(完整版)仪表故障处理手册

1、仪表故障处理手册目录第 1 章 仪表基础知识 . 11.1 仪表分类 . 11.2 计量检定 . 11.3 仪表性能指标 . 21.4 误差分析基础 . 21.5 其他常用知识 . 3第 2 章 压力测量仪表 . 12.1 压力表 . 22.2 压力变送器 . 3第 3 章 温度测量仪表 . 83.1 双金属温度计 . 83.2 热电阻温度计 . 93.3 温度变送器 . 12第 4 章 物位测量仪表 . 154.1 浮球液位控制器 . 154.2 磁翻板液位计 . 174.3 雷达液位计 . 18第 5 章 流量测量仪表 . 205.1 孔板流量计 . 205.2 旋进旋涡流量计 . 235

2、.3 涡街流量计 . 275.4 电磁流量计 . 295.5 罗茨流量计 . 31第 6 章 站控系统 . 366.1 基本概况 . 366.2 结构组成 . 366.3 工作过程 . 376.4 故障处理 . 376.5 故障判断方法 . 37第 7 章 自动排液系统 . 397.1 结构组成 . 397.2 工作原理 . 407.3 故障处理 . 407.4 注意事项 . 44附录 A 故障处理实例 . 451、温度变送器故障 . 452、孔板流量计故障 . 453、站控系统故障 . 464、自动排液系统故障 . 461第 1 章 仪表基础知识1.1 仪表分类传感器定义：传感器是一种以一定

3、的精确度把被测量转换为与之有确定关系的便 于应用的某种物理量的测量器件或装置。仪表的分类方法很多，根据不同的原则可以分为许多类：（1 1）检测仪表的分类 根据其检测被测量的不同分为：温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、 物位检测仪表、分析仪表。（2 2）显示仪表的分类 根据记录、指示、模拟和数字等功能的不同分为：记录仪表、指示仪表、模拟仪 表、数显仪表。（3 3）在自控仪表的校准、维修、安装过程中，有些仪表称为一次仪表，有些仪表 称为二次仪表。一次仪表是指安装在现场且直接与工艺介质相接触的仪表，如压变，温变等。热 电阻、热电偶一般不称其为仪表，而称为感温元件。实际应用中我们把安装在现场的

4、 仪表（个别除外，如电动阀门定位器）统称为一次仪表。二次仪表是指仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的总称， 其信号通常 来自一次仪表的传送信号。二次仪表通常安装在值班室内的仪表盘上。仪表分类只是为仪表维修、维护、安装及管理上方便，如何进行分类及称谓还要 根据实际情况而定。1.2 计量检定计量检定是指为评定计量器具的计量性能，确定其是否合格所进行的全部工作，包括检验和加封盖印等。它是进行量值传递的重要形式，是保证量值准确一致的重要 措施。计量检定按照管理环节的不同，可以分以下五种：周期检定、出厂检定、修后检 定、进口检定、仲裁检定。计量器具按照管理性质的不同，可以分为强制检定和非强制检定，

5、两者又统称为计量法制检定21.3 仪表性能指标检测仪表中常用的基本性能包括测量范围及量程、 基本误差、 精度等级、灵敏度、 分辨率、漂移、可靠性以及抗干扰性能指标等。（1 1）测量范围：是指该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。（2 2）量程：量程 = =测量上限值 - - 测量下限值。（3 3）零点迁移：是指零点的变化，而量程迁移是指量程的变化。（4 4）灵敏度：反应仪表对被测参数变化的灵敏程度，常以在被测参数改变时，经 过足够时间仪表指示值达到稳定状态后， 仪表输出变化量与引起此变化的输入量之比 作为灵敏度。（5 5）分辨率：又称灵敏限，它是仪表输出能响应和分辨的最小输入量，是灵敏度

6、 的一种反应。（6 6）误差的分类1绝对误差：某被测量的仪表显示值与约定真值之间的差值。2相对误差：绝对误差与约定真值的百分比。3引用误差：绝对误差与仪表满量程的百分比。4最大引用误差：最大绝对误差与量程的百分比。5回程误差：相同条件下，被测量不变，计量器具正反行程不同时其示值之差。6精度: : 是衡量仪表测量数值精确度的重要指标 , , 用最大引用误差去掉“”和 “% %”表示, , 其序列为 0.0050.005、0.020.02、0.050.05、0.10.1、0.20.2、1.01.0、1.51.5、2.52.5 等。1.4 误差分析基础误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差等。（1

7、1）准确度 : :测量中系统误差的反映 , ,表征测量结果偏离真实值的程度。 通常认为，测量准确度是一个定性的概念，不宜将其定量化。例如，不宜说准确 度为 0.25%0.25%、16mg16mg 或6mg6mg 等。在实际工作中，测量准确度可以用测量结果对约定 真值的偏移来估计。（2 2）精密度 : :测量中随机误差的反映 , ,是指在规定条件下获得的各个独立观测值之 间的一致程度。1.5 其他常用知识(1 1)压力单位换算：1 1 巴(barbar) =105=105 帕(PaPa)1 1 达因/ /厘米2(dyn/cmdyn/cm2) =0.1=0.1 帕(PaPa)31 1 托(Torr

8、Torr) =133.322=133.322 帕(PaPa)1 1 毫米汞柱(mmHgmmHg) =133.322=133.322 帕(PaPa)1 1 毫米水柱( mmHmmH2O O) =9.80665=9.80665 帕( PaPa)1 1 工程大气压 =98.0665=98.0665 千帕( kPakPa)1 1 千帕(kPakPa) =0.145=0.145 磅力/ /英寸2(psipsi) =0.0102=0.0102 千克力/ /厘米2(kgf/cmkgf/cm2) =0.0098=0.0098 大气压( atmatm)1 1 磅力/ /英寸2(psipsi) =6.895=6.

9、895 千帕( kPakPa) =0.0703=0.0703 千克力/ /厘米2(kg/cmkg/cm2) =0.0689=0.0689 巴( barbar)=0.068=0.068 大气压( atmatm)1 1 物理大气压(atmatm) =101.325=101.325 千帕(kPakPa) =14.696=14.696 磅/ /英寸2(psipsi) =1.0333=1.0333 巴(barbar) 简化公式：1 1 MPaMPa 1 1 barbar 101101 kPakPa 1010 atmatm 1010 kgf/Emkgf/Em(2 2)标准状态：气体的体积是随温度和压力而变

10、化的，因此在测量天然气体积流 量时，必须指定某一温度和压力作为计量的标准温度和压力, ,称之为“基准状态 ”和“标准状态”我国 SYLSYL 04-8304-83 (天然气流量与标准孔板计量方法)中规定：2020C, 1 1 个标准大气压(101.325KPa101.325KPa)作为我国的天然气计量的标准状态。1第 2 章压力测量仪表压力是油气田生产的重要参数之一。实际工作中我们所谓的压力，等于物理概念 中的压强，即垂直作用在单位面积上的力，物理公式为P=F/SP=F/S。在压力测量中，有绝对压力、表压力、真空度三种。常用是表压力。绝对压力是 指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号

11、P Pj来表示。由于地球有重力，空气有质量，因此地面上的空气柱所产生的压力称为大气压力，用符号P Pq来表示。绝对压力与大气压力之差，称为表压力，用符号 P Pb来表示，即 F Fb=R-P=R-Pq。换是否正常-办法: 重新检定或维修Y*工艺原因，和工艺运行人员联系解决，确认仪表无故障。图 2-13 压力变送器故障判断流程图(2)(2) 常见故障判断表 2-1 压力变送器常见故障故障表现故障原因故障处理无输出导压管的阀门未开打开阀门导压管堵塞疏通导压管未供电或电源电压低调整电源正常供电仪表输出回路断线接通线路仪表内部接、插件接触不良查找处理内部电子器件故障更新电路板:输出值不准确导压管内部有

12、残余物排出导压管内部的残余物输出导线接反或接错检杳处理检测膜片有卡阻检杳处理仪表内部接、插件接触不良检杳处理内部电子器件故障更新电路板输出不稳导压管内有残存介质排出导压管内的介质9信号线有虚接检查重新连接2.2.5 注意事项（1 1）保证差压变送器导压管路流程通畅，避免差压变送器因单向受压而损坏。（2 2）避免变送器量程选择不当，压力、差压变送器长时间超量程使用，造成感压 元器件产生不可修复的变形。（3 3）保证变送器的密封部件的密封性，避免因密封性不好使变送器的电路部分长 时间在潮湿环境中工作而损坏，导致其不能正常工作。（4 4）加强冬季的保温，避免导压管发生冻堵，而该冻堵部位与差压变送器之

13、间的 连接处有渗漏，气体泄漏后，导致差压变送器因单向受压而损坏。（5 5）集气站员工在启用压力、差压变送器和放空操作时，应做到缓慢开启，以免 变送器因频繁受巨力冲击而精度下降。（6 6）气体中的粘污介质在变送器引压管内长时间堆积，这些粘污介质在气流长时 间的作用下 , , 导致变送器精度逐渐下降 , , 仪表精度失准，为此应定期进行排污处理。（7 7）重视防雷，避免因雷击导致变送器膜盒内的电路板损坏，无法进行通讯。（8 8）目前国内应用三阀组较为普遍，对于三阀组类型的仪表，为防止单侧受压， 有一个开关投用程序：投用三阀组：开正压阀，关平衡阀，开负压阀关闭三阀组：关负压阀、开平衡阀、关正压阀（9

14、 9）变送器拆卸后，信号线要用绝缘胶布分别缠上，防止短路烧坏设备。10第 3 章温度测量仪表温度是表征物体冷热程度的物理量。用来度量物体温度数值的标尺叫温标。目前 国际上用的较多的有摄氏温标、华氏温标等。我国采用摄氏温标，其定义为在标准大 气压下，冰水混合物为零度，水的沸点为 100100 度，中间划分 100100 等分，每等分为 1 1 摄 氏度。温度测量的基本原理：以热平衡为基础，当两个冷热程度不同的物体接触，必然 会产生热交换现象，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具有相同的温度，通 过测量另一物体的温度可以得到被测物体的温度。温度在气田生产过程中是一个很重要的参数。目前庆深气田应

15、用于检测温度的温度仪表主要是双金属温度计、热电阻温度计以及温度变送器。3.1 双金属温度计3.1.1 结构组成主要由双金属片、外皮、连接件、轴、传动装置、表盘、指针等组成。3.1.2 工作原理由于两种金属的热膨胀系数不同，双金属片在温度改变时，两面的热胀冷缩程度 不同，因此在不同的温度下，其弯曲程度发生改变，弯曲后表盘里的齿轮带动指针 从而指示温度。113.1.3 故障处理（1 1）拆卸或送检过程中产生的振动等原因，导致零点漂移；（2 2）使用时间长了金属会产生疲劳，两种金属的疲劳程度不同，内部结构发生的 改变不一样，导致在每个点的偏差值的大小甚至正负也就不一样，这样很难由一个修 正值来解决问

16、题，只能降级使用或者报废；（3 3）仪表进液体等原因会导致整个温度计不能使用。3.1.4 注意事项（1 1）双金属在选用时要考虑仪表测量范围、扣型（粗扣、细扣）、插身以及连接 方式等因素。（2 2）双金属温度计在保管、使用、安装及运输中，应避免碰撞保护管，切勿使保 护管弯曲变形。3.2 热电阻温度计热电阻是一种常用的温度检测元器件。由于它具有灵敏度高、体积小、重量轻、 热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点，因此应用非常广泛。其主要特点是测量准确 度高，性能稳定。缺点是其输出为电阻信号，易受线路中电阻的影响。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。制造热电阻的材料需要大的温度系 数，大的电阻率，稳

17、定的化学、物理性质及良好的复现性。热电阻大都由纯金属材料 制成，目前应用最多的是铂和铜，目前采气分公司应用较多的是Pt100Pt100 型热电阻。123.2.1 结构组成主要由热电阻、绝缘体、保护套管和接线盒等组成。3.2.2 测温原理热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度 测量的，用仪表测量出热电阻的阻值变化，从而得到与电阻值对应的温度值。热电阻的电阻与温度的关系一般可以如下表示：Rt=RORt=RO (1+At+Bt1+At+Bt2+Ct+Ct3+ +.)式中：RO为 0 0C时热电阻的电阻值(Q)R Rt为 t tC时热电阻的电阻值(Q) t t 为被测介质

18、的温度(C)A A、B B、C C 等为有关分度常数 在实际分析处理热阻故障或大概计算一下热电阻实际测量温度时， 我们可以把上 式看成一个线性的公式，即：R Rt= = R R0(1(1 +At+At ) ，这样计算起来比较方便快捷一些。以 PtIOOPtIOO 铂电阻为例，R Ro=1OO=1OOQ, R R100=138.5=138.5 Q R Rt=100+0.385t=100+0.385t,温度每增加一度, 阻值增加0.3850.385Q。3.2.3 故障处理( 1 1 )故障判断步骤故障发生时,可以按下图所示思路进行故障的判断和检查：图 3-3 热电阻丝图 3-4 热电阻丝13图 3

19、-5 热电阻温度计故障判断流程图(2(2)常见故障判断表 3-1 热电阻温度计常见故障故障表现故障原因故障处理无输出热电阻丝短路检查后更换线路接触不良检查，重新接线连接线路断路查找接通输出值偏大热电阻丝断路更换热电阻丝线路连接有生锈处处理3.2.4 注意事项(1) 热电阻和显示仪表的分度号必须一致；(2) 为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。(3) 注意仪表的密封性，防止雨水进入表体导致连接线路生锈，从而影响仪表 测量结果的准确性。143.3 温度变送器温度变送器是油气田上最常用的温度测量仪表。两线制一体化结构，可输出与量 程范围内的温度成线性关系的（4-204-20） mAm

20、A 的电流信号。由于变送器模块安装紧靠传 感器元件，因此消除了连接导线阻值产生的误差，所以信号传输距离长。缺点是变送 器模块坏了无法进行维修。3.3.1 结构组成温度变送器在结构上只比热电阻多了一个变送器模块。一般由热电阻、连接导线、显示仪表、变送模块等组成。图 3-6 变送模块图 3-7 温度变送器3.3.2 工作原理变送器模块内低温漂稳压管与低漂移运放构成了高稳定度稳压源，另一运放与量程微调电位器及电阻构成一个恒流源，与高稳定稳压源相配合使得流经电阻的电流具 有高稳定度。该电流经过热电阻产生的毫伏电压由差动运放放大后送入非线性转换 器，使得热电阻的温度- -电阻非线性曲线得到补偿。非线性转

21、换器的输出信号与热电 阻感受的温度值呈非常好的线性关系。该信号被送往运放及三极管构成的 v/iv/i 转换器, 变换成了（ 4 42020） mAmA 的直流电流信号。变送器模块上有两个对零点和量程起微调作 用的精密微调电位器，用于零点及量程的校正。15333 故障处理(1)(1)故障判断步骤故障发生时，可以按下图所示思路进行故障的判断和检查:图 3-8 温度变送器故障判断流程图(2)(2)常见故障判断表 3-2 温度变送器常见故障故障表现故障原因故障处理无输出热电阻丝短路检杳变送器模块损坏更换变送器模块变送器输出回路断线检杳接通线路接触不良检杳处理输出值大热电阻丝断路更换热电阻丝线路连接有生

22、锈处处理变送器模块故障检杳处理16输出线性不好或抖动变送模块工作不稳定r 重新校验或者更换模块输出不稳定连接线接触不良检查重新连接3.3.4 注意事项1 1）站控系统所输入的仪表量程一定要与变送模块量程保持一致。2 2）注意保证仪表的密封性，防止雨水进入仪表造成短路，从而烧坏模块17第 4 章 物位测量仪表在生产过程中，把容器中存放的液体表面位置称为液位；把固体堆放一定高度的 表面位置称为料位；两种互不相容、密度又不相同的物质的相交处的位置称为界位或 界面。液体、料位和界面总称为物位。对物位进行检测的仪表称为物位检测仪表。目前庆深气田主要采用的是液位仪表，主要包括浮球液位控制器、磁翻板液位计

23、以及雷达液位计。4.1 浮球液位控制器浮球液位控制器适用于对各种容器内液体的液位控制，当液位到达上、下切换值 时，控制器触点发出通断开关式信号。目前，庆深气田所应用的该仪表主要安装在各分离器上，与闪光报警搭配使用， 对容器内设置的液位上下限进行硬性报警。4.1.1 主要结构由互为隔离的浮球组件和触头组件两大部分组成。4.1.2 工作原理经由外部浮球感受液位的变化，通过磁力轴的传动从而带动仪表触头动作，实现 对液位的报警和控制。当被测液位升高或降低时，浮球随之升降，使其端部的磁钢上 下摆动，通过磁力推斥安装在外壳内相同磁极的磁钢上下摆动，其另一端的触头便使 静触头连通或断开，控制闪光信号报警器发

24、出声光报警，或其它控制作用。浮球液位 控制器在随液位升降时，只有在处于动作范围上、下两个最大的位置时，动触头才会 使静触头连通或断开，发出通断信号，而在升降动作过程中，静触头始终处于断开状 态，这样就防止了误报警及连续报警。4.1.3 故障处理浮球液位控制器在生产过程起到的是开关作用， 通常与闪光信号报警器或其他连 锁设备配合使用，因此其出现的故障就是失去了开关作用，根据实际维修经验，产生 的故障主要有以下几个方面：18（1 1） 浮球卡脖，对于高位报警浮球液位控制器来讲，浮球卡脖多是由于浮在液 位表面的油污、杂质所致，并且这种情况多发生在冬季，当容器内的液位下降时，上 面的少部分油污和杂质由

25、于天冷推在浮球卡脖处，造成浮球不能正常工作。对于低液 位报警来讲，多是由于容器内的淤积物过多造成。这两种情况产生的现象都可能使值班室内的闪光信号报警器灯常亮或达到报警限时不报警。第一种情况可将容器内的液位升高，超过浮球，用容器内的液体温度将油污杂质等化开；第二种情况只能清罐， 将容器内的淤积物清除掉。（2 2） 浮球掉头，由于长时间使用，浮球液位控制器浮球连接处受到腐蚀，造成 浮球掉头。（3 3） 磁钢退磁，由于长时间应用，浮球液位控制器浮球端部的磁钢失去磁性， 其上、下运动时，就没有磁力推斥安装在外壳内相同磁极的磁钢上下摆动，另一端的 触头便与静触头连通或断开，就起不到触点开关的作用。这种情

26、况只能停容器，更换 新的浮球液位控制器。图 4-1 浮球液位控制器实物及工作原理图4.1.4 注意事项（1 1） 安装容器开口直径应大于浮球直径，浮球的动作范围应达到上、下两个最 大位置，否则无法安装或浮球无法正常工作。（2 2） 不能安装在进出液口附近，否则液面波动大，容易造成误报警。194.2 磁翻板液位计磁翻板液位计可用于各种塔、罐、槽、球型容器和锅炉等设备的介质液位检测。该系列的液位计可以做到高密封，防泄漏和适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。它弥 补了玻璃板（管）液位计指示清晰度差、易破裂等缺陷，且全过程测量无盲区，显示 清晰、测量范围大。目前，庆深气田所应用的该仪表主要安装在分离器及污

27、水罐上，用于连续监测各 容器内液位的变化，分离器的液位计与自动排液系统配套使用，来实现污水的自动排 放。4.2.1 工作原理磁翻板式液位计是以浮子内磁钢驱动双色磁翻板的翻转来指示液位的一种新型 仪表。 腔体内具有磁性的浮子随着液面上下浮动，并且在浮动过程中通过磁耦合带动 磁翻板翻转，使其泛红，从而直观的指示出液位值，使之与容器内液位保持同一高度。 同时经过磁耦合使相对应液面的某一磁敏元件动作，通过转换器转换为对应的（4-204-20）mAmA 电流输出。4.2.2 故障处理表 4-1 磁翻板液位计常见故障故障表现故障原因故障处理浮子损坏更换浮子液位升降、仪表无指示浮子失磁更换浮子图 4-2 磁

28、转柱液位计实物及工作原理图20腔体内有异物，浮子卡死或 不能升降清洗液位计腔体和浮子磁翻板失去磁性不工作更换磁翻板磁翻板显示异常磁翻板失磁更换部分磁翻板仪表发生渗漏密圭寸处没有密圭寸好压紧密封面密圭寸件损坏更换密圭寸垫焊缝开裂补焊或送制造厂家维修423 注意事项(1) 液位计安装必须垂直，以保证浮球组件在主体管内上下运动自如。(2) 液位计主体周围不容许有导磁体靠近否则直接影响液位计工常工作。(3) 电热带的铺设不能靠近磁翻板，防止磁翻板因受热而变形。4.3 雷达液位计庆深气田所应用的该类仪表主要安装在分离器、甲醇罐及污水罐上，用于连续监 测容器内液位的变化。4.3.1 结构组成雷达液位计主要

29、由雷达探测器和雷达显示仪构成。雷达探测器重点由主体、连接 法兰和天线三部分构成。4.3.2 工作原理发射一反射一接收是雷达液位计的基本工作原理。采用高频振荡器作为微波发生器，发生器产生的微波用波导管将它引到辐射天线，并向下射出。当微波遇到障碍物 液体液面时，部分被吸收，部分被反射回来。通过测量发射波与液位反射波之间某种 参数关系来实现液位测量。21图 4-3 雷达液位计实物及工作原理图4.3.3 故障处理表 4-2 雷达液位计常见故障故障表现故障原因故障处理常显示满罐天线结露加强天线保温显示不准确参数设置有误重新进行设置机器本身问题维修处理4.3.4 注意事项(1)(1) 应该加强天线保温，避

30、免天线结露。(2)(2) 液位的高度是通过计算获得的，因此，计算机所输入的参数一定要正确aab122第 5 章 流量测量仪表流量是天然气生产过程中一个重要的参数。 流量就是在单位时间内流体通过一定 截面积的量。流量分为瞬时流量和累计流量。 瞬时流量是指单位时间内流过管道某一截面流体 的数量，简称流量。累积流量是指在某一段时间内流过管道的流体数量总和，即瞬时 流量在某一段时间内的累积值，又称为总量。流量和总量又有质量流量、体积流量两种表示方法。单位时间内流体流过的质量 表示为质量流量。以体积表示的称为体积流量。流量的检测方法很多，所对应的流量计种类也很多，按照检测原理不同可分为如 下三大类：（1

31、 1）速度式流量计 定义：以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。 主要种类：差压式流量计、 转子流量计、电磁流量计、 涡轮流量计、 旋涡流量计 超声流量计、涡街流量计等。（2 2）容积式流量计 定义：以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的 仪表主要种类：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计等（3 3）质量流量计 定义：以测量流体流过质量作为测量依据的仪表。 主要分为直接式和间接式两种： 直接式是指直接测量质量流量，主要种类包括量热式、角动量式、陀螺式、科里 奥利力式间接式是指用密度与容积流量运算得到质量流量。目前庆深气田所应有的流量仪表主要有孔板流量计、旋进旋涡

32、流量计、涡街流量 计、电磁流量计、以及罗茨流量计等。5.1 孔板流量计差压式流量计是基于液体流动的节流原理， 利用流体流经节流装置所产生的压力 差来实现流量测量的仪表，是最成熟，最常用的流量测量方法之一，差压流量计根据 节流元件可以具体分为孔板、喷嘴、文丘里管三种流量计。孔板流量计是将标准孔板与多参数变送器（差压变送器、温度变送器及压力变送 器）配套组成的高量程比差压流量装置。庆深气田所应用的该仪表主要用于计量外输 天然气的流量。23图 5-1 孔板流量计工作原理图5.1.1 主要结构节流装置（孔板和取压装置）、导压管、差压变送器。5.1.2 工作原理充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流

33、件附近造成局部收缩，流速增加, 在其上、下游两侧产生静压力差，流体流量愈大，产生的压差愈大，因而可以根据压 差来衡量流量的大小。5.1.3 故障处理（1 1）故障判断步骤孔板流量计有很多的组成部分，其中任何一部分出现故障，均会影响整个流量计 的正常工作。故障发生时，可以按下图所示思路进行故障的判断和检查：24表 5-2 孔板流量计故障判断流程图(2)常见故障判断表 5-1 孔板流量计常见故障故障表现故障原因故障处理无流量显示变送器故障检杳处理平衡阀未关P关闭平衡阀:高、低压阀未开打开咼低压取压阀放空阀未关关闭放空阀变送器未供电P给仪表供电变送仪表控制阀未开打开变送器控制阀流量显示不准确平衡阀未

34、关紧检杳处理上、下游取压阀未全开全开取压阀放空阀未关紧关紧放空阀导压管路存在泄漏检杳处理导压管路堵塞检杳处理变送器故障维修或更换孔板安装方向有误重新安装孔板节流装置前后直管段长度不够调整直管段长度25孔板变形更换孔板各配套仪表量程等参数设置有误核对重新输入孔板上有附着物清洗更换孔板密封垫片失效更换密圭寸垫片密封性不好注入密封脂仪表未工作在有效范围内更换仪表或孔板流量显示不稳定变送器线路接触不好检查处理密封性不好注入密封脂变送器故障检杳处理5.1.4 注意事项（1 1 ）计算机内输入的仪表量程及孔板等参数一定要与现场实际一致。（2 2） 孔板流量计的流量计算与天然气的物性参数有关，为此需要定期对

35、气体组 分进行分析，并依据检测结果进行重新输入。（3 3） 对孔板要进行定期的提取及清洗，排除孔板因素对流量计测量结果的影响。（4 4） 对差压变送器要定期进行放空处理，排除引压管内的积水及杂质。5.2 旋进旋涡流量计旋进旋涡流量计是集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力、 压缩因子自动补偿的新一代流量计，是石油、化工等行业用于气体计量的理想仪表。庆深气田所应用的该仪表是 TDSTDS 系列，主要用于轮换计量及自用天然气流量的计 量。5.2.1 主要结构旋进旋涡流量计结构紧凑，主要由壳体、旋涡发生体、传感器（温度、压力、流 量）、整流器、支架和转换器构成。26图 5-3 旋进漩涡

36、流量计结构图5.2.2 工作原理当沿着轴向流动的流体进入到流量传感器入口时，在旋涡发生体的作用下，被强 制围绕中心线旋转，产生旋涡流，旋涡流在文丘里管中旋进，到达收缩段突然节流后, 使旋涡流加速，当通过扩散段时，旋涡中心沿一锥形螺旋线进动。此时，旋涡中心通 过检测点的进动频率与流体的流速成正比。 由压电传感器检测到的旋涡流进动频率信 号经放大、滤波、整形后转换成流量值进行就地显示或信号选择。图 5-4 旋进漩涡流量计工作原理图5.2.3 故障处理（1 1）正常工作下面板显示总量1 35865.7689m3外电源tatalO27标况0.00 m3/hI况0.00 m3/h$td FlowOpr

37、Flow温度2 0. or压力232kPaTemp.Press.图 5-5 流量计在工作状态下的面板显示说明：1总量（标准体积）最小可保留小数后 4 4 位，小数点自动进位，1010 位溢出后自 动清零。2流量（标准体积）最小可保留小数后 2 2 位，最大值为 9999mVh9999mVh，当超出时示 值闪烁，此时实际值为示值的 1010 倍。3温度示值为一 XX.XXX.XC至 XXXSXXXS,当小于 100100C时，保留 1 1 位小数显示。4压力示值最小可保留 1 1 位小数，最大值为 9999kPa,9999kPa,当超出时示值闪烁，此时 实际值为示值的 1010 倍。5当电池符号

38、出现闪烁时，表示电池欠压，应在半个月内及时将电池换上。（2 2）故障判断步骤故障发生时，可以按下图所示思路进行故障的判断和检查:28表 5-6 旋进旋涡流量计故障判断流程图（3）常见故障判断表 5-2 旋进旋涡流量计常见故障故障表现故障原因解决办法表头无瞬 时流量管道内无介质流量或流量低于下限流量提高介质流量， 使其满足要求或者 更换合适量程的流量计放大器某级有故障更换前置放大器管道堵塞或传感器被卡死检杳处理无脉冲放大输出未接入外电源或外电源接线错误正确接线脉冲输出方式设置有误检杳脉冲输出方式设置脉冲放大输出电路损坏更换驱动放大电路中损坏的兀器件压力 （或温度）闪烁（或异常）压力（温度）传感器

39、损坏更换传感器压力传感器绝缘不良更换传感器仪表压力（温度）参数有误或有意外改动根据参数表核对参数信号线接触不良重新接线瞬时流量显示 不稳定介质本身不稳定改进供气条件前置灵敏度过高或过低，有多计漏计脉冲现 象更换前置放大器接地不良检杳接地线路29安装不冋心或密圭寸垫凸入管内检查安装情况、改变密封垫内径管道震动影响采取减震措施累计流量显示 值与实际流量 不符流量计本身超差重新标疋实际流量低于仪表流量下限或高于上限调整流量或重新选型流量计仪表系数输入不止确输入正确的仪表系数无（4-20） mA电流输出接线错误重新接线电流输出模块损坏更换电流输出模块无法通讯通讯序号不一致核对通讯序号，重新设置接线错误

40、重新接线表头显示始终 不变，死机上电复位电路工作不正常将仪表断电（10 秒）后重新上电524 注意事项（1 1） 安装流量计前应清理管道杂物，焊渣、粉尘等。（2 2） 流量计运行时应缓慢打开后关闭阀门，防止瞬间气流冲击而损坏管路和仪 表。（3 3） 流量计运行时不允许打开后盖，更改内部参数，否则会影响流量计的正常 运行。（4 4） 若输出信号为（4 42020）mAmA 为提高其准确度，用户使用时应根据实际的最 大标准流量设定 20mA20mA 的对应值。（5 5） 对流量计进行任何形式的维修，必须先将流量计停用（正常流程走旁通）。（6 6） 应定期抄录表头数据（每天或每周）以及不定期查看电池

41、状况、检查仪表 系数及铅封等，如发现异常及时处理。5.3 涡街流量计涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸气等多种 介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受 流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护 量小。庆深气田所应用的该仪表主要用于天然气分离产生的污水流量的计量。305.3.1 主要结构涡街流量计由传感器和转换器两部分组成532 工作原理涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，涡街产生的脉 冲频率与被测流体的

42、实际体积流量成正比。 WV图 5-7 涡街流量计实物图及原理图533 故障处理表 5-3 涡街流量计常见故障故障表现故障原因解决办法上电后管道内有流体流 动，但无信号输出仪表接线错误或短路检查接线并处理仪表安装方向错误重新安装流量低于正常的流量范围调整流量或重新选型xWWWWWWWXWXx 31上电后管道内无流体流 动，但有信号输出仪表未接地或接地不良检杳处理:管道存在强烈的机械振动改善仪表运行环境环境存在强电磁干扰， 如有大功率电器或 变频器等强电设备改善仪表运行环境管道内流体的流量稳定且 付合流量要求，但输出变 化太大，不稳定接地不良引入干扰改善仪表运行环境管道振动过强引入干扰改善仪表运行

43、环境灵敏度过低有漏触发现象提咼灵敏度显示流量与实际流量不 符，不稳定仪表参数设置不正确重新设置仪表参数温度、压力仪表测量误差过大更换传感器流量低于或咼于正常的流量氾围调整流量或重新选型安装不符合要求，如安装不冋心，管道内 有障碍物，直管段不足等情况按安装规程安装534 注意事项(1) 安装时应使传感器的流向标志与管道内流体流向一致。(2) 连接传感器的屏蔽电缆走向，应尽可能远离强电磁场的干扰场合。绝对不 允许与高压电缆一起敷设，屏蔽电缆要尽量缩短，并且不得盘卷，以减少分布电感， 最大长度不应超过 20200 0米。(3) 安装传感器前，管道必须进行清洗。冲掉管内的杂质，避免通流后堵塞传 感器。

44、测量液体的管道必须充满被测液体，防止气泡的干扰。5.4 电磁流量计电磁流量计是一种高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表，采用电磁感应的方 法测量具有导电性的液体介质的流量，常用来测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒 ( (例如泥浆) )或纤维液体的流量。庆深气田所应用的该仪表主要用于消泡剂流量的计量。5.4.1 主要结构电磁流量计简单说是由流量传感器和变送器组成的。流量传感器是把流过管道内的导电液体的体积流量转换为感应电势。其转换原理就是著名的法拉第电磁感应定律，即导体通过磁场，切割电磁线，产生电动势。32变送器是把电势信号转换成统一的直流标准信号作为输出，以便进行指示、记录和控制。由励磁电路、

45、信号滤波放大电路、A/DA/D 采样电路、微处理器电路、D/AD/A 电路、变送电路等组成。33542 工作原理电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内 的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆， 上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁 场。当有导电介质流过时，因流体切割磁力线而产生感应电势。图 5-8 电磁流量计实物图及原理图5.4.3 故障处理电磁流量计在运行中产生的故障有两种：一是仪表本身故障，即仪表结构件或元 器件损坏引起的故障；二是由外部原因引起的故障，如安装不妥流动畸变、沉积和结 垢等。表 5-4 电磁流量计常见故障故障表现故障原因解决办法仪表无流量信号输出

46、仪表供电不正常调整供电电缆连接不正常重新连接液体流动状况不符合安装要求检查液体流动方向和管内液体是否充满。传感器零部件损坏或测量内壁有附着层定期进行清理转换器兀器件损坏更换损坏的兀器件输出值波动外界杂散电流等产生的电磁干 扰仪表接地、改善运行环境电源板松动重新固定好电路板变送器电路板损坏更换电路板转换器的参数设定值不准确重新设置34流量测量值与实际 值不符当液体流速过低时，被测液体中 含有微小气泡保证管道内被测液体的流速在最低流量界限值之上信号电缆出现连接不好或绝缘 性下降重新连接或更换新电缆输出信号超满度量程信号电缆接线出现错误或电缆连接断开检查重新连接P 转换器的参数设定不正确重新输入转换

47、器与传感器型号不配套与厂方联系调换零点不稳液体电导率均匀性不好、电极污 染清理或重新调零信号回路绝缘下降清理5.5 罗茨流量计罗茨流量计又称气体腰轮流量计，是一种容积式流量计。主要用于对管道中气体 流量进行连续或间歇测量的高精度计量仪表。它具有精度高、可靠性好、重量轻、寿 命长、运行噪声低、安装使用方便等特点。庆深气田所应用的该仪表主要用于外供天然气流量的计量。图 5-9 罗茨流量计实物图5.5.1 主要结构由壳体、腰轮转子组件（即内部测量元件）、驱动齿轮与计数指示组件等构成。在罗茨流量计的壳体内有一个计量室，计量室内有一对或两对可以相切旋转的腰轮，35在流量计壳体外面与两个腰轮同轴安装了一对

48、驱动齿轮，他们相互啮合使两个腰轮可 以相互联动。5.5.2 工作原理利用测量元件两个腰轮，把流体连续不断的分割成单个的体积部分，利用驱动 齿轮和计数指示结构计量出流体总体积量。工作原理可以从下图中的四个过程来分 析。当有气体通过流量计时，在流量计进出口气体压力差的作用下，两腰轮将按如图 方向旋转。当在进气口充入气体时，两个腰轮都向外转，如图位置 1 1 所示。当下边的 腰轮成水平状态时，在它下边存有一定体积量的气体，连续转动时，一定体积量的气 体将从排气口排出，见图位置 2 2 所示。上边的腰轮将进来的气体存入上腔中，并将气 体送出排气口，见图位置 3 3、位置 4 4 所示。当进气压力高于排

49、气压力时，两个腰轮将 连续转动， 一次次地排出气体， 当两个腰轮各完成一周的转动时所排出的气体为一回 转量。在腰轮转动轴上带动一副蜗轮和一套变速齿轮组合传送到计数装置进行累计流 量计量。36位置 1 1位置 2 2375.5.3 故障处理表 5-5 罗茨流量计常见故障故障表现故障原因解决办法表芯内各齿轮不转或转动不灵活表芯各传动齿轮，蜗轮、蜗杆磨损更换表芯传动轴轴承磨损，孔径变大或变形更换表芯计数器不工作各计数轮内齿磨损或脱落更换表芯计数器轴支架损坏更换表芯更换表芯转子正常工作， 表芯齿轮 不转，计数器不工作磁钢套与转子轴脱落或者磁钢套与 转子轴之间的固定螺钉松动、磁钢 从磁钢套上脱落重新固定

50、磁钢套、重新固定磁 钢流体不通过仪表，表头不计数过滤器、过滤网罩堵塞清晰或更换滤芯和网罩计量室进入异物（如焊渣、沙砾、锈 蚀物等）出现卡表打开流量计取出异物，修复转子表面安装不当调整安装管道流量计工作时噪音过大润滑不好r更换补充润滑油轴承出现磨损或轴承钢球碎裂造成 转子与计量室和墙板之间出现摩擦更换轴承密封部分出现渗漏“0”型圈老化失效更换“ 0”型圈液晶屏显示模糊或无显示电池电量不足更换电池液晶屏显示不全显示板损坏更换液晶屏无流量显示信号盘脱落或者信号盘上磁钢脱落重新固定信号盘或磁钢位置 3 3位置 4 438脉冲传感器线缆受到损坏更换脉冲传感器无温度显示温度传感器线缆受到损坏或温度传感器损

51、更换温度传感器无压力显示压力传感器线缆接触不良或压力传感器线缆损坏重新接线或更换压力传感器5.5.4 注意事项(1) 表头要有一定数量的润滑油，润滑油一般为硅油或砷油。(2) 应按时定期巡检，听：运转是否有杂音；看：表头机械记数器有无卡阻， 记录是否连续。(3) 每半年应清洗一次过滤器，过滤器是否堵塞从进出口压力差来判断。一般 压差超过0.07MPa0.07MPa 应清洗。(4) 在流量计规定范围内使用，不得超限；超载 2020%不得过 3030 分钟，否则会降 低计量准确度。(5) 启用前应首先缓慢开启旁通阀然后打开流量计入口阀，再打开出口阀，打 开出口阀同时一定要密切注视流量计指针的移动速

52、度，正常工作后，再关闭旁通阀， 如出现异常，应立即打开旁通阀，同时关闭出入口阀，进行检查处理。39第 6 章站控系统站控系统主要功能是对井站生产参数进行采集、传输和设备控制，在气田井站生 产运行中发挥着极其重要的监控管理作用，是保证井站正常运行不可缺少的重要组成部分。目前，庆深气田采用的是 YF3021YF3021 系列集气站监控系统，此系统选取了英国 MTLMTL 公司生产的本质安全过程 I/OI/O 模块，是从本质上就安全的系统”。6.1 基本概况isiiHLi!iii in i inIII-IIIin ! mHB_ umwr-mi-i-=1 -?! r 1111 rr-111 irw?

53、BurminiII图 6-1 PLC 为中心站控系统结构图6.2 结构组成从结构图可以看出，站控系统主要由以下三部分组成：(1) 参数检测单元：用于监测现场温度、压力、流量、液位等生产参数的变送 仪表。(2) 运算处理单元：I/OI/O 模块、CPUCPU 电源模块、接口模块、通信模块、浪涌保 护器、安全栅、交换机等。(3) 输入输出单元：上位机、打印机等输入输出设备。目=nn旷|1控制柜上位机工业以太网去生产指挥中心CPUCPU操作厶上位机打印机电源模块I/OI/O 模块现场仪表ilL406.3 工作过程现场仪表通过屏蔽电缆将 4-20mA4-20mA 信号送至系统 I/OI/O 模块，转换

54、为数字信号后保 存在 I/OI/O 模块的寄存器内。CPUCPU 通过定时扫描将寄存器内保存的数据读取至 CPUCPU 模块 的寄存器内，将数字信号转换为现场变送器的对应值，比如：5.1MPa5.1MPa 3030C等，并将转换后的数据保存在 CPUCPU 的内存卡中，PLCPLC 系统通过通讯模块与上位机通讯，CPUCPU 内 存卡上的数据被读取到计算机后，通过上位软件WINCCWINCC 勺组态，显示在上位机的工艺流程图中。6.4 故障处理站控系统是一个自动化程度较高，结构复杂的庞大系统，由很多组成单元，无论 系统中哪一部分出现了问题，均会使站控系统运行异常，从而影响正常生产。表 6-1

55、站控系统常见故障故障表现故障原因解决办法参数显示为负值仪表故障维修或更换仪表信号电缆未连接好或折断重新连接或更换模块故障更换模块参数显示与实际不符信号电缆存在破损更换电缆参数设置有误核对后重新输入系统程序故障完善程序:全部参数显示为零，花屏上位机与 CPU 间通讯故障重新启动 CPU 和工控机计算机与 PLC 间的网线未连接好检查后重新连接流量底数不累计系统程序出错更改程序流量计底数增长与瞬时不冋步系统程序出错更改程序6.5 故障判断方法通过站控系统几年来的运行情况，依据故障处理的经验总结，最终归纳出“四致，三核实”的站控系统故障判断步骤和方法：41站控系统显示异常PLCPLC 系统正常系统参

56、数设置与现场实际是否一致依据此步骤和方法，新上岗的仪表技术人员可以在很短的时间内实现独立、快速 以及准确的进行系统的故障判断和排除。模块电流与现场显示是否一致仪表故障核实系统出柜是否有24V24V 供电电缆故障模块电流与系统显示是否一致电缆故障PLCPLC 系统故障核实现场仪表是否有显示仪表故障PLCPLC 系统故障 参数设置有误42第 7 章自动排液系统LYLCLYLC)节电型自动排液系统被广泛应用于天然气井站、集气站气液分离器内的气田水的自动控制排放及计量。该系统可提高天然气井站的就地自动化水平，避免因人工操作不当造成的气液分离翻塔或串气，防止天然气能源的大量损失和 环境污染及人为安全事故

57、，有利于提高企业经济效益和减轻操作人员的劳动强度。- iMr图 7-1 LYLCA-川(IV)节电型自动排液系统结构图7.1 结构组成从图 7-17-1 中可知，LYLCA-ILYLCA-IH (IV)(IV)节电型自动排液系统主要由四部分构成：(1) 磁性液位计含液位检测杆(2) 液位检测控制仪一一含液位电子控制模块、电子计数器、声光报警器113I113液恆排放I43（3 3）气动控制柜含接线端子盒、防爆电磁阀、高压调压器、低压精细过滤 器、高压过滤器（4 4）气动排液阀含气动排液阀门、阀套式排污阀、气源针阀7.2 工作原理如图 7-17-1 所示，液位计 （2 2） 筒体内磁浮子随着分离器

58、内液位的上升而上升，并且 在上升过程中吸合磁翻板磁柱，使磁翻板泛红显示分离器中污水液位的高度。液位检 测杆 （3 3） 内的上下限液位开关、上下限液位报警开关用于监控其液位变化。当分离器 内液位升至设定排液高度时，磁浮子使上液位开关闭合，输出讯号给液位检测控制仪 （n ）内的液位电子控制模块，使电磁阀（5 5）通电，此时由气动控制柜控制单元（6 6、7 7、 8 8）减压至 0.20.5MP0.20.5MP 的天然气经电磁阀进入气动排液阀（9 9）上模腔，排液阀立即打开 进行自动排液，随着分离器液位的下降、磁浮子使下液位开关闭合，液位电子控制模 块使电磁阀失电面换向， 气动排液阀模腔内气体经换向后由电磁阀排出， 排液阀关闭， 自动停止排液。如此周而复始进行自控排液，并自己记录排液次数累计排液量。若发 生故障，分离器内液位产生超高、超低时，现场值班室的液位检测控制仪均发出声、 光报警讯号，及时提醒操作人员处理和排除故障。7.3 故障处理系统已发生故障时，在气源压力（0.4） MPaMPa 正常状态下，应首先用磁钢接 触液位检测杆的排液上下限，如果正常排液证明检测单元液位计存在故障，如果 不排液证明控制单元控制柜故障，如果控制柜故障，则首先检查电磁阀，第一步 是在切断报警器电源时用人工推、拉点磁头手动换向杆，检