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差压变送器的正确校验
点击次数:547 发布时间:2015-10-16

  差压变送器在工业生产中被广泛应用于测量变送器两端压力之差, 输出 4 ~ 20mA 标准信号,与一般的压力变送器的不同之处在于其两个压力接口, 来自双侧导压管的压差直接作用于变送器传感器双侧的隔离膜片上, 通过膜片内的密封液传导至测量元件, 测量元件将测得的压差信号转换为与之对应的电信号传递给转换器, 经放大等处理为标准电信号后输出。差压变送器分为正压端和负压端, 一般情况下, 差压变送器正压端的压力应大于负压端压力才能进行正常的测量。为保证差压变送器正常运行以及压力、 压差和流量测量的准确性, 需对其定期检查和校准。在实现校验工作过程中, 技术人员经常会误以为只要用HART 手操器就可以改变智能变送器的量程, 并进行零点和量程的调整工作, 而不需要输入压力源;实际上, 这种方法只是设定了量程, 没有达到校准目的。正确的校验应该是在施加外力的情况下, 利用标准标定仪器进行零点校验与量程校验,根据现场实际工况来进行必要的量程迁移。
1、校准前期准备 ①
差压变送器常带的三阀组在应用中与导压管相连, 一般情况下要将导压管和差压变送器的接头拆开, 再接入压力源进行校准。但是这种方法劳动强度大, 而且在拆装接头时可能会将导压管扳断导致泄漏。由于所有差压变送器的正/负压室都有排气/排液阀或旋塞, 因而不用拆除导压管就可以对其进行校准。校准之前, 先把三阀组的正/负阀关闭, 打开平衡阀, 旋松排气/排液阀或旋塞放空, 然后用自制的接头来代替接正压室的排气/排液阀或旋塞;而负压室则保持旋松状态, 使其通大气。压力源经由胶皮管与自制接头相连,关闭平衡阀并检查气路密封情况, 然后把电流表(电压表)和手操器接入变送器的输出电路, 通电预热后开始校准。三阀组的调整状态如图 1 所示。

2、差压变送器的零点校验
2.1 零点校验过程
零点在线校验过程的操作步骤为:先打开平衡阀, 关闭两个截止阀, 即可对变送器进行零点校验。
以罗斯蒙特 3051 型差压变送器为例介绍差压变送器的调零。松开电子壳体上防爆牌的螺钉, 旋转防爆牌, 露出零点调节按钮, 需要注意的是此处有两个按钮, 一个为零点调节按钮(ZE-RO), 另一个为恢复默认设置按钮(SPAN)。给变送器加压, 压力到 4mA 时输出对应的压力值。按下零点调节按钮 2s, 检查输出是否为 4mA, 带有表头的变送器会显示 “ZERO PASS" 。
2.2 量程调整与零点迁移
2.2.1 量程调整
在实际使用中, 由于测量要求或测量条件的变化, 需要改变变送器的零点或量程, 为此可以对变送器进行零点迁移和量程调整。量程调整的目的是使变送器输出信号的上限与测量范围的上限对应。
特性, 量程调整相当于改变变送器输入/输出特性的斜率, 由特性 1 到特性 2 的调整为量程增大;反之为量程减小。

2.2.2 零点迁移
实验室零点量程校验完成后, 在实际测量中为满足现场工艺要求, 常需将测量的起点迁移到某一数值(正值或负值), 即零点迁移。在未加迁移时, 测量起始点为零;当测量的起始点由零变为某一正值时即为正迁移;反之, 则为负迁移。零点调整和零点迁移的目的都是使变送器输出信号的下限与测量信号的下限对应。在x min 为零时即为零点调整;当 x min 不为零时则为零点迁移。变送器零点迁移前、 后的输入/输出特性如图 3 所示, 零点迁移后变送器的输入 - 输出特性沿 x 坐标向右或向左平移一段距离, 其斜率并未改变, 即变送器的量程不变。若采用零点迁移, 再辅以量程压缩, 即可提高其测量度和灵敏度。
零点正、 负迁移指变送器零点的可调范围, 但与零点调整不同。零点调整是在变送器输入信号为零, 而输出不为零(下限)时的调整;零点的正、负迁移则是在变送器的输入不为零时, 输出调至零(下限)的调整。如果差压变送器的低压引入口有输入压力、 高压引入口没有, 则将输出调至零(下限)时的调整称为负迁移;如果差压变送器的高压引入口有输入压力、 低压引入口没有, 则把输出调至零(下限)的调整称为正迁移。由于迁移是在变送器有输入时的零点调整, 所以迁移量是以其迁移量输入信号, 或测量范围的百分比来表示的。
2.3 校完整理
零点量程调校工作结束后, 先将正、 负压室的气/液排空, 然后将排气/排液阀或/和旋塞旋回原位, 并缠上生料带, 保证不泄漏。
3 应用
中国石油兰州石化公司 550 万 t/a 常减压装置中, 入口分液罐的液位就是利用差压变送器来测量罐内液体液位的。施工过程中, 入口分液罐内没有介质, 但是安装好双法兰液位计后, 通电显示却有 35% 的液位。究其原因, 是由于双法兰液位计自带的毛细管两片法兰安装高度不同造成的, 因为毛细管中的硅油安装高度不一样, 所以对差压变送器产生的压力也不同, 因此就有了罐内无介质但仪表却有 35% 液位显示的情况, 这时就需要进行零点迁移。
现场双法兰差压变送器的量程为 0. 0 ~10. 0kPa, 量程差为 10. 0kPa, 表显示数值 3. 5kPa,有 35%的液位。笔者利用 F744 通信工具进入差压变送器, 将差压变送器零点对应的数值从 0 改为 3. 5kPa, 量程上限改为 13. 5kPa, 保证量程差仍为 10. 0kPa。此时, 就算差压变送器仍有 3. 5kPa的压力差, 但是已经将此数值迁到零点, 差压变送器的输出为零, 当然液位显示也成为 0%, 与实际工况一致, 零点迁移完成。
3.1 水联运
在装置水联运时, 差压变送器的显示又出现问题, 操作工在核对过现场就地玻璃板之后, 发现变送器显示液位与实际液位差别较大。经过现场检查核对后, 仪表本身没有问题, 经仔细分析, 确定是介质影响了显示, 因为水介质与装置原料的密度相差很大, 因此压力也不一样, 差压变送器的原理是依靠压力差来测量液位的, 所以与玻璃板显示的液位差压很大。此问题在原料进入后会自动解除。
3.2 保运
装置开工投入原料, 在开工正常保运时差压变送器的液位再次出现与现场玻璃板有一定误差的情况。经现场检查, 液位变送器现场安装和操作使用没有问题, 将一系列因素分析之后发现, 是由于新进入原料不纯, 里面含有其他杂质, 再加上水联运完的罐内水没有清理干净, 与新进原料混合, 导致密度与纯净原料不同, 因此产生的压力与纯净原料产生的压力同, 致使液位显示有误。装置正常循环 5 天后液位慢慢显示正常, 与现场玻璃板显示一致。至此, 所有问题得以解决。
笔者针对工作过程中, 仪表技术人员对差压变送器校验的认识误区, 从理论和实际工作两个方面详细介绍了其正确的校验方法, 以期为石化企业仪表技术人员提供参考。

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