统时 压力降低很显著 注 11 温度又高 其粘度随之减小很多 从而导致硅油的挥发性增大 沸点降低 热 膨胀性增大 出现硅油部分气化 体积膨胀 导致压力敏感膜片变形 而两膜 片之变形又不可能均衡 出现附加的压差 形成假液位 变送器远传装置中膜片的密封用 O 形圈 氟橡胶 能被硅油部分溶解 产生变形 也影响了膜片的位置 造成测量误差 变送器安装位置的影响 由于安装条件限制 变送器位于上下两取压法 兰中间 对于高真空系统 由于变送器毛细管内填充液的自重存在 尽管不大 势必影响测量效果 故障处理 与仪表生产厂联系 协商 将远传装置进行重新加工 装配 出厂校验 时 按买方要求除校验正常指标外 增加负静压试验 所加的压力及考验时间 应考虑实际应用工况条件 对填充液进行改型 也可采用掺合办法 提高了硅油的热稳定性及压 力稳定性 同时 严格硅油的填充条件 以期延长硅油的稳定寿命 将远传装置中的氟橡胶 O 形圈更换为铜 O 形圈 以免在高温下 硅油溶 解橡胶中的增塑剂 造成 O 形圈变形及硬化 若仍用橡胶圈 可在硅油中掺入 一定比例的酯类油或者用与硅油不互溶的橡胶增塑剂 安装位置的改进 将变送器置于取压下法兰以下 100mm 处或尽可能低的 位置 这样 由于填充液的自重 可缓解一部分真空对变送器的影响 采取以上措施改造后 现 6 台仪表重新投运一年多 运行状况良好 12 3 3 浮力式液位计 3 3 1 浮子式钢带液位计 3 3 1 1 概述 浮子钢带液位计是广泛用于测量储罐内各种液体液位的物位仪表 其工作 原理是 液面上升时 浮子随着液面上浮 与浮子连接在一起的钢带靠盘簧的 拉力收入表体 以保持浮子重量 浮力 与盘簧拉力相平衡 液面下降时 浮 子靠自身重量 随液面一起下降 与浮子连接在一起的钢带拉动盘簧的发条 做相应的反卷 使整个系统达到新的平衡 由于在测量钢带上打有非常均匀孔 距的孔 当钢带上下运动时 钢带上的孔正好与链轮上的齿啮合 从而带动齿 轮机构 转动 并通过指针或计数器指示液位高度 同时输出角位移机械量 经远传变 送器转换成 4 20mA DC 的信号 如图 3 12 所示 本节以 2500 系列浮子钢带液位计为例编写 其他同类仪表可参照执行 3 3 1 2 技术标准 1 测量范围 16m 20m 32m 2 工作压力 0 35MPa 3 灵敏度 1 5mm 4 测量精度 3mm 5 被测介质重度 0 5g cm3 6 被测介质温度 199 7 环境温度 50 85 8 相对湿度 95 9 输出信号 4 20mA DC 3 3 1 3 检查校验 图 3 12 钢带液位计原理图 13 1 定期检查内容 检查信号线保护管是否完好 检查变送器外观 密封状况是否良好 信号线接线端子是否有腐蚀或水 汽等 检查仪表内腔 a 卸下表盖紧固螺丝 打开仪表前后盖 b 检查仪表内腔是否有尘土 锈蚀 c 检查盘簧轮 钢带导向轮 链轮等磨损情况 是否有污物 润滑是否良 好 d 检查各齿轮轴磨损情况 润滑是否良好 e 检查盘簧是否有断裂 散卷 f 检查钢带是否有扭折或破裂 检查导向保护管 a 检查导向保护管挠曲 挠曲不得超过 5mm b 将导向轮盒盖板紧固螺丝卸下 打开导向轮盒盖板 c 检查导向管内是否有尘土 锈蚀等污物 d 将测量钢带从导向轮上脱开 检查导向轮运转是否平稳灵活 e 检查导向轮 轮轴磨损状况 润滑是否良好 f 检查测量钢带是否有扭折或破裂 2 校验方法 浮子钢带液位计校验方法一般分为实测液面法和空罐计算法 实测液面法 a 确认现场无危险 现场测量需要两人以上 并遵守 有关安全规定 以 防意外 b 罐内充入待测液体 液面最好在仪表测量范围的 1 2 左右 c 待液面稳定后 用标准钢尺反复测量几次 求得平均值 d 用所求的平均值作为仪表标准值 调整仪表指示值 e 改变液位高度 待液面稳定后 用钢尺测量液面高度 所得数值与仪表 指示应相符 否则应重新进行检查校验 空罐计算法 空罐时调整浮子钢带液位计 需要计算浮子浸入液体的深度 LF 可用下式 计算 然后根据这个数值来调整零位 21 AWWWLF cm 式中 W 浮子重量 g W1 恒力盘簧拉力 g W2 钢带重量 g 被测液体密度 g cm3 A 浮子圆柱截面积 cm2 如果是球形罐 由于球罐上安装仪表均将浮子中心与罐体中心拉开一定距离 而罐底是凹形球面 还要考虑浮子的耳环停留在罐底导向钢索固定架上 从罐 底到浮子底部的距离 Lx 然后根据 LF Lx 这个数值来调整零位 Lx 按下式 计算 14 2 2 42 S DD Lx 式中 D 球形罐直径 cm S 罐的中心与浮子中心的距离 cm 3 3 1 4 日常维护 1 每日进行巡回检查 2 清扫仪表卫生 3 检查仪表内腔 保护管内密封液有无渗漏 4 检查导向轮盒盖板 是否有被测物料泄漏 5 用手摇装置提升浮子查看整个仪表系统是否有转动不灵活 卡死现象 6 核对仪表指示是否正确 3 3 1 5 检修 1 一般每年或一个生产周期进行 1 次全面的检修校验 检修前要确认储 罐无压和出 入口阀关闭无泄漏 如要进罐作业必须遵守有关安全规定 按本节 3 1 定期检查 项目检查 检查导向钢丝和浮子 应确认罐内无压 无液体 无危险气体 罐内氧含量符合作业要求 方可 进行此项检查 a 检查导向钢丝是否弯曲和折叠 b 检查导向钢丝是否垂直拉紧 c 检查导向钢丝固定件是否紧固牢靠 d 检查浮子与测量钢带连接是否牢靠 e 检查浮子有无变形 破裂 结垢 打开导向轮盒盖板 表体前后盖 清扫灰尘 铁锈等污物 清洗轮轴污物 清洗钢带 各轮轴上润滑油 表体内腔各齿轮上润滑油 回装仪表 按本节 3 2 选择合适方法进行调校 2 导向钢丝的更换 用力使导向钢丝伸直 不要使导线钢丝弯曲或打结 打开罐顶导向钢丝张紧装置的罩盖 通过中心孔把导向钢丝穿人 临时 把导向钢丝的终端固定在张紧装置上 在罐的底部 使钢丝穿过浮子的导耳孔 固定在支柱上 因投用后再修 理很困难 所以操作时要精心 在罐顶用力拉紧导向钢丝 并把导向钢丝的末端在轴上绕 2 3 圈 旋 紧螺帽 切断多余部分 完成更换工作 3 测量钢带的更换 打开仪表输出轴的端盖 取下连接拨轮 松开压紧环再打开表体后盖 把盘簧轮和钢带轮脱开 将测量钢带无孔一端通过链轮 用绳索从罐顶导轮盒穿过保护管 与测量钢带无孔一端系住 把测量钢 15 带拽到罐顶 再送入罐内与浮子挂环连接 安装时 测量钢带不得打结 打卷或受损伤 不得超出导向滑轮的导向 槽 而且必须与浮子挂环连接牢固 以防脱落 更换后应检查测量钢带上的齿孔应与链轮上的齿准确啮合 压紧轮位置 正常 钢带在各处的位置正常后再盖回表盖 4 恒力盘簧的更换 打开仪表后盖 将盘在盘簧轮上的恒力盘簧一端抽出 用螺钉固定在钢 带轮的反缠盘轮上 松开钢带轮上的紧固螺钉 用手顺时针将盘簧反缠在反缠轮上 注意不能反缠在盘簧轮外面 根据测量范围确定反缠圈数 反缠后将固定螺钉紧固好 检查测量钢带是否有松动或间隙 如有则重新反缠 恒力盘簧反缠在反缠轮上的总长度应大于整个测量范围 恒力盘簧安装完毕后 测量钢带上的齿轮孔应与链轮上的齿准确啮合 钢带在表内各处穿行正常 5 变送器检修 检查变送器的指示精度是否符合要求 如果不符合要求则进行调整 拆变 送器时注意要先断开仪表电源 方可拆线 6 常见故障与处理见表 3 1 表 3 1 浮子钢带液位计常见故障与处理 序号故障现象故障原因处理方法 链轮与显示部分轴松动 重新紧固 显示部分齿轮磨损 更换齿轮组件 转动部件卡死 处理转动部件使之转动灵活 传动部分是否被冻住 采取防冻措施 1 指示不变化 手摇装置的传动轴没有拔出 拔出传动轴 并用紧固螺钉固定 变送器电路板故障 更换变送器电路板 钢带打节或扭曲 取下导轮盒盖 拔出钢丝进行检查 若有损坏则予以更换 导向钢丝与浮子有摩擦 重新安装 钢带与链轮啮合不好 重新安装 导向保护管弯曲 保护管矫正或更新 2 读数有误差 恒力盘簧或磁偶扭力不足 更换恒力盘簧或磁偶扭力连接器 3 指示最大 钢带断裂 更换钢带 3 3 1 6 故障处理举例 1 钢带液位计故障寻迹图 钢带液位计液位示值不变换故障寻迹如图 3 13 所示 16 液位变化 指针不动 链轮与显示部分轴松动 显示部分齿轮磨损 活动部分被冻住 应重新紧固 更换齿组件 应采取防冻措施 示值正常 Y N N Y 图 3 13 钢带液位计示值不变化故障寻迹图 钢带液位计读数有误故障寻迹如图 3 14 所示 读数有误差 指针松动 钢带打结或扭曲 导向钢丝与浮子 有摩擦 钢丝越出滑轮槽 或链轮齿合不好 导向保护管弯曲 恒力盘簧或磁偶 扭力不足 取下表盖把指针螺钉拧紧 打开导轮盒盖抽出钢带检修 重新装配 需加以矫正 应整直 需更换 读数正常 Y N Y Y Y Y Y N N N N 图 3 14 钢带液位计读数故障寻迹图 2 故障处理实例一 故障现象 浮子式钢带液位计是一种 机械式的液位计 结构简单 维护量小 也比较容易操作 在春 夏 秋三个季节 使用都很少出现故障 在冬季使用时 曾 多次出现指示失灵的情况 拆开现场指示 仪表的后盖检查 发现凡指示失灵 都是 图 3 15 钢带液位计 安装示意图 17 由两种情况造成的 其一 在现场指示仪表的盒内 存有大量的凝固物 将仪 表盒内起传动作用的盘簧轮和钢带轮都糊在一起 使之不能传动 造成钢带脱 轨 其二 仪表盒中的盘簧轮 塑料材质 变软 严重的则成为胶质 像黑色 沥青液似的把盘簧粘到一起 钢带不能传动 仪表指示失灵 参见图 3 15 安装 示意图 故障分析 上述故障现象 都发生在测量存储有机溶剂的钢带液位计中 如测精苯 粗苯 重苯和环己烷等 在此 可分析贮罐内部构造 在每个贮 罐的底部都安装有加热盘管 在盘管内通蒸汽保温 防止在冬季贮罐内存贮的 液体结晶凝固而造成输送料的困难 在贮罐的顶部安装有呼吸阀 为了防止有 毒有害气体的析出 每个贮罐都通氮气封闭 氮气的压力设计为 1kPa 这个压 力值 可以用装在贮罐顶部的自力式压力调节阀来调节控制 由于冬季气温比 较低 保温蒸汽一般都不停止 但每个贮罐液位的高低却是一个不定值 根据 工艺生产的需要而变化 会有时高 有时低 当贮罐的液位较低时 通入盘管 的保温蒸汽量不变 将会使贮罐中液体因过热而汽化 如苯 80 时就会沸腾 当贮罐中的液体被气化时 压力升高 当压力超过 1kPa 时 就会冲破氮气的封 闭 而进入如图 3 15 所示的钢带液位计的安装连接管中 而仪表连接管和指示 表盒都无保温设施 随着外部气温的降低而冷凝成液体 在仪表盒中集结 这 些集结的冷凝液如果是苯类 就会把仪表盒中的盘簧轮 塑料材质 溶化或使 之变形 假如是非苯液体 如环己烷 虽不能溶化盘簧轮 但当气温低于 4 时 就会凝固 这样就造成了前面所提到的冬季使用时两种故障现象的发生 改造措施 改造方法是打开仪表盒的后盖 拆出原来的塑料材质的盘簧轮 依据原来盘簧轮的形状和尺寸加工一批金属材质的盘簧轮 来替代原来的塑料 盘簧轮 另外在冬季要把现场指示仪表盒下部的排污螺钉松开 当有冷凝液时 能从排污孔中及时排出 以免在仪表盒中形成集结 这样就可避免凝固物糊死 盘簧轮而影响传动 使仪表指示失灵 3 故障处理实例二 故障现象 现场指示 40 的液位 而 DCS 显示 25 的液位 故障分析 出现这种现象多数是远传部件的故障 因为钢带液位计的链轮 带动减速装置 连接远传的电动部件产生一个与指示相对应的电信号送至 DCS 进行显示液位值 也可能是指针松动 不牢 指示有误 造成现场和 DCS 显示 不相同 首先检查现场指示部分运行是否正常 手动操作摇柄提升下降来回操作浮 子液位计 传动部分是否能够正常转动 指针能够随浮子高度变化 确信测量 指示部分运行正常 然后 在远传回路串联一精密电流表监测回路中的信号电流值 手动操作 浮子的高度 电流值有变化但与现场指针的液位指示值对不上 低 15 说明 远传部分信号转换能够进行信号转换 但值有偏差 应对减速机构及连接部件 检查 打开减速转换部件的后盖 检查连接部件各齿轮的顶丝都已顶紧 查找主 连接轴和测量指示系统传动轴的连接处时发现顶丝有松动 用力转动主连接轴 时有转动的现象 顶丝顶紧后此现象消除 故障处理 上述检查虽然找到故障点 如果要使指示与远传能够对应起来 还得进行调校 通知工艺人员进行倒罐 直至空罐 18 放松主连接轴的顶丝 确认浮子到罐底 旋转主连接轴 使输出回路电流为 4mADC 顶死主连接轴的顶丝 手摇提升浮子到 100 输出回路电流为 20mADC 若有误差 调节电气 量程 来回调整电气零点 量程 直到达到测量精度要求 即指示值同远传值 同步对应变化 3 3 1 7 安装注意事项 首先要考虑到便于安装 调试 读数和检修 以在人孔附近或专门的安 装板等手能触及的部位最好 浮子中心距离容器侧壁的尺寸应符合在 400 1500mm 范围内的要求 浮子的工作位置应远离出料口及搅拌器 以防液面波动影响测量精度和 稳定性 无法避免时 要加装分流板 防波罩等装置加以解决 3 3 2 浮子液位计 1 日常维护 以 FW 9000 型浮子液位计为例 检查和更换测量线 定期检查线上的脏污或孔扣 必须定期进行调节 其频度视脏污程度而定 在清洁液体的情况 应每年进行一次检查 如有线已 脏污或有孔扣 应更换测量线 检查和清洁平衡浮子 如果平衡浮子上积累了脏物等等 由于异常操作 或者吃水深度的变化将使精度下降 应每年进行两次检查和清洁工作 检查和清洗线筒 当线筒积聚脏物时 如果脏物等粘附到线筒槽中将使 精度下降 需要每年检查一次 同时如果必要的话应用线刷等清洗 检查和清洗轴承 如果在线筒的两端处的轴承变脏了 由于其旋转不灵 活将发生异常操作 应每年检查一次 如果轴承不合格应更换 检查测量的张力 测量线的张力已被调节到 200 克力 在更换任何零件 的情况下 安装 200 克力的砝码 并且应确认在测量状态下在空气中是平衡的 电气零件 在 FW 9000 开始操作后 如果发现有任何异常现象 这可能 是一些零件老化或损坏所致 在这种情况下 应详细检查以确认损坏的单元更 换底板 2 故障处理 仪表显示始终在上限值案例 故障现象 仪表显示上限值 实际储罐里的液位没有达到上限值 在现场 手动操作仪表 受迫下降正常 各功能一切正常 只是切到测量状态时显示上 限值 故障分析 FW 9000 系列的浮子液位计在出厂时测量线的张力调整在 200 克 当张力小于 200 克时 即浮子的重量 浮力 张力 微处理器处接收的数字输出 与平衡的预置标准值相比较 计算出的失真启动步进电机误转 线筒转浮子在 最大上限值 故障处理 首先检查测量张力小的原因 就得先把智能浮子液位计置于操 作模式 在受迫上升状态 提至到 100 测量值位置 打开测量室引口法兰 将 浮子提至引口位置 将表处于停止状态 用手提出浮子进行检查时 发现 没 有浮子 原来连接浮子的钢丝断了 待把浮子重新连接后送回测量室 将表置 19 于测量位置后 显示正常 仪表显示不变化故障案例 故障现象 工艺人员反映油水分离罐的界面测量值在 DCS 画面二个班没有 变换 而实际上是应该变化的 故障分析 对于浮子液位计来说 显示值不变化意味着测量的浮子或钢丝 卡住或者钢丝挂住了 也就是说线筒槽中的钢丝乱了 故障处理 a 出现这种故障不要盲目地改变改变表的运行状态 保持表的原有状态 拆下表的线筒后盖检查钢丝是否在测量线筒的走槽里 查后钢丝运行正常 b 拆开测量室的引口法兰 用手轻轻提试浮子是否卡死 试后浮子没有卡 住 c 将表置于操作模式 受迫上升至引口法兰 检查浮子发现浮子的外面有 厚厚的一层结垢 使浮子的重力增加 当浮子在重组分的介质中 浮力 重力 200 克 4 克时 测量力处于平衡状态 这时无论界面如何变化 浮子都不会 随界面而变化 d 清洗浮子结垢后 将浮子送回测量室 将表的操作模式置于测量状态 表指示正常 液位计电源送不上案例 故障现象 FW 9000 液位计电源送不上 送电保险就跳闸 故障分析 这种现象多数是因为电源回路或表的供电输入回路有故障 而 且故障都是短路 故障处理 a 将表的供电线路断开 送电时候正常 如跳闸是供电线路有短路或接地 现象 应进行绝缘测试 如不合格需更换线路 如送电正常进行下一步 b 用万用表在表的供电端子向表的供电回路进行测量 其阻值果然很低 只有几欧姆 c 对电源的输入回路的电气元件检查 发现有一支高频滤波电容短路 造 成电源送电短路跳闸 d 更换后送电 表正常 但测量值不对 e 打开测量线筒后盖发现测量线乱了 由于表停电 而工艺的液位一直上 涨 测量线松致使测量线乱了 造成测量值不准 处理后表指示正常 3 3 3 浮筒液 界 位计 3 3 3 1 概述 电动浮筒液 界 位计可对工艺容器内液位或界位进行连续测量和就地控制 该类仪表是基于浮力原理工作的 其测量原理见图 3 16 当液 界 位在零位时 扭力管受到浮筒重量产生扭力矩 这时扭力最大 扭力管转角处于 零 度 当液位逐渐上升时 浮筒在液体浮力的作用下 也随着上升 扭力管产生的扭 力矩逐渐减小 此时将其产生的转角 由变送器转换成 4 20mA DC 信号 这信 号正比于被测量液 界 位 20 3 3 3 2 主要技术指标 1 输出信号 4 20mA DC 2 精度 O 5 3 供电 12 30V DC 4 介质密度 液位为 0 4 1 5g cm3 界位为 O 08 0 5g cm3 5 工作压力 4MPa 6 3MPa 16MPa 6 环境湿度 10 95 7 环境温度 40 85 8 工作温度 普通型 0 150 高温型 O 350 9 防爆等级 本安型 ib CTl 6 隔爆型 d BT5 3 3 3 3 检查 1 检查浮筒变送器外观有无损坏 变形 各部件是否灵活好用 2 仪表铭牌各参数 校验单等要齐全准确 符合工艺设备的压力 温度 材质 密封等要求 3 仪表安装时必须牢固可靠 横平竖直 必须保证测量室垂直 浮筒外 壁不得与浮筒室内壁相碰 筒室倾斜 5 并尽量安装在便于观察 维护和检 修的地方 4 浮筒外部水平中线要与液 界 位变化范围中点一致 5 施工中不得使浮筒受到拉力 推力和激烈的冲击 否则可能使传感器 因过载而损坏 6 仪表安装完毕后 所有连接管路及各密封点应无渗漏现象 接线要正 确 通电检查仪表零位 若是界位计应充满轻介质 如不是 4mA 应进行零位 调整 7 在被测介质粘度大或寒冷易冻的使用场合 要加装保温拌热系统 8 在液位波动较强烈的使用场合 仪表应加设管路限流装置 9 本安型浮筒液 界 位计只能经过安全栅供电 3 3 3 4 校验 浮筒液 界 位计的校验方法一般有挂重和灌液两种方法 本节仅对以水作 为介质的灌液校验方法进行说明 图 3 16 浮筒液 界 位计测量原理图 21 1 液位调校 被测量介质密度小于或等于水密度时 a 根据被测介质密度和量程 由于水的密度为 1 0g cm3 所以 计算满量 程对应的灌水高度 如下式 Hh 式中 h 灌水高度 mm H 仪表量程 浮筒长度 mm 被测介质密度 g cm3 b 零位调试 排空测量室内的清水 调整变送器零位电位器 使输出为 4mA c 满量程调试 向测量室内注入清水 使水位高度等于 h 调整变送器量 程电位器 使输出为 20mA 按 b c 两步骤反复调整几次 并按 4 等分检查线性 直到输出信号满足精 确度为止 被测量介质密度大于水密度时 当被测的介质密度大于水密度时 则可用缩小输出电流范围的方法进行换 算 如下式 10016 4 介水 I 式中 I 输出电流 mA 水 水的密度 g cm3 介 被测介质的密度 g cm3 该点做为量程电位器调试点 在调校前应先计算出 4 等分灌水高度所对应 的输出电流值 例如 量程 1000mm 被测介质密度为 1 1g cm3 则灌水 1000mm 此为量程 电位器调试点 对应输出电流为 I 4 1 1 1 16 100 18 5mA 按上面的方法计算完毕后 再按本节 1 液位调校 b c 所述方法反复调整仪 表零点和量程 即当水位在 0mm 时 调整零点电位器 当在水位 1000mm 处时 调量程电位器 使输出为 18 5mA 反复来回调校几次 并按 4 等分检查线性 直到输出信号满足精确度为止 2 界位调试 根据两种不同的介质密度 计算出零点对应的水位高度 h0 和满量程时 所对应的水位高度 hm 如下式 水水 0zmq HhHh 式中 h0 零点对应的水位高度 mm hm 满量程时所对应的水位高度 mm H 仪表量程 浮筒长度 mm q 轻介质密度 g cm3 22 z 重介质密度 g cm3 水 水密度 g cm3 根据计算出来的对应水位高度 以浮筒底面高度的 刻度线为基准 分 别画出 h0 mm 和 hm mm 的标记 零点调试 向测量室内注入清水 使水位高度处于 h0时 调变送器零 位电位器 使输出为 4mA 满量程调试 向测量室内注入清水 使水位高度处于 hm时 调变送器 量程电位器 使输出为 20mA 按 c d 两步骤反复调整几次 并按 4 等分检查线性 直到输出信号满 足精确度为止 3 3 3 4 使用和维护 1 投用前仪表要与工艺设备一同试压 并检查仪表使用条件 如工作压 力 工作温度是否满足仪表的要求 2 要检查各管路阀门是否灵活好用 3 仪表投用后应定期进行基本性能检查 并对发现的问题予以消除 4 按工艺测量介质的脏污情况 定期进行浮筒室的排放和清洗 5 仪表的保护元件不能轻易更换 如需更换 应按防爆规程要求进行 3 3 3 5 常见故障与处理 表 3 2 浮筒液位计故障现象与处理 序号 故障现象 故障原因 处理方法 引压阀 管堵或积有脏物 疏通 清洗 或更换引压阀 浮筒破裂 更换浮筒 浮筒被卡住 拆开清理筒体内脏物 变送器损坏 更换变送器 1 实际液位有变 化 但无指示或 指示不跟踪 没有电源 检查电源 信号线 接线端子 浮筒脱落 重装 2 无液位 但指 示为最大 变送器故障 更换变送器 扭力管断 支承簧片断 更换扭力管或支承簧片 3 有液位 但指 示为最小 变送器故障 更换变送器 3 3 3 6 故障处理举例 1 以智能浮筒液位计为例 在日常维护中经常发生故障的部位 浮子故障 浮子与介质直接接触 极易受到腐蚀 受到设备本身震动及 介质影响挂链有时会脱落 曾经因开表时介质冲击力大而使浮子挂链脱扣 造 成指示满量程 或因介质脏 浮子被卡 使液位失真 针对这些情况要求工艺 人员配合 稳定操作 加强巡检 定期排污 定期检查 减少事故 传感器损坏 传感器是一个一体化的元件 一旦损坏无法修复 在使用 时要注意 避免介质波动大 造成扭力管受力过猛 传感器过载损坏 拆装浮 筒用力要适当 防止受过热或腐蚀 扭力管渗漏及进水 浮筒液位计一般裸露安装在现场 若密封不严 易 造成雨水进入电路板 或扭力管轴密封性差进介质 造成短路而损坏 液位计 的电路板和液晶显示器的损坏就是例证 处理的方法是加防雨帽 2 故障处理 23 两个液位计指示不一致 苯精馏塔液位测量采用浮 筒液位计 在同一位置安装 玻璃液面计 如图 3 17 所示 故障现象 浮筒液位计指 示 50 而相同位置的玻璃板 液面计指示已是满刻度了 故障分析 用浮筒液面计 测量精馏塔的液位是常用的 一种测量方法 在安装浮筒 液位计的同时也常常安装玻 璃板液位计 以便操作工在 生产现场巡检时能比较直观