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儀表的常見(jiàn)問(wèn)答

文章出處:本站 人氣:495發(fā)表時(shí)間:2018-12-06 01:00:00

儀表出現問(wèn)題,原因比較復雜,很難一下找到癥結,這時(shí)要冷靜沉著(zhù),分段分析,首先分析原因出在那一單元,大致可分為三段:現場(chǎng)檢測、中間變送、終端顯示;同時(shí)還要考慮季節原因,夏天防溫度過(guò)高,冬天防凍;參與調節的參數出現異常時(shí),首先將調節器轉換至手動(dòng)狀態(tài),觀(guān)察分析是否調節系統的原因,然后再一一檢查其他因素。

無(wú)論哪類(lèi)儀表出現故障,我們首先要了解該儀表所處安裝位置的工藝狀況及條件,了解該儀表本身的結構特點(diǎn)及性能;維修前要與工藝人員結合,分析判斷出儀表故障的原因;同時(shí)還要了解該儀表是否伴有調節和連鎖功能。綜合考慮、仔細分析,維修過(guò)程中要盡可能保持工藝穩定。

一、現場(chǎng)測量?jì)x表。一般分為溫度、壓力、流量、液位四大類(lèi)

一):溫度儀表系統常見(jiàn)故障分析

(1):溫度突然增大:此故障多為熱電阻(熱電偶)斷路、接線(xiàn)端子松動(dòng)、(補償)導線(xiàn)斷、溫度失靈等原因引起,這時(shí)需要了解該溫度所處的位置及接線(xiàn)布局,用萬(wàn)用表的電阻(毫伏)檔在不同的位置分別測量幾組數據就能很快找出原因。

(2):溫度突然減?。捍斯收隙酁闊犭娕蓟驘犭娮瓒搪?、導線(xiàn)短路及溫度失靈引起。要從接線(xiàn)口、導線(xiàn)拐彎處等容易出故障的薄弱點(diǎn)入手,一一排查?,F場(chǎng)溫度升高,而總控指示不變,多為測量元件處有沸點(diǎn)較低的液體(水)所致。

(3):溫度出現大幅度波動(dòng)或快速震蕩:此時(shí)應主要檢查工藝操作情況(參與調節的檢查調節系統)。

二):壓力儀表系統常見(jiàn)故障及分析

(1):壓力突然變小、變大或指示曲線(xiàn)無(wú)變化:此時(shí)應檢查變送器引壓系統,檢查根部閥是否堵塞、引壓管是否暢通、引壓管內部是否有異常介質(zhì)、排污絲堵及排污閥是否泄漏等。冬季介質(zhì)凍也是常見(jiàn)現象。變送器本身故障可能性很小。

(2):壓力波動(dòng)大:這種情況首先要與工藝人員結合,一般是由操作不當造成的。參與調節的參數要主要檢查調節系統。

三):流量?jì)x表系統常見(jiàn)故障及分析

(1):流量指示值?。阂话阌梢韵略蛟斐桑簷z測元件損壞(零點(diǎn)太低。;顯示有問(wèn)題;線(xiàn)路短路或斷路;正壓室堵或漏;系統壓力低;參與調節的參數還要檢查調節器、調節閥電磁閥。

(2):流量指示大:主要原因是負壓室引壓系統堵或漏。變送器需要調校的可能不大。

(3):流量波動(dòng)大:流量參數不參與調節的,一般為工藝原因;參與調節的,可檢查調節器的PID參數;帶隔離罐的參數,檢查引壓管內是否有氣泡,正負壓引壓管內液體是否一樣高。

四):液位儀表系統常見(jiàn)故障及分析

(1):液位突然變大:主要檢查變送器負壓室引壓系統是否堵、泄漏、集氣、缺液等。灌液的具體方法是:按照停表順序先停表;關(guān)閉正負壓根部閥;打開(kāi)正負壓排污閥泄壓;打開(kāi)雙室平衡容器灌液絲堵;打開(kāi)正負壓室排污絲堵;此時(shí)液位指示大。關(guān)閉排污閥;關(guān)閉正負壓室排污絲堵;用相同介質(zhì)緩慢灌入雙室平衡容器中,此時(shí)微開(kāi)排污絲堵排氣;直至灌滿(mǎn)為止,此時(shí)打開(kāi)正壓室絲堵,變送器指示應回零位。然后按照投表順序投用變送器。

(2):液位突然變?。褐饕獧z查正壓室引壓系統是否堵、漏、集氣、缺液、平衡閥是否關(guān)死等。檢查引壓系統是否暢通的具體方法是停變送器,開(kāi)排污閥,檢查排污情況(不能外泄的介質(zhì)除外)。

(3):總控室指示與現場(chǎng)液位不相符:首先判斷是不是現場(chǎng)液位計故障,此時(shí)可以人為增大或降低液位,根據現場(chǎng)和總控指示情況具體分析問(wèn)題原因(現場(chǎng)液位計根部閥關(guān)閉、堵塞、外漏易引起現場(chǎng)指示不準)??梢酝ㄟ^(guò)檢查零點(diǎn)、量程、灌液來(lái)恢復液位正常。如果仍不正常,可通知工藝人員現場(chǎng)監護拆回變送器打壓調校。

4):液位波動(dòng)頻繁:首先和工藝人員結合檢查進(jìn)料、出料情況,確定工藝狀況正常后,可通過(guò)調整PID參數來(lái)穩定。具體方法是:調節閥投手動(dòng)狀態(tài),先調整設定值與測量值一致,使液位波動(dòng)平穩下來(lái),再慢慢調整調節閥開(kāi)度,使液位緩慢上升或下降,達到工藝要求,再調整設定值與測量值一致,待參數穩定后調節閥投自動(dòng)。

總之,一旦發(fā)現儀表參數有些異常,首先與工藝人員結合,從工藝操作系統和現場(chǎng)儀表系統兩方面入手,綜合考慮,認真分析,特別要考慮被測參數和控制閥之間的關(guān)聯(lián),將故障分步分段判定,也就很容易找出問(wèn)題所在,對癥下藥解決問(wèn)題。

二、現場(chǎng)控制儀表主要是閥類(lèi)

閥類(lèi)安作用和用途可分為以下幾種:

1:排氣閥:排除管道中多余的氣體,提高管道使用效率及降低能耗。

2:分流閥:分配、分離或混合管道中的介質(zhì)。

3:安全閥:防止管道或裝置中的介質(zhì)壓力超過(guò)規定數值,從而達到安全保護的目的。

4:止回閥:防止管道中介質(zhì)倒流。

5:截斷閥:接通或截斷管道中的介質(zhì)流通。

6:調節閥:調節介質(zhì)的壓力、流量等參數。

現在主要介紹一下自立式調節閥和氣動(dòng)調節閥。

一)、自力式壓力調節閥

1、自力式壓力調節閥工作原理(閥后壓力控制)

工作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過(guò)閥芯、閥座后的節流后,變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過(guò)控制管線(xiàn)輸入到執行器的下膜室內作用在頂盤(pán)上,產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡,決定了閥芯、閥座的相對位置,控制閥后壓力。當閥后壓力P2增加時(shí),P2作用在頂盤(pán)上的作用力也隨之增加。此時(shí),頂盤(pán)的作用力大于彈簧的反作用力,使閥芯關(guān)向閥座的位置,直到頂盤(pán)的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時(shí),閥芯與閥座的流通面積減少,流阻變大,從而使P2降為設定值。同理,當閥后壓力P2降低時(shí),作用方向與上述相反,這就是自力式(閥后)壓力調節閥的工作原理。

2、自力式壓力調節閥工作原理(閥前壓力控制)

工作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過(guò)閥芯、閥座后的節流后,變?yōu)殚y后壓力P2。同時(shí)P1經(jīng)過(guò)控制管線(xiàn)輸入到執行器的上膜室內作用在頂盤(pán)上,產(chǎn)生的作用力與彈簧的反作用力相平衡,決定了閥芯、閥座的相對位置,控制閥前壓力。當閥前壓力P1增加時(shí),P1作用在頂盤(pán)上的作用力也隨之增加。此時(shí),頂盤(pán)的作用力大于彈簧的反作用力,使閥芯向離開(kāi)閥座的方向移動(dòng),直到頂盤(pán)的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時(shí),閥芯與閥座的流通面積減大,流阻變小,從而使P1降為設定值。同理,當閥前壓力P1降低時(shí),作用方向與上述相反,這就是自力式(閥前)壓力調節閥的工作原理。

3、自力式流量調節閥工作原理

被控介質(zhì)輸入閥后,閥前壓力P1通過(guò)控制管線(xiàn)輸入下膜室,經(jīng)節流閥節流后的壓力Ps輸入上膜室,P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱(chēng)為有效壓力。P1作用在膜片上產(chǎn)生的推力與Ps作用在膜片上產(chǎn)生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置,從而確定了流經(jīng)閥的流量。當流經(jīng)閥的流量增加時(shí),即△Ps增加,結果P1、Ps分別作用在下、上膜室,使閥芯向閥座方向移動(dòng),從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積,使Ps增加,增加后的Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產(chǎn)生平衡達到控制流量的目的。反之,同理。

二)、氣動(dòng)調節閥

氣動(dòng)調節閥就是以壓縮空氣為動(dòng)力源,以氣缸為執行器,并借助于電氣閥門(mén)定位器、轉換器、電磁閥、限位閥等附件去驅動(dòng)閥門(mén),實(shí)現開(kāi)關(guān)量或比例式調節,接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統的控制信號來(lái)完成調節管道介質(zhì)的:流量、壓力、溫度及液位等各種工藝參數。

1:氣動(dòng)調節閥的分類(lèi)。

氣動(dòng)調節閥動(dòng)作分氣開(kāi)型和氣關(guān)型兩種。氣開(kāi)型(Air to Open) 是當膜頭上空氣壓力增加時(shí),閥門(mén)向增加開(kāi)度方向動(dòng)作,當達到輸入氣壓上限時(shí),閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài)。反過(guò)來(lái),當空氣壓力減小時(shí),閥門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作,在沒(méi)有輸入空氣時(shí),閥門(mén)全閉。故有時(shí)氣開(kāi)型閥門(mén)又稱(chēng)故障關(guān)閉型(Fail to Close FC)。氣關(guān)型(Air to Close)動(dòng)作方向正好與氣開(kāi)型相反。當空氣壓力增加時(shí),閥門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作;空氣壓力減小或沒(méi)有時(shí),閥門(mén)向開(kāi)啟方向或全開(kāi)為止。故有時(shí)又稱(chēng)為故障開(kāi)啟型(Fail to Open FO)。氣動(dòng)調節閥的氣開(kāi)或氣關(guān),通常是通過(guò)執行機構的正反作用和閥態(tài)結構的不同組裝方式實(shí)現。

2:常見(jiàn)的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)

調節閥有執行機構和閥體部件兩部分組成。調節閥一般采用氣動(dòng)薄膜執行機構,其作用方式有正,反兩種。信號壓力增大時(shí),推干下移的為正作用執行機構,信號壓力增大時(shí),推干上移的為反作用執行機構。閥體部件分為正,反裝兩種。閥桿下移時(shí),閥芯與閥座流通面積減少的為正裝式,反之為反裝式。調節閥的作用方式分為氣開(kāi)和氣關(guān)兩種,氣開(kāi)、氣關(guān)是由執行機構的正、反作用和閥體部件的正反裝組合而成。

調節閥的氣開(kāi)還是氣關(guān)是多方面綜合考慮的首先是以工藝安全為主考慮,在確定了氣關(guān)還是氣開(kāi)后,再確定執行機構的作用,后再確定閥體的正反裝組合方式正如上所述。

正作用執行機構是指當膜片上氣體壓力的增加時(shí),執行機構推桿朝向閥體運動(dòng);反作用執行機構是指當膜片上氣體壓力增加時(shí),執行機構推桿遠離閥體運動(dòng);和氣開(kāi)(air to open),氣閉(air to close)型閥門(mén)是不同的兩個(gè)概念。正作用執行機構和正裝(反裝)的閥門(mén)獲得氣關(guān)(氣開(kāi));反之,反作用執行機構和反裝(正裝)的閥門(mén)可以獲得氣關(guān)(氣開(kāi))。

定位器的正反作用與你所選購的調節閥的氣開(kāi)和氣關(guān)是對應的。也就是說(shuō)為了實(shí)現整個(gè)閥自身的負反饋而設置的。調節器的正反作用是用來(lái)對整個(gè)控制回路的負反饋而設置的,當調節器投自動(dòng)的時(shí)候,才能具體體現出調節器正反作用的作用。

閥門(mén)定位器的正反作用是根據調節閥的氣開(kāi)氣關(guān)確定的,調節器的正反作用是根據控制回路各環(huán)節的特性確定的,要保證控制回路滿(mǎn)足控制要求.

對于調節器來(lái)說(shuō),按照統一的規定,如果測量值增加,調節器輸出增加,調節器放大系數Kc為負,則該調節器稱(chēng)為正作用調節器;測量值增加,調節器輸出減小,Kc為正則該調節器稱(chēng)為反作用調節器。

3:氣動(dòng)調節閥的選擇

任何一個(gè)控制系統在投運前,正確選擇調節器的正反作用,使控制作用的方向正確,否則,在閉合回路中進(jìn)行的不是負反饋而是正反饋,它將不斷增大偏差,終必將把被控變量引導到高或低的限定值上。

在一個(gè)單回路控制系統中,只要調節器的放大系數Kc、調節閥的放大系數Kv、被控對象的放大系數Ko的乘積為正,就能實(shí)現負反饋控制。調節器、調節閥和對象放大系數正負號規定如下:

(1) 調節器放大系數的正負號;對于調節器來(lái)說(shuō),按照統一的規定,測量值增加,輸出增加,調節器放大系數Kc為負,稱(chēng)之為正作用。測量值增加,輸出減小,Kc為正,稱(chēng)之為反作用。

(2)調節閥的放大系數的正負號;調節閥的放大系數Kv定義為氣開(kāi)閥Kv為正,氣關(guān)閥Kv為負。

(3) 對象放大系數的正負號;對象的放大系數Ko定義為:如操縱變量增加,被控變量也增加,Ko為正;操縱變量增加,被控變量減少,Ko為負。由此可知,單回路控制系統調節器正反作用的確定方法如下:首先確定對象放大系數Ko的正負號,然后根據調節閥選型為氣開(kāi)或氣關(guān)確定調節閥放大系數Kv的正負號,終由Kc、Kv、Ko乘積應為正,即可確定調節器的作用方式。

總之,氣開(kāi)氣關(guān)的選擇是根據工藝的安全角度出發(fā)來(lái)考慮。當氣源切斷時(shí),調節閥是處于關(guān)閉位置安全還是開(kāi)啟位置安全?舉例來(lái)說(shuō),一個(gè)加熱爐的燃燒控制,調節閥安裝在燃料氣管道上,根據爐膛的溫度或被加熱物料在加熱爐出口的溫度來(lái)控制燃料的供應。這時(shí),宜選用氣開(kāi)閥更安全些,因為一旦氣源停止供給,閥門(mén)處于關(guān)閉比閥門(mén)處于全開(kāi)更合適。如果氣源中斷,燃料閥全開(kāi),會(huì )使加熱過(guò)量發(fā)生危險。又如一個(gè)用冷卻水冷卻的的換熱設備,熱物料在換熱器內與冷卻水進(jìn)行熱交換被冷卻,調節閥安裝在冷卻水管上,用換熱后的物料溫度來(lái)控制冷卻水量,在氣源中斷時(shí),調節閥應處于開(kāi)啟位置更安全些,宜選用氣關(guān)式(即FO)調節閥。

4:氣動(dòng)調節閥的維修:氣動(dòng)調節閥對保證工藝裝置的正常運行和安全有著(zhù)十分重要的意義。因此加強氣動(dòng)調節閥的維修是必要的。

A、檢修時(shí)的重點(diǎn)檢查部位

a.檢查閥體內壁:在高壓差和有腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)合,閥體內壁、隔膜閥的隔膜經(jīng)常受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕,重點(diǎn)檢查耐壓耐腐情況;

b.檢查閥座:因工作時(shí)介質(zhì)滲入,固定閥座用的螺紋內表面易受腐蝕而使閥座松弛;

c.檢查閥芯:閥芯是調節閥的可動(dòng)部件之一,受介質(zhì)的沖蝕較為嚴重,檢修時(shí)要認真檢查閥芯各部是否被腐蝕、磨損,特別是在高壓差的情況下,閥芯的磨損因空化引起的汽蝕現象更為嚴重。損壞嚴重的閥芯應予更換;檢查密封填料。

B、氣動(dòng)調節閥的日常維護

當調節閥采用石墨一石棉為填料時(shí),大約三個(gè)月應在填料上添加一次潤滑油,以保證調節閥靈活好用。如發(fā)現填料壓帽壓得很低,則應補充填料,如發(fā)現聚四氟乙燥填料硬化,則應及時(shí)更換;應在巡回檢查中注意調節閥的運行情況,檢查閥位指示器和調節器輸出是否吻合;對有定位器的調節閥要經(jīng)常檢查氣源,發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理;應經(jīng)常保持調節閥的衛生以及各部件完整好用。

三)、常見(jiàn)故障及產(chǎn)生的原因

(一)調節閥不動(dòng)作的故障及原因

1.無(wú)信號、無(wú)氣源。

原因:①氣源未開(kāi);

②氣源臟,導致氣源管堵塞或過(guò)濾器、減壓閥堵塞(特別注意冬天氣源帶水結冰);

③壓縮機故障使氣源壓力低;

④氣源總管泄漏。

2.有氣源,無(wú)信號。

原因:①調節器故障,②氣源管泄漏;③閥門(mén)定位器漏氣;④調節閥膜片損壞。

3.定位器無(wú)氣源。

原因:①過(guò)濾器堵塞;②減壓閥故障;③管道泄漏或堵塞。

4.定位器有氣源無(wú)輸出。

原因:①定位器的節流孔堵塞;②放大器失靈;③噴嘴堵。

5.有信號、無(wú)動(dòng)作。

原因:①閥芯脫落,②閥芯卡死;③閥桿彎曲;④執行機構彈簧斷。

(二)調節閥的動(dòng)作不穩定的故障及原因

1.氣源壓力不穩定。

原因:①氣源總管泄漏;②減壓閥故障。

2.信號壓力不穩定。

原因:①控制系統的時(shí)間常數(T=RC)不適當;②調節器輸出不穩定。

3.氣源壓力穩定,信號壓力也穩定,但調節閥的動(dòng)作仍不穩定。

原因:①定位器中放大器的球閥受臟物磨損關(guān)不嚴,耗氣量特別增大時(shí)會(huì )產(chǎn)生輸出震蕩;

②定位器中放大器的噴咀擋板不平行,擋板蓋不住噴咀;

③輸出管、線(xiàn)漏氣;④執行機構剛性太小。

(三)調節閥振動(dòng)的故障及原因

1.調節閥在任何開(kāi)度下都振動(dòng)。

原因:①支撐不穩;②附近有振動(dòng)源;③閥芯與襯套磨損嚴重。

2.調節閥在接近全閉位置時(shí)振動(dòng)

原因:①調節閥選大了,常在小開(kāi)度下使用;②單座閥介質(zhì)流向與關(guān)閉方向相反。

(四)調節閥的動(dòng)作遲鈍的故障及原因

1.閥桿僅在單方向動(dòng)作時(shí)遲鈍。

原因:①氣動(dòng)薄膜執行機構中膜片泄漏;②執行機構中“O”型密封泄漏。

2.閥桿在往復動(dòng)作時(shí)均有遲鈍現象。

原因:①閥體內有粘物堵塞;②填料有問(wèn)題,壓得太緊或需要更換。

(五)調節閥已關(guān)到位但泄漏量大的故障及原因

1.閥全關(guān)時(shí)泄漏量大。

原因:①閥芯被磨損,內漏嚴重,②閥未調好關(guān)不嚴。

2.閥達不到全閉位置。

原因:①介質(zhì)壓差太大,執行機構剛性小,閥關(guān)不嚴;②閥內有異物;③襯套燒結。

(六)流量可調范圍變小

主要原因是閥芯被腐蝕變小,從而使可調的小流量變大。

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