智能差壓變送器等液位計在硫磺回收裝置液位測量中的故障分析及處理

　　為了保證煉油廠的核心環保裝置——三聯合硫磺回收裝置的平穩運行， 筆者闡述了 UTD 型電動浮筒液位變送器、 平衡容器、 吹氣式液位計、 智能差壓變送器 4 種液位測量裝置的結構與工作原理， 分析了其常見故障， 提出了處理方法， 有效提高了三聯合硫磺回收裝置的硫磺回收率， 為解決同類裝置長周期運行問題提供了技術思路， 具有一定的借鑒意義。
　　　
在三聯合硫磺回收裝置中，用于測量液位的裝置有UTD型電動浮筒液位變送器、平衡容器、吹氣式液位計、智能差壓變送器、UDE型射頻導納液位變送器等，其中使用多的液位測量裝置是UTD型電動浮筒液位變送器。在具體應用過程中，各類裝置經常出現故障，導致裝置測量不準確，影響了整套裝置的平穩運行[[1-3]。為了確保三聯合硫磺回收裝置安全平穩運行，筆者結合測量裝置運行的實際情況，深入探討其影響因素，分析其常見故障并提出處理方法，同時為解決同類裝置長周期運行問題提供技術思路。
 
　　1  UTD型電動浮筒液位變送器故障分析及處理
　　1.1結構與工作原理
　　UTD型電動浮筒液位變送器結構見圖1

　　 在圖1中，電源電壓為直流24 V，電流為4}20 mA。由圖1可以看出，當風筒的內筒受到液位體向上的浮力F，后，通過杠桿的作用使應力傳感器受到一個向下的力Fz為              
　　 F2=L1F1/L2=k0F1(1)   
　　應力傳感器的轉換電流I與力的關系為             
　　I=k1F2=k0k1F1=kF1(2)   
　　經分析可知，轉換電流I與內筒的浮力F1，成線性關系。
　　1.2常見故障分析及處理方法   
　　1)變送器故障。該故障的現象是液位指示不準，忽大忽小，用小螺絲刀調校量程指針，發現量程指針不動。此時需要更換變送器并重新校驗浮筒，才能投入生產。  
　　 2)傳感器故障。該故障的現象是液位指示在某一位置不動。經過筆者多次拆卸研究，發現在好的傳感器中，褐一綠、褐一紅、褐一淺紅、紅一綠、黃一綠等兩線間電阻均為2.9kΩ。只要通過萬用表測量上述各線之間的電阻是否為2.9kΩ，便可以確定傳感器好壞，從而減少拆裝傳感器的勞動，為生產贏得時間。  
　　 3)浮筒脫落故障。該故障的現象是液位指示始終位于大值。其原因是限制釘或吊桿螺母脫落。此時需緊固限制釘或吊桿螺母方可正常使用。  
　　 4)浮筒破裂與浮筒入水故障。該故障的現象是液位指示始終位于小值。此時需要更換配套浮筒，或者更換整臺液位變送器。
 
　　2平衡容器故障分析及處理  
　　 三聯合硫磺回收裝置車間的汽包液位測量原來是用UTD型電動浮筒液位變送器，在實際使用中由于汽包內水溫超過200 0C，壓力達到4 MPa，因此汽包內產生大量的蒸汽，對內浮筒影響很大，容易出現假液位現象，造成多次錯誤操作。改進設計后采用平衡容器(見圖2)，由于平衡容器內沒有可動部件，因而克服了高壓力蒸汽對其的影響，從而可以穩定地測出液位。平衡容器在投用前，要先將負引壓管灌滿水，并在表頭或分布式控制系統( Distributed Control System ,  DCS)上實行負遷移后才能投用。此外，在平衡容器使用過程中，還要注意檢查注水孔及各處連接口有沒有泄漏。

 
　　3吹氣式液位計故障分析及處理
　　3.，結構與工作原理  
　　 吹氣式液位計結構見圖3。壓縮空氣經過過濾器和減壓閥，根據被測液位的情況，將氣壓降到某一數值P}，經過節流元件降到Pz，再經過轉子流量計，后壓縮空氣由容器內的導氣管下端敞口處逸出。當導管下端有微量氣泡逸出時導管內的氣壓幾乎與封液壓力相等，當液位上升或下降時，封液壓力隨之升高或下降，致使從導管逸出的氣量也要隨之減少或增加。由于節流元件的穩流作用，供氣量是恒定不變的，則導管內的壓力勢必隨液封壓力的升降而升降，因此變送器可以隨時指示出液位的變化。氣體流量的大小一般以在高液體時仍有氣泡逸出為宜，流量過大，則流經導管的壓降變大，這樣會引入較大的測量誤差;流量過小，又會造成測量滯后。
　　3.2常見故障分析及處理方法 
　　 一是導氣管的正壓下端、負壓下端被硫磺堵塞，現象是吹氣式液位計顯示偏大或顯示大值，需要用蒸汽吹掃，吹通后才能正常使用。二是導氣管被腐蝕穿孔，液位計顯示不準，需更換導氣管。
 
　　4智能差壓變送器故障分析及處理  
　　 在三聯合硫磺回收裝置車間中使用的智能差壓變送器包括雙法蘭、單法蘭、遠傳毛細管。
　　4.1　智能差壓變送器的工作原理   
　　智能差壓變送器結構見圖4。差壓作用在膜盒內，當差壓產生變化時，推動正壓室、負壓室的膜頭移動，使正壓室膜頭與中間固定電極之間的電容量發生變化，通過內部電路將電容轉換成電流變化。智能差壓變送器根據生產的需要，要行正遷移或壓管灌水，并在表頭或DCS上進行遷移后才能投用。

　　4.2常見故障分析及處理方法   
一是零點遷移?，F象為顯示不準，需要調整零點以排除故障。
二是接頭泄漏?，F象為顯示不準，需要緊固接頭或更換三閥組，并且調整零點。
三是毛細管穿孔造成傳壓介質(硅油)泄漏?，F象為測量不準，需要更換變送器。
四是金屬膜盒被測介質凝結?，F象為測量不準，需要清洗金屬膜盒才能測量準確。
 
　　5結束語  
　　 三聯合硫磺回收裝置是煉油廠環保裝置的核心，因此保證其平穩運行很有必要。通過對裝置運行故障的分析，并提出相應處理措施，有效提高了三聯合硫磺回收裝置的硫磺回收率，對同類裝置的平穩、長周期運行具有一定的借鑒意義。


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