微差壓智能變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題

摘要:為了研究不同環(huán)境對微差壓智能變送器零點(diǎn)輸出的影響通過(guò)模擬現場(chǎng)實(shí)際測出不同品牌微差壓智能變送器受不同環(huán)境影響所產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的數據根據實(shí)測數據和實(shí)驗結論制定解決方案進(jìn)而為更好地應用微差壓智能變送器測量流量提供參考依據。
0引言
       酒鋼集團在動(dòng)力能源介質(zhì)計量?jì)x表的選型上為了避免各類(lèi)動(dòng)力能源介質(zhì)管網(wǎng)壓力損失滿(mǎn)足各廠(chǎng)礦動(dòng)力能源介質(zhì)管網(wǎng)壓力的需求,大量選用了壓損低、能耗少、精度穩定的均速管流量計,使動(dòng)力能源介質(zhì)管網(wǎng)壓力損失降到了最低。由于均速管流量計產(chǎn)生的差壓一般在1kPa以下為了能夠檢測出流體流量,通常選用智能微差壓變送器與其配合使用,組成智能差壓式流量測量?jì)x表。差壓式流量計的流量和差壓成開(kāi)方關(guān):系流量越小則放大倍數越大造成的測量誤差也越大。由于微差壓變送器的壓差比較小,更容易受到現場(chǎng)環(huán)境因素如溫度、震動(dòng)等的影響出現零點(diǎn)漂移產(chǎn)生較大的虛假流量造成計量失準及生產(chǎn)事故。目前在處理和解決此類(lèi)故障時(shí),主要采取的措施是定期進(jìn)行差壓變送器零點(diǎn)調整或根據氣溫變化情況及時(shí)進(jìn)行差壓變送器零點(diǎn)校對不僅增加了儀表維護人員的工作量和工作難度,而且也不能從根本上解決問(wèn)題。該文通過(guò)對常用的幾種智能微差壓變送器環(huán)境溫度、震動(dòng)、電源電壓、安裝方式進(jìn)行模擬實(shí)驗掌握環(huán)境因素對微差壓變送器零點(diǎn)漂移的影響并根據影響程度尋找出科學(xué)的解決辦法,最終通過(guò)對安裝方式及檢測系統優(yōu)化改造等技術(shù)手段解決變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題,減少環(huán)境因素造成計量失準事故的數量為今后能夠合理選擇、使用、安裝微差壓變送器提供可靠參數和依據以降低微差壓變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題的發(fā)生。
1存在的問(wèn)題.
       近年來(lái),由于環(huán)境溫度變化而造成的微差壓變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題比較多甚至造成計量數據失準或生產(chǎn)事故。以碳鋼冷軋煤氣混合加壓站熱值控制故障為例,此系統主要以高爐煤氣與焦爐煤氣混合配比實(shí)現熱值自動(dòng)控制為了提高測控系統的正確性高爐煤氣設計有大、小管切換功能由于氣溫回升班組安排停運大管高煤流量?jì)x表保溫,使得差壓變送器的環(huán)境溫度由白天的30℃降至夜間的4℃導致大管高爐煤氣流量差壓變送器產(chǎn)生零點(diǎn)漂移漂移量超過(guò)流量?jì)x表小信號切除點(diǎn),造成高爐煤氣流量疊加突然增加2800~3000m3/h(而實(shí)際大管高爐煤氣切斷閥處于關(guān)閉狀態(tài)并沒(méi)有流量)該虛假信號通過(guò)比值調節造成焦爐煤氣流量也相應增加使得去往罩式爐的主管混合煤氣熱值從7600kJ/m'左右增加到9500kJ/m3左右超過(guò)了罩式爐允許的熱值范圍,造成罩式爐熄火,這是典型的溫度變化造成的變送器零點(diǎn)漂移生產(chǎn)事故。
       酒鋼7#高爐凈煤發(fā)生量選用威力巴流量計，設計流量為505000m³/h,差壓為595Pa,由于差壓比較小為了使變送器能檢測到較小的差壓采用縮短導壓管路將變送器直接安裝在減壓閥后凈煤管道.上存在的弊端就是無(wú)法避免現場(chǎng)震動(dòng)對變送器的影響。在生產(chǎn)過(guò)程中7#高爐產(chǎn)生的煤氣量在36萬(wàn)m³/h左右一路通過(guò)TRT余壓發(fā)電,站后進(jìn)入高煤總管,流量在30萬(wàn)m³/h左右與TRT并聯(lián)的另一路煤氣經(jīng)減壓閥組后進(jìn)入高煤總管流量在6萬(wàn)m³/h左右。由于減壓閥組現場(chǎng)管道震動(dòng)較大經(jīng)常造成差壓變送器發(fā)生零點(diǎn)漂移，漂移量在4.03mA左右相當于1Pa左右的壓差。以此漂移量為例在TRT停機時(shí)36萬(wàn)m³/h左右的高爐煤氣量全部經(jīng)減壓閥組后進(jìn)入高煤總管，此時(shí)減壓閥后威力巴流量計的差壓為302Pa左右微差壓變送器工作在滿(mǎn)量程的213左右,誤差很小,假如此時(shí)微差壓變送器出現的漂移仍為4.03mA(1Pa)左右對應的流量為360374m³/h多計了374m³/h,產(chǎn)生的誤差也在可控范圍,不會(huì )造成太大的計量偏差;而當TRT發(fā)電時(shí)減壓閥組只流過(guò)6萬(wàn)m'/h左右的煤氣此時(shí)差壓為8.4Pa微差壓變送器工作在滿(mǎn)量程的1/10左右基本處于小信號切除點(diǎn)附近,假如此時(shí)的漂移仍為4.03mA(1Pa)左右則對應的流量為63474m³/h實(shí)際多計了3474m³/h通過(guò)這個(gè)煤氣發(fā)生量的運行實(shí)例可以看出現場(chǎng)震動(dòng)會(huì )產(chǎn)生很大的計量誤差。
       隨著(zhù)現代化企業(yè)制造技術(shù)的不斷更新,一些新型智能化微差壓變送器也應用到各化工和冶金行業(yè)雖然新型智能微差壓變送器優(yōu)點(diǎn)很多各生產(chǎn)廠(chǎng)家也采取了零點(diǎn)漂移的控制措施,比如挑選質(zhì)量性能穩定的電子元器件并進(jìn)行老化處理采取電路補償和調制手段選用性能穩定的供電電源但仍然無(wú)法從根本.上徹底解決零點(diǎn)漂移問(wèn)題零點(diǎn)漂移問(wèn)題成了國內外生產(chǎn)廠(chǎng)家難以解決的問(wèn)題是值得研究和分析的。
       微差壓變送器產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因很多如電源電壓不穩、元器件性能劣化、環(huán)境溫度變化、震動(dòng)、安裝方式等其中最主要的因素是溫度的變化。由于變送器測量膜盒內的液體介質(zhì)會(huì )隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生熱脹冷縮從而導致變送器輸出產(chǎn)生漂移變送器內各電子元器件也會(huì )受溫度影響而產(chǎn)生變化[8]最終導致變送器輸出變化。在以上因素中最難控制的也是溫度變化產(chǎn)生的影響特別是地處西北地區平均晝夜溫差在10℃以上這些因素都是很難控制的要想讓變送器長(cháng)期穩定地工作就必須定期和不定期進(jìn)行零點(diǎn)檢查調整此項工作費時(shí)費力而且不能從根本.上解決零點(diǎn)漂移問(wèn)題因此只有通過(guò)對微差壓變送器零點(diǎn)漂移進(jìn)行實(shí)驗研究才能掌握各類(lèi)變送器在實(shí)際應用中的漂移參數,并根據現場(chǎng)實(shí)際情況選擇可靠性好、穩定性高的差壓變送器以保證測量過(guò)程中微差壓變送器零點(diǎn)漂移量達到最小。
       變送器的零點(diǎn)漂移問(wèn)題,已經(jīng)影響到生產(chǎn)工藝過(guò)程及計量數據結算。而且每年都有大部分微差壓變送器由于零點(diǎn)漂移嚴重被更換下線(xiàn),這不:僅造成了備件費用的增加,也使工人的勞動(dòng)強度加大,更關(guān)鍵的是影響到公司的正常生產(chǎn)和數據結算。在流量測量的過(guò)程中,雖然無(wú)法徹底避免變送器的零點(diǎn)漂移,但可以通過(guò)模擬現場(chǎng)環(huán)境進(jìn):行試驗研究,找出影響變送器零點(diǎn)漂移的主要因素制定有效的技術(shù)改進(jìn)措施,可以有效降低變送器零點(diǎn)漂移對生產(chǎn)和計量工作的影響進(jìn)而為提:高變送器測量的穩定性和正確性提供參考依據，有助于后續工作的展開(kāi)I91。
2問(wèn)題分析研究
2.1研究?jì)热?br />        根據目前應用比較廣泛的E+H、EJA、霍尼韋爾微差壓智能變送器研究各品牌微差壓智能變送器在不同環(huán)境條件下零點(diǎn)漂移數據。
       模擬現場(chǎng)實(shí)際研究微差壓智能變送器受環(huán)境溫度、電源電壓、安裝方式及震動(dòng)等方面變化的影響程度確定關(guān)鍵影響因素,從而制定解決技術(shù)方案及整改措施保證變送器測量的正確性。
2.2實(shí)施步驟和效果
1)采用GDW-100C型高低溫恒溫箱對變送器進(jìn)行連續的高低溫變化實(shí)驗建立溫度變化與變送器零點(diǎn)輸出電流參數對應關(guān)系統計表。
       首先將變送器按校驗圖進(jìn)行接線(xiàn)通電20min后在室溫狀態(tài)下(25.7℃)進(jìn)行零點(diǎn)及量程調校,調校完成后將變送器水平放置在高低溫恒溫箱中進(jìn)行溫度變化試驗。
       在室溫狀態(tài)下對恒溫箱通電并進(jìn)行溫度設定,每次溫度變化2℃并保持恒定10min后開(kāi)始記錄變送器零點(diǎn)輸出電流值溫度變化與變送器輸出電流對應關(guān)系如表1所示。

       通過(guò)表1可以看出變送器零點(diǎn)輸出均受環(huán)境溫度影響影響范圍各不相同其中E+HPMD230微差壓變送器受環(huán)境溫度變化影響較小,性能相對較穩定。
2)通過(guò)對電源電壓調整的實(shí)驗建立電源電壓變化與變送器零點(diǎn)輸出電流參數對應關(guān)系統計表,如表2所示。
       從表2可以看出:以上3種差壓變送器在正常電壓波動(dòng)范圍內均能有穩定的電流輸出。
3)通過(guò)模擬現場(chǎng)安裝方式實(shí)驗建立變送器各種不同的傾斜角度與其零點(diǎn)輸出電流變化統計表,如表3所示。
       從表3可以看出變送器安裝傾斜角度的變化對其零點(diǎn)輸出影響較大。

4)通過(guò)模擬現場(chǎng)震動(dòng)實(shí)驗對差壓變送器的零點(diǎn)輸出變化進(jìn)行數據統計。
       選擇現場(chǎng)震動(dòng)比較大的7#高爐凈煤發(fā)生量分別安裝上述3種變送器進(jìn)行流量測量安裝后首先進(jìn)行零點(diǎn)標定然后投運8h后打開(kāi)平衡閥進(jìn)行零點(diǎn)輸出電流檢查通過(guò)試驗3臺差壓變
送器的零點(diǎn)輸出電流分別為:STD924-AIH-0000-SM.MB.S2.1C:4.072mA;EJA120A-DES4A-9
2DA:4.065mA;PMD230-KD3F2ED3CEL3T:4.054mA。.
       通過(guò)模擬現場(chǎng)震動(dòng)實(shí)驗可以看出變送器安裝在震動(dòng)較大的場(chǎng)所其穩定性能都不理想產(chǎn)生的偏差都較大。
3實(shí)驗結論及解決方案
       通過(guò)對常用的3種智能微差壓變送器模擬實(shí)驗可以看出微差壓變送器在現場(chǎng)使用過(guò)程中均會(huì )受到環(huán)境溫度、安裝方式及震動(dòng)等的影響均會(huì )產(chǎn)生較大的零點(diǎn)漂移現象雖然各生產(chǎn)廠(chǎng)商選用的生產(chǎn)原料、采用的生產(chǎn)工藝和技術(shù)補償手段不同生產(chǎn)出的智能微差壓變送器的性能指標也各不相同,因而產(chǎn)生的漂移量也各有差異。從實(shí)驗數據可以看出生產(chǎn)于90年代的E+H公司原裝PDM230智能差壓變送器性能相對比較穩定,但仍然存在零點(diǎn)漂移現象說(shuō)明目前還無(wú)法從根本上解決變送器零點(diǎn);漂移問(wèn)題。但為了降低微差壓變送器的漂移量提高微差壓變送器測量流量的穩定性使流量測量誤差控制在可控范圍內避免流量?jì)x表出現計量異議和生產(chǎn)故障在今后的維護和設備安裝過(guò)程中通過(guò)合理的儀表選型及規范的施工安裝等一些具體的技術(shù)控制措施!"1也可以很好地解決微差壓變送器零點(diǎn)漂移問(wèn)題。
       首先變送器的正確選型是保證儀表正常工作和安全生產(chǎn)的前提。在今后儀表選型過(guò)程中應盡量避免選擇微差壓變送器測量介質(zhì)流量,以保證儀表的測量精度。如果必須選擇微差壓變送器應盡量避免把差壓量程選在變送器量程的下限附近,工作量程最好選用在變送器量程上限的1/3~1/2范圍內才能最好地保證整機精度達到使用要求。
       其次是現場(chǎng)施工安裝變送器時(shí)要盡量避開(kāi)環(huán)境溫度變化劇烈的地方或高溫區域。同時(shí)應避免將變送器安裝在就地震動(dòng)場(chǎng)所和在線(xiàn)傾斜安裝,防止由于振動(dòng)對變送器產(chǎn)生干擾應按照儀表工施工規范采用引壓管路將變送器安裝在無(wú)明顯震動(dòng)、溫度變化相對穩定的區域最好引到儀表專(zhuān)用變送器小房?jì)炔凑占夹g(shù)要求對導壓管(毛細管)進(jìn)行固定并設置保溫設施使變送器的環(huán)境溫度在可控范圍。
       同時(shí)在日常維護中,應定期檢查微差壓變送器零點(diǎn)輸出值并根據輸出值變化情況來(lái)分析變送器是否受周?chē)h(huán)境影響或是自身性能問(wèn)題,以制定出相應的解決對策及維護標準才能保證微差壓變送器的穩定運行。
4結語(yǔ)
       微差壓變送器零點(diǎn)漂移是差壓式流量檢測過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題,也是影響計量失準及生產(chǎn)事故的主要原因為了避免和減少計量糾紛和生產(chǎn)故障在實(shí)際應用中必須重視微差壓變送器零點(diǎn)漂移的問(wèn)題。雖然微差壓變送器在現場(chǎng)使用過(guò)程中均不可避免地會(huì )受到環(huán)境溫度、震動(dòng)及安裝方式的影響而出現零點(diǎn)漂移現象但通過(guò)合理的儀表選型及規范的施工安裝和維護技術(shù)措施,可以減少測量誤差對儀表的影響能夠實(shí)現微差壓變送器正確可靠地運行為企業(yè)提供更多的便利.