智能差压变送器等液位计在硫磺回收装置液位测量中的故障分析及处理

　　为了保证炼油厂的核心环保装置——三联合硫磺回收装置的平稳运行， 笔者阐述了 UTD 型电动浮筒液位变送器、 平衡容器、 吹气式液位计、 智能差压变送器 4 种液位测量装置的结构与工作原理， 分析了其常见故障， 提出了处理方法， 有效提高了三联合硫磺回收装置的硫磺回收率， 为解决同类装置长周期运行问题提供了技术思路， 具有一定的借鉴意义。
　　　
在三联合硫磺回收装置中，用于测量液位的装置有UTD型电动浮筒液位变送器、平衡容器、吹气式液位计、智能差压变送器、UDE型射频导纳液位变送器等，其中使用多的液位测量装置是UTD型电动浮筒液位变送器。在具体应用过程中，各类装置经常出现故障，导致装置测量不准确，影响了整套装置的平稳运行[[1-3]。为了确保三联合硫磺回收装置安全平稳运行，笔者结合测量装置运行的实际情况，深入探讨其影响因素，分析其常见故障并提出处理方法，同时为解决同类装置长周期运行问题提供技术思路。
 
　　1  UTD型电动浮筒液位变送器故障分析及处理
　　1.1结构与工作原理
　　UTD型电动浮筒液位变送器结构见图1

　　 在图1中，电源电压为直流24 V，电流为4}20 mA。由图1可以看出，当风筒的内筒受到液位体向上的浮力F，后，通过杠杆的作用使应力传感器受到一个向下的力Fz为              
　　 F2=L1F1/L2=k0F1(1)   
　　应力传感器的转换电流I与力的关系为             
　　I=k1F2=k0k1F1=kF1(2)   
　　经分析可知，转换电流I与内筒的浮力F1，成线性关系。
　　1.2常见故障分析及处理方法   
　　1)变送器故障。该故障的现象是液位指示不准，忽大忽小，用小螺丝刀调校量程指针，发现量程指针不动。此时需要更换变送器并重新校验浮筒，才能投入生产。  
　　 2)传感器故障。该故障的现象是液位指示在某一位置不动。经过笔者多次拆卸研究，发现在好的传感器中，褐一绿、褐一红、褐一浅红、红一绿、黄一绿等两线间电阻均为2.9kΩ。只要通过万用表测量上述各线之间的电阻是否为2.9kΩ，便可以确定传感器好坏，从而减少拆装传感器的劳动，为生产赢得时间。  
　　 3)浮筒脱落故障。该故障的现象是液位指示始终位于大值。其原因是限制钉或吊杆螺母脱落。此时需紧固限制钉或吊杆螺母方可正常使用。  
　　 4)浮筒破裂与浮筒入水故障。该故障的现象是液位指示始终位于小值。此时需要更换配套浮筒，或者更换整台液位变送器。
 
　　2平衡容器故障分析及处理  
　　 三联合硫磺回收装置车间的汽包液位测量原来是用UTD型电动浮筒液位变送器，在实际使用中由于汽包内水温超过200 0C，压力达到4 MPa，因此汽包内产生大量的蒸汽，对内浮筒影响很大，容易出现假液位现象，造成多次错误操作。改进设计后采用平衡容器(见图2)，由于平衡容器内没有可动部件，因而克服了高压力蒸汽对其的影响，从而可以稳定地测出液位。平衡容器在投用前，要先将负引压管灌满水，并在表头或分布式控制系统( Distributed Control System ,  DCS)上实行负迁移后才能投用。此外，在平衡容器使用过程中，还要注意检查注水孔及各处连接口有没有泄漏。

 
　　3吹气式液位计故障分析及处理
　　3.，结构与工作原理  
　　 吹气式液位计结构见图3。压缩空气经过过滤器和减压阀，根据被测液位的情况，将气压降到某一数值P}，经过节流元件降到Pz，再经过转子流量计，后压缩空气由容器内的导气管下端敞口处逸出。当导管下端有微量气泡逸出时导管内的气压几乎与封液压力相等，当液位上升或下降时，封液压力随之升高或下降，致使从导管逸出的气量也要随之减少或增加。由于节流元件的稳流作用，供气量是恒定不变的，则导管内的压力势必随液封压力的升降而升降，因此变送器可以随时指示出液位的变化。气体流量的大小一般以在高液体时仍有气泡逸出为宜，流量过大，则流经导管的压降变大，这样会引入较大的测量误差;流量过小，又会造成测量滞后。
　　3.2常见故障分析及处理方法 
　　 一是导气管的正压下端、负压下端被硫磺堵塞，现象是吹气式液位计显示偏大或显示大值，需要用蒸汽吹扫，吹通后才能正常使用。二是导气管被腐蚀穿孔，液位计显示不准，需更换导气管。
 
　　4智能差压变送器故障分析及处理  
　　 在三联合硫磺回收装置车间中使用的智能差压变送器包括双法兰、单法兰、远传毛细管。
　　4.1　智能差压变送器的工作原理   
　　智能差压变送器结构见图4。差压作用在膜盒内，当差压产生变化时，推动正压室、负压室的膜头移动，使正压室膜头与中间固定电极之间的电容量发生变化，通过内部电路将电容转换成电流变化。智能差压变送器根据生产的需要，要行正迁移或压管灌水，并在表头或DCS上进行迁移后才能投用。

　　4.2常见故障分析及处理方法   
一是零点迁移。现象为显示不准，需要调整零点以排除故障。
二是接头泄漏。现象为显示不准，需要紧固接头或更换三阀组，并且调整零点。
三是毛细管穿孔造成传压介质(硅油)泄漏。现象为测量不准，需要更换变送器。
四是金属膜盒被测介质凝结。现象为测量不准，需要清洗金属膜盒才能测量准确。
 
　　5结束语  
　　 三联合硫磺回收装置是炼油厂环保装置的核心，因此保证其平稳运行很有必要。通过对装置运行故障的分析，并提出相应处理措施，有效提高了三联合硫磺回收装置的硫磺回收率，对同类装置的平稳、长周期运行具有一定的借鉴意义。


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