工業(yè)氧氣流量計(jì)常見故障分析及處理方法

差壓式流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍非常廣泛，種類也非常多，常見的儀表類型有孔板流量計(jì)、V錐流量計(jì)、楔型流量計(jì)等，顧名思義，此類儀表是利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測量的，其工作原理是差壓式（也稱節(jié)流式）是基于流體流動的節(jié)流原理，差壓式流量計(jì)測量方式是目前生產(chǎn)中測量流量*成熟、*常用的方法之一。通常是由能將被測流體的流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置(諸如孔板、噴嘴、文丘利管等)和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓流量計(jì)所組成。差壓式流量計(jì)一般都要配套三閥組、截止閥和流量積算儀。
本文針對于聯(lián)合循環(huán)機(jī)組中差壓孔板流量計(jì)在使用中的情況作為分析案例，主蒸汽流量作為聯(lián)合循環(huán)機(jī)組重要的控制參數(shù)，其決定著滑壓曲線的變化趨勢，影響著主蒸汽閥門的開度。如果發(fā)生異常現(xiàn)象，一定要采取安全可靠的處理方法，在處理過程中方式方法尤為重要。本文主要從以下三方面做了介紹：*先介紹了差壓式流量計(jì)的常見故障，其次重點(diǎn)解釋了處理故障前應(yīng)采取的措施，*后說明了差壓式流量計(jì)故障的處理方法
主蒸汽流量一般采用差壓式流量計(jì)，由一個流量孔板產(chǎn)生三組取樣，分別接出三臺差壓式流量變送器。
一、工業(yè)氧氣流量計(jì)的組成及工作原理
工業(yè)氧氣流量計(jì)一般由流量孔板、一次閥門、引壓管路、二次閥門、排污閥門、平衡門和差壓變送器組成。其工作原理為，通過引壓管路將流量孔板差壓引入到差壓變送器。來自正、負(fù)引壓管路的壓力直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的電信號傳遞給轉(zhuǎn)化器，經(jīng)過放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號輸出。
二、工業(yè)氧氣流量計(jì)的常見故障
常見的故障分為引壓管路和閥門部分故障、差壓變送器故障兩大類。
2.1 引壓管路和閥門部分故障
引壓管路和閥門部分故障主要包括有引壓管路堵塞、引壓管路結(jié)冰和閥門連接處泄露等。
常見的引壓管堵塞分為負(fù)引壓管堵塞和正引壓管堵塞。當(dāng)負(fù)引壓管堵塞，流量增加而負(fù)引壓管又堵塞時，流量計(jì)示值會升高，但增加量變小。當(dāng)流量降低而負(fù)引壓管又堵塞時，流量計(jì)示值下降。管道中流量不變（保持原流量），則其流量計(jì)示值不變。當(dāng)正引壓管堵塞。當(dāng)流量增加時，流體管道中的靜壓力亦相應(yīng)增加，設(shè)其增加值為P0，同時，因流速增加而靜壓降低，設(shè)其值為P1。若P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若P0>P1，則流量計(jì)示值增加；若P0P1，則流量計(jì)示值下降；若P0　　引壓管路結(jié)冰和引壓管路堵塞現(xiàn)象較為接近，但其處理方式不同。
閥門連接處泄漏亦可以分為兩類負(fù)壓側(cè)泄漏和正壓側(cè)泄漏。負(fù)壓側(cè)閥門連接處泄漏，當(dāng)流量F增加，而負(fù)引壓管泄漏時，則流量值會增加。當(dāng)流量下降時，負(fù)引壓管靜壓增高為P0，負(fù)引壓管泄漏為P1。若P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若P0>P1，則流量計(jì)示值升高；若P0P1，則流量計(jì)示值升高；若P0　　
2.2 差壓變送器故障
差壓變送器故障主要包括零點(diǎn)漂移，膜片變型或損壞和電子元件故障等。
差壓變送器的故障主要表現(xiàn)為，在流量穩(wěn)定的情況下產(chǎn)生測量的波動，或發(fā)生階躍性的測量值跳變。
三、 主工業(yè)氧氣流量計(jì)的重要性及常見故障處理前應(yīng)采取的措施
主蒸汽流量的重要性主要體現(xiàn)在滑壓曲線上，滑壓曲線事關(guān)旁路控制和主蒸汽調(diào)閥開度。因此主蒸汽流量的故障處理尤其重要，在就地處理故障前應(yīng)采取必要的熱控措施，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3.1 主蒸汽流量的重要性
旁路控制系統(tǒng)的任務(wù)是保證燃機(jī)點(diǎn)火后系統(tǒng)建壓，汽輪機(jī)啟動前維持沖轉(zhuǎn)壓力，汽機(jī)沖車后旁路及時關(guān)閉，事故工況迅速開啟避免鍋爐超壓。聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐設(shè)計(jì)為100%旁路，可以保證在汽機(jī)全切的情況下保證余熱鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽可以通過旁路系統(tǒng)循環(huán)通流。
高壓旁路蒸汽調(diào)節(jié)閥壓力控制為單回路控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)方案如下：汽輪機(jī)啟動前，高壓旁路蒸汽調(diào)節(jié)閥的設(shè)定值跟隨實(shí)際壓力，進(jìn)行自動升降，從而維持在汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)壓力，沖車完成后設(shè)定值轉(zhuǎn)為由協(xié)調(diào)控制根據(jù)高壓主蒸汽流量經(jīng)過函數(shù)折算出主蒸汽壓力的設(shè)定值，并在此設(shè)定值上加上0.7MPa偏差，保證汽輪機(jī)壓力控制回路起作用，從而高旁調(diào)閥保證處于自動且全關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高壓主蒸汽全部進(jìn)入汽輪機(jī)做功。
如果發(fā)生流量測量比實(shí)際偏大的情況，對高壓旁路的控制影響主要為高壓主蒸汽壓力設(shè)定值偏高，影響高壓旁路的保護(hù)正常動作。對主汽調(diào)閥的影響為高壓主蒸汽壓力設(shè)定值偏高，主汽調(diào)門會關(guān)小，影響汽輪機(jī)的正常發(fā)電量，甚至可能導(dǎo)致主機(jī)保護(hù)動作發(fā)生非停。
如果發(fā)生流量測量比實(shí)際偏小的情況，對高壓旁路的控制影響主要為高壓主蒸汽壓力設(shè)定值偏小，高壓旁路會開閥泄壓，如果偏差較大會危機(jī)汽機(jī)運(yùn)行安全。對主汽調(diào)閥的影響為高壓主蒸汽壓力設(shè)定值偏高，主汽調(diào)門會開大，影響余熱鍋爐的汽包水位控制，甚至可能導(dǎo)致主機(jī)保護(hù)動作發(fā)生非停。
3.2 常見故障處理前應(yīng)采取的措施
如果發(fā)生工業(yè)氧氣流量計(jì)的故障，情況可分為一臺故障、兩臺故障和三臺故障三種情況，根據(jù)故障的情況不同處理采取的熱控措施亦不同，下面將以引壓管路保溫措施不到位，導(dǎo)致其結(jié)冰為例，分別針對以上三種情況分別予以論述。
3.2.1 一臺故障的處理措施
當(dāng)一臺差壓式流量變送器結(jié)冰時，具體情況可能分為兩種，一種為正壓側(cè)先結(jié)冰，負(fù)壓側(cè)后結(jié)冰，一種為負(fù)壓側(cè)先結(jié)冰，正壓側(cè)后結(jié)冰。當(dāng)發(fā)生*一種情況時流量顯示會快速上升，當(dāng)負(fù)壓側(cè)再結(jié)冰時，流量顯示會下降，當(dāng)正壓側(cè)和負(fù)壓側(cè)全部結(jié)冰時流量顯示為零。當(dāng)發(fā)生*二種情況時流量顯示會快速下降，當(dāng)正壓側(cè)再結(jié)冰時，流量顯示會下降，當(dāng)負(fù)壓側(cè)和正壓側(cè)全部結(jié)冰時流量顯示為零。
當(dāng)發(fā)生上述情況時，熱控應(yīng)及時采取邏輯強(qiáng)置措施。強(qiáng)置的具體措施為強(qiáng)置流量顯示和差壓測量的壞質(zhì)量判斷。具體流量強(qiáng)置數(shù)值應(yīng)咨詢運(yùn)行人員，并根據(jù)就地處理進(jìn)度確定強(qiáng)置的數(shù)值，如果采取強(qiáng)置大值的方法應(yīng)在此基礎(chǔ)上增加一定的偏置，如果采取強(qiáng)置小值的方法應(yīng)在此基礎(chǔ)上減少一定的偏置，以此保證在邏輯三取中時不會選中結(jié)冰的差壓式流量變送器，保證正常測量的數(shù)值參與調(diào)節(jié)和保護(hù)。詳見圖1。

3.2.2 兩臺故障的處理措施
當(dāng)出現(xiàn)*二臺差壓式流量變送器結(jié)冰時，應(yīng)根據(jù)*一臺結(jié)冰時強(qiáng)置的情況采取相應(yīng)的措施。如果*一臺采取強(qiáng)置大值的方法，*二臺應(yīng)采取強(qiáng)置小值的方法；如果*一臺采取強(qiáng)置小值的方法，*二臺應(yīng)采取強(qiáng)置大值的方法。以此保證在邏輯三取中時不會選中結(jié)冰的兩臺差壓式流量變送器，保證正常測量的數(shù)值參與調(diào)節(jié)和保護(hù)。具體操作如圖1。
3.2.3 三臺故障的處理措施
當(dāng)出現(xiàn)*三臺差壓式流量變送器結(jié)冰時，*先應(yīng)立即強(qiáng)置當(dāng)前值保證機(jī)組的正常運(yùn)行。然后再根據(jù)實(shí)際情況，采取后續(xù)措施。
新建燃機(jī)負(fù)荷-鍋爐蒸汽流量曲線。根據(jù)近期歷史趨勢，總結(jié)出燃機(jī)負(fù)荷-鍋爐蒸汽流量曲線，通過POLY函數(shù)實(shí)現(xiàn)燃機(jī)負(fù)荷和主蒸汽流量的對應(yīng)替代，此曲線可以應(yīng)對網(wǎng)調(diào)的負(fù)荷調(diào)節(jié)。選取近期歷史趨勢的原因?yàn)橛绊懼髡羝髁康钠渌蛩兀ɡ绛h(huán)境溫度、濕度和燃機(jī)排汽溫度等）的變換較小，主蒸汽流量變化的主要影響因素為燃機(jī)負(fù)荷，以此來保證燃機(jī)負(fù)荷-鍋爐蒸汽流量曲線的可靠性。
但是由于近期趨勢可能收集不到部分負(fù)荷段的相關(guān)數(shù)據(jù)，在超出現(xiàn)有數(shù)據(jù)負(fù)荷的部分應(yīng)采取必要的補(bǔ)救措施，可以參考相同負(fù)荷運(yùn)行的另一臺余熱鍋爐的主蒸汽流量，以此來彌補(bǔ)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的不足。為了保證數(shù)據(jù)切換的可靠性，切換條件要嚴(yán)謹(jǐn)，現(xiàn)有函數(shù)的負(fù)荷下線上增加25MW與另外一臺的燃機(jī)負(fù)荷大于100MW。如此設(shè)置的好處是當(dāng)另一臺運(yùn)行機(jī)組突然故障或跳機(jī)時保證數(shù)據(jù)能及時切換到函數(shù)輸出，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。具體操作見圖2。

圖中的模擬量切換塊RAXFR因設(shè)置合理的切換速率，避免切換過程中的信號大幅波動對機(jī)組正常運(yùn)行造成的干擾。
新增三取中和函數(shù)輸出的切換。原有的三取中出口增加相應(yīng)的模擬量切換塊RAXFR，以實(shí)現(xiàn)原有三取中和燃機(jī)負(fù)荷-鍋爐蒸汽流量曲線的切換，并設(shè)置合理的切換速率，防止因切換速率產(chǎn)生的擾動。
四、 主工業(yè)氧氣流量計(jì)的常見故障處理方法
當(dāng)處理措施完成后，應(yīng)針對不同的故障類型進(jìn)行進(jìn)一步分析處理好就地設(shè)備故障，這樣方能處理好相關(guān)的故障。
4.1 引壓管堵塞
一般情況下，引壓管的堵原因主要是由于差壓變送器引壓管不定期排污或顆粒物侵入等原因造成。當(dāng)引壓管堵塞時，關(guān)閉一次閥門，使用鋼絲或鐵絲將其堵塞位置暢通。如無法疏通，則打開一次閥門借助蒸汽壓力加以沖洗。使用蒸汽沖洗后仍沒有解決引壓管堵塞，則應(yīng)動用相關(guān)切割和焊接工具，更換引壓管的堵塞部分，使其恢復(fù)正常運(yùn)行。
4.2 引壓管路結(jié)冰
引壓管路結(jié)冰僅發(fā)生在*寒天氣或保溫措施不到位的情況下，其處理措施為及時投入相關(guān)的保溫電源，使伴熱電纜處于加熱狀態(tài)。檢查相應(yīng)的保溫層厚度是否滿足了相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，或者為局部保溫層受到破壞，如發(fā)生因次而引起的溫度偏低，應(yīng)及時加裝相應(yīng)厚度的保溫中層。
引壓管路結(jié)冰的預(yù)防措施為進(jìn)入冬季時，及時檢查相關(guān)設(shè)備的保溫措施是否已到位，長期運(yùn)行中有無損壞，如有損壞及時修復(fù)。
4.3 閥門連接處泄漏
閥門連接處泄漏多為一次閥門與管子的接頭處泄漏。當(dāng)閥門連接處泄漏時，在現(xiàn)場可以看到焊接處的滲水或者蒸汽泄漏現(xiàn)象，如果為一次閥門前泄漏，需要請專業(yè)堵漏公司予以處理，如果為一次閥門后泄漏，可以關(guān)閉一次閥門重新焊接堵漏。如果遇到特殊情況發(fā)生一次閥門后引壓管泄漏時，只要將泄漏處予以更換即可。
4.4 差壓變送器故障
差壓變送器在正常運(yùn)行時，出現(xiàn)的故障多是零點(diǎn)漂移、膜片變型或損壞和電子元件故障等。在現(xiàn)場能直接判斷的故障零點(diǎn)漂移和電子元件故障，膜片變型或損壞只能通過試驗(yàn)室的儀器通過校驗(yàn)后方可判斷。零點(diǎn)漂移的判斷方法為打開平衡閥，關(guān)閉正、負(fù)壓側(cè)二次閥門，此時差壓變送器輸出電流為4mA，畫面顯示為0。如果不是4mA，則說明零點(diǎn)有漂移現(xiàn)象，需要對差壓變送器的零點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。電子元件故障主要通過顯示和測量加以判斷。
五、本文結(jié)語
當(dāng)出現(xiàn)一臺故障的相應(yīng)措施的實(shí)施，減少了因?yàn)榱髁坑?jì)的原因?qū)C(jī)組控制造成的擾動；當(dāng)三臺同時故障的方案實(shí)施避免了非計(jì)劃停機(jī)，為就地設(shè)備處理贏得了充足的時間。

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