差壓式孔板流量計在LNG裝置中的應用
在工業自動化生產中，差壓式變送器在壓力、壓差、流量方面的測量，得到了非常廣泛應用，在自動控制系統中發揮重要的作用。由于新疆廣匯150萬立方/天LNG裝置在連續性、安全性方面要求很高的特點，因此在自動化儀表設計、選型等各方面都將處于*地位，裝置中所選用的差壓變送器是蘇州華陸儀器儀表有限公司生產的3051型差壓變送器，和節流元件配合使用，組成變壓式流量計，用來測量流量。如果在正常生產時，不能及時迅速解決出現的問題，就會嚴重影響生產的順利進行，甚至危及生產安全，因此對LNG裝置現場儀表維護人員的技術水平提出了更高要求。
差壓式流量計由節流元件、差壓變送器、三閥組、引壓管、根部閥等組成。
二、差壓式流量計工作原理
通過引壓管，將節流元件的差壓引入差壓變送器。來自正、負引壓管的壓力直接作用于變送器傳感器雙側隔離膜片上，通過膜片內的密封液傳導至測量元件上，測量元件將測得的差壓信號轉換為與之對應的電信號傳遞給轉化器，經過放大等處理變為標準電信號輸出。
三、變壓變送器在LNG裝置中的流量測量應用方式
差壓變送器在LNG裝置中的流量測量應用方式是與節流元件相結合，利用節流元件的前后產生的差壓值測量液體流量，如圖1所示：
節流元件采用的是標準孔板，取壓方式選用的是法蘭取壓，差壓變送器的安裝位置高于測量介質，引壓管的敷設采用坡度敷設方式，主要是為了利于將管道內的冷凝液回流到工藝管道內，防止積液。
四、差壓式孔板流量計常見故障分析
差壓式孔板流量計在測量過程中，常常會出現一些故障，故障的及時判定分析和處理，對正在進行的生產來說是至關重要的。根據日常維護中的經驗，總結歸納了一些判定分析方法和分析流程。
（一）引壓管堵塞
1．負引壓管堵塞。當流量增加而負引壓管又堵塞時，流量計示值會升高。當流量降低而負引壓管又堵塞時，流量計示值下降。管道中流量不變（保持原流量），則其流量計示值不變。
2．正引壓管堵塞。當流量增加時，流體管道中的靜壓力亦相應增加，設其增加值為P0，同時，因流速增加而靜壓降低，設其值為P1。若P0=P1，則流量計示值不變；若P0>P1，則流量計示值增加；若P0<P1，則流量計示值降低。當流量降低時，流體管道中的靜壓力亦相應降低，設其降低值為P1，同時，因流速降低而靜壓升高，設其值為P0。若P0=P1，則流量計示值不變；若P0>P1，則流量計示值下降；若P0<P1，則流量值升高。管道中流量不變（保持原流量），則其流量計示值不變。
（二）引壓管泄漏
1．負引壓管泄漏。當流量F增加，而負引壓管泄漏時，則流量值會增加。當流量下降時，負引壓管靜壓增高為P0，負引壓管泄漏為P1。若P0=P1，則流量計示值不變；若P0>P1，則流量計示值升高；若P0<P1，則流量計示值下降。
2．正引壓管泄漏。當流量增加時，負引壓管靜壓下降為P0，正引壓管泄漏為P1。若P0=P1，則流量計示值不變；若P0>P1，則流量計示值升高；若P0<P1，則流量計示值下降。
（三）引壓管積液
當正引壓管積液時，測量的流量會比管道內流體的實際流量小。當負引壓管積液時，測量的流量會比管道內流體的實際流量大。
（四）平衡閥泄漏
當正引壓管泄漏時，測量的流量會比管道內流體的實際流量小。
（五）差壓變送器的正負壓室裝反
當差壓變送器的正負壓室裝反時，測量的流量會比管道內流體的實際流量小。此類故障在更換變壓變送器時會遇到。
（六）孔板裝反
當孔板裝反時，測量的流量會比管道內流體的實際流量小。此類故障在裝置生產初期較為常見，在正常生產時，可以不予以考慮。
（七）變送器硬件故障處理方法
硬件故障處理方法有：（1）調查法：回顧故障發生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修。（2）直觀法：觀察回路的外部損傷、引壓管的泄露，回路的過熱，供電開關狀態等。（3）檢測法。1）短路檢測：將懷疑有故障的部分與其它部分分開來，查看故障是否消失，如果消失，則確定故障所在，否則可進行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常Hart遠程通訊，可將電源從儀表本體上斷開，用現場另加電源的方法為變送器通電進行通訊，以查看是否電纜是否疊加約2kHz的電磁信號而干擾通訊；2）短路檢測：在保證安全的情況下，將相關部分回路直接短接，如：差變送器輸出值偏小，可將導壓管斷開，可將導壓管斷開，從一次取壓閥外直接將差壓信號直接引到差壓變送器雙側，觀察變送器輸出，以判斷引壓管路的堵、漏的連通性。（4）替換檢測：將懷疑有故障的部分更換，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發生故障，可臨時更換一塊，以確定原因。（5）分部檢測：將測量回路分割成幾個部分，如：供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測，按分部分檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。
（八）變送器參數設置錯誤
變送器參數設置錯誤也會導致流量測量不準確。比如工作模式設置錯誤、零點量程設置錯誤等。
五、差壓式流量計常見故障處理方法
（一）差壓式流量計在正常運行時，出現的故障多是差壓變送器的零點漂移、引壓管的堵塞或泄漏和引壓管積液
1．在現場判斷差壓變送器的工作正常與否時，通常只對差壓變送器的零點和變化趨勢進行檢查。（1）零點檢查：關閉三閥組的正、負壓截止閥，打開平衡閥，此時差壓變送器輸出電流為4mA。如果不是4mA，則說明零點有漂移現象，需要對差壓變送器的零點進行調整。（2）變化趨勢檢查：零點檢查后，各閥恢復原來的開表狀態，打開負壓室的排氣排污閥，此時差壓變送器的輸出為*大。若打開正壓室排氣排污閥，則輸出為*小。在打開排氣排污閥時，被測介質排出很少或沒有，則說明引壓管有堵塞現象，需設法疏通。
2．引壓管堵塞。（1）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測量介質粘稠、帶顆粒物等原因造成。（2）當引壓管堵塞時，可使用鋼絲或鐵絲將其堵塞位置暢通，如無法疏通，則使用0.3MPa蒸汽加以沖洗。使用蒸汽沖洗后仍沒有解決引壓管堵塞，則應動用焊具，更換引壓管的堵塞部分，使其恢復正常運行。
3．引壓管泄漏。引壓管的泄漏多為接頭處的泄漏。比如根部閥與管子的接頭處泄漏，三閥組與管子的接頭處泄漏。當引壓管接頭泄漏時，可以用肥皂水進行查找，找到泄漏處，將其堅固即可解決泄漏。當引壓管破裂時，只要將破裂處更換即可解決泄漏。
4．引壓管積液。（1）差壓式孔板流量計在生產運行時，常常會出現引壓管內部積存液體的現象。這種現象的出現，往往會致使測量不準，如果在變送器量程很小的情況下，甚至會造成變送器輸出的一些波動。由于LNG裝置中的介質多為氣體，引壓管的積液會嚴重影響流量的測量。（2）當引壓管積液時，如果是一般的測量用差壓式孔板流量計，可以將根部閥關閉，打開三閥組上的排放閥，再慢慢的打開根部閥，將積液排出引壓管及變送器，然后將三閥組上的排放閥關閉，即可解決因積液引起的測量誤差。（3）當引壓管積液時，如果差壓式流量計參與控制，則應將控制回路改為手動控制，然后再進行處理。（4）當引壓管積液時，如果差壓式流量計帶有聯鎖信號，則應先用HART手操器給差壓式流量計一個工藝允許的強制信號，然后再進行處理。
（5）引壓管積液如不及時排除，在冬季還易造成冰堵，從而使差壓流量計無法正常工作。（6）當引壓管有積液的可能時，我要嚴格按要求敷設引壓管，以利于積液流回管道；定時進行排液。并且加伴熱，防止冰堵。
（二）典型故障案例分析
1．案例1：（1）故障現象：新疆廣匯150萬立方/天LNG裝置中的一臺原料氣壓縮機出口流量計。選用的是差壓式流量計，其測量介質為天然氣，某次檢修結束后，在啟動壓縮機時，該流量計無法達到正常流量，導致壓縮機的轉速無法提高，不能給后序工段提供原料。（2）處理步驟：出現這種情況時，首*行了現場確認，確認根部閥、排放閥、三閥組及平衡閥的開關狀態是否正常。結果均正確無誤。然后又對引壓管進行了檢漏，結果也沒有發現有泄漏的地方。我們又懷疑是不是引壓管有堵塞。在我們進行引壓管堵塞檢查時，發現引壓管是正常的，沒有堵塞現象，而是平衡閥不能關嚴。（3）處理結果：*后，將差壓變送器的三閥組進行了更換。流量顯示正常。故障得到了解決。
2．案例2：（1）故障現象：新疆廣匯150萬立方/天LNG裝置中，有一臺測量精制水的差壓式孔板流量計，在一次校驗結束，將該表安裝投用時，發現在相同的工況，該表的測量結果明顯低于以往的測量結果。（2）處理步驟：首*行了現場確認，確認根部閥、三閥組及平衡閥的開關狀態是否正常。結果均正確無誤。其次又對引壓管進行了堵塞檢查。結果也沒有發現有堵塞現象，引壓管也是正常的。然后我們又對該表的零點及量程進行了檢查，并且進行了現場校驗，結果是這個表的零點、量程及線性度都很好，檢查其它的參數，也沒有錯誤的地方。在用壓力表分別測量正、負引壓管的壓力時，我們發現，將正引壓管連接到差壓變送器的負壓室，而負壓管連接到差壓變送器的正壓室。
（3）處理結果：將正引壓管連接到差壓變送器的正壓室，負引壓管連接到差壓變送器的負壓室后，差壓式流量計的流量顯示恢復了正常。
六、結語
新疆廣匯150萬立方/天LNG裝置從建設至今已有6年的時間，在這6年里，差壓式孔板流量計出現過各種故障，希望總結出來的這些經驗能給以后的工作帶來參考。
