浅析差压式流量计常见故障及维护

浅析差压式流量计常见故障及维护

李磊

李磊伊春市林都热电厂153000

摘要本文从差压式流量计的工作原理出发,对差压式流量测量装置的常见故障进行分析总结,以便对流量测量装置进行更好的日常维护。

关键词差压式流量计故障维护

一、引言:在火力发电及供热系统中需要对工质流量进行测量,例如:空气,水,蒸汽,燃油等。这即是自动化控制的必然要求,同时也是经营核算的必要依据。因此,流量测量装置的稳定和准确是非常重要的。差压式流量计历史悠久,技术非常成熟,应用的领域极其广泛。他具有如下特点:结构简单,成本低,维护方便,使用寿命长,适应能力强,技术成熟,标准化程度高(即ISO5167及GB/T2624标准），在“标准”允许的工况下，无须实流标定即可确定其流量和测量误差。这些特点是其他流量计所无法比拟的。尽管它也存在一些缺点，但在流量测量中差压式流量计占有较高的比重。因此，热工自动化专业人员必须重视该种测量装置的正确使用和日常维护保养。

二、工作原理：差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件和检测件与管道的几何尺寸来检测流量的仪表。整个流量计由一次装置（检测件）和二次装置（差压转换和显示仪表）组成。通常以检测件的形式对流量计分类。如我厂使用的孔板流量计，文丘里喷嘴流量计，风翼流量计，V锥流量计等。流量计在测量状态时，充满管道的流体流经管道内的节流件时流速在截流件处形成局部收缩，流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生了差压。流体流量愈大，产生的压力差愈大，这样就可以依据压差的大小开衡量流量的大小。以流动连续性方程（质量守恒）和伯努利方程（能量守恒）为基础,可得到下面的流量方程。

差压的大小不仅与流量还与其他许多因素有关,例如管道内体的密度，粘度，膨胀系数等。因此，在使用流量计时应该详细阅读检测件的出厂说明书，明确检测件所适用的标准工况和实际工况之间的差别。从而进行必要的修正和补偿，尽量减少系统误差。

三、常见故障及维护：差压式流量计在使用过程中，检测件的故障率极低，故障主要出现在引压管路和变送器上面。同时，针对不同流质的流量计在故障形式上也会有细微的差别。流量计的各种故障现象和故障原因呈现出一种相互交错的特点：即一类现象多种原因；一类原因多种现象。因此，本文尝试从故障原因出发进行分析。

1、引压管路泄露：测量液体及蒸汽流量时：引压管路泄露的现象比较少见。由于管路内液体大多有一定压力或者高压，因此如有泄露也很容易被观察到。泄露点经常出现在排污口处，既排污阀因被腐蚀等原因关不严，必要时需要更换。引压管路的接口比较多，必须密封良好，接口处必须使用密封垫。对于低压常温处可使用塑料垫，而高压以及有机会接触高温流体的地方必须使用铜垫。此外三阀组的平衡门也偶尔有关不严的现象。测量空气流量时：因为取压点处于风路管道上，大多存在或轻或重的震动，因此泄露现象比较多。泄露点也很难被直接观察到。例如引压管连接焊点出现裂缝，风帽被震脱落等，变送器的接口比较多，容易出现泄露。在日常维护中，应该定期检查引压管路的密闭性。方法如下：把便携式压力校验仪的接口连接到变送器的引压接口上，注意，正压侧用正压，负压侧用负压（泵真空）。然后用泵将压力升到变送器允许的压力值，观察压力读数，读数稳定说明此侧密闭良好，否则需要仔细排查泄露点。用同样的方法还可以检查引压管的密闭性（如果安装有一次门）。

2、引压管路阻塞及异常：在测量空气流量时，引压管路从未出现过阻塞现象。而测量水或蒸汽流量则时有发生。阻塞多由水中的固体沉积物以及锈蚀引起。引压管路内也时常会出现气泡，这会导致测量值有偏差以及快速的上下波动。为避免这些故障的发生，应做好定期排污工作。排污时，应在运行人员的配合下正确切投变送器，并注意安全。此外，因为东北地区的冬季气候非常寒冷，如果厂房有保暖封闭不到位的情况，会出现引压管路被冻结的现象。严重时，会造成变送器模盒永久变形损坏。因此必须做好巡检，尽量避免此类故障。

3、变送器故障：变送器彻底损坏比较容易判断,如果接入手操器不能通讯就能说明问题了。手操器的问题通常是零点飘移。因为差压信号要经过开方才输出，零点附近的变化率非常大，很小的差压变量会引起较大的流量变化。这种问题在空气流量测量中尤其明显，因为此时要处理的差压从一两百KPa到几KPa不等，差压小，容易出现零点漂移。因此零点校准很重要。同时要配合小信号切除处理，即在显示仪表或DCS内设置小信号切除。一般水流量测量设置在5%左右，空气测量设置在8-10%左右。变送器还可能存在线性不佳，信号损耗的现象，因此除了要校验零点和满度还要校验半信号，除了校验压力元件还要校验4-20mA信号到DCS时的真实有效值。

4、一次意外事故：据运行人员反映。二号炉的自动给水系统出现异常，主给水调节门逐渐开大，给水流量已至满量程，但汽包水位却持续下降。随后给水调节切入手动，限制锅炉出力，使锅炉工况稳定下来。此时的给水调节门已全开，给水流量显示满量程，而锅炉的出力还不到额定出力的50%。经过对运行数据的仔细观察，发现从给水泵母管到主给水调节门，给水压力有超过一MPa的额外损失。为了准确定位故障点，用便携压力计分别测量主给水流量引压管的高/低压侧。发现高/低压侧的压力相差一MPa左右。至此，可以确定给水流量的孔板前端有异物阻挡。经此后检修验证，在孔板前端有一块直径比孔板内经略大的椭圆形石块。随后更换了孔板，对变送器也进行了校验（合格），恢复正常。

5、流量补偿：对可压缩流体进行流量测量时要进行温度压力补偿。补偿的形式可根据实际情况而定。例如：对于给水流量，我们依据标准工况和实际工况差异进行了定点修正；对于蒸汽流量，我们在DCS内对温度和压力作分段折线补偿，在控制盘显示表上作温度和压力的单线性补偿，效果很好，两者的差异不超过2%；对于空气测量，我们对风流量作温度和压力的单线性补偿，使最终的显示风量为标准工况下的体积风量，便于运行人员对给风作合理配置。

四、结束语：本着防患于未然的原则,应做好日常维护和保养。遇到故障时，从原理出发仔细排查，才能准确判断，尽快找出故障原因。