儀表出現(xiàn)問題,原因比較復(fù)雜,很難一下找到癥結(jié),這時要冷靜沉著,分段分析,首先分析原因出在哪一單元,大致可分為三段:現(xiàn)場檢測、中間變送、終端顯示;同時還要考慮季節(jié)原因,夏天防溫度過高,冬天防凍;參與調(diào)節(jié)的參數(shù)出現(xiàn)異常時,首先將調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換至手動狀態(tài),觀察分析是否調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原因,然后再一一檢查其他因素。
無論哪類儀表出現(xiàn)故障,我們首先要了解該儀表所處安裝位置的生產(chǎn)工藝狀況及條件,了解該儀表本身的結(jié)構(gòu)特點及性能;維修前要與工藝人員結(jié)合,分析判斷出儀表故障的真正原因;同時還要了解該儀表是否伴有調(diào)節(jié)和連鎖功能。綜合考慮、仔細分析,維修過程中要盡可能保持工藝穩(wěn)定。
一、現(xiàn)場測量儀表。一般分為溫度、壓力、流量、液位四大類
一) 溫度儀表系統(tǒng)常見故障分析
(1)溫度突然增大:此故障多為熱電阻(熱電偶)斷路、接線端子松動、(補償)導(dǎo)線斷、溫度失靈等原因引起,這時需要了解該溫度所處的位置及接線布局,用萬用表的電阻(毫伏)檔在不同的位置分別測量幾組數(shù)據(jù)就能很快找出原因。
(2)溫度突然減小:此故障多為熱電偶或熱電阻短路、導(dǎo)線短路及溫度失靈引起。要從接線口、導(dǎo)線拐彎處等容易出故障的薄弱點入手,一一排查?,F(xiàn)場溫度升高,而總控指示不變,多為測量元件處有沸點較低的液體(水)所致。
(3)溫度出現(xiàn)大幅度波動或快速震蕩:此時應(yīng)主要檢查工藝操作情況(參與調(diào)節(jié)的檢查調(diào)節(jié)系統(tǒng))。
二) 壓力儀表系統(tǒng)常見故障及分析
(1)壓力突然變小、變大或指示曲線無變化:此時應(yīng)檢查變送器引壓系統(tǒng),檢查根部閥是否堵塞、引壓管是否暢通、引壓管內(nèi)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)凍也是常見現(xiàn)象。變送器本身故障可能性很小。
(2)壓力波動大:這種情況首先要與工藝人員結(jié)合,一般是由操作不當造成的。參與調(diào)節(jié)的參數(shù)要主要檢查調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
三) 流量儀表系統(tǒng)常見故障及分析
(1)流量指示值最?。阂话阌梢韵略蛟斐桑簷z測元件損壞(零點太低。;顯示有問題;線路短路或斷路;正壓室堵或漏;系統(tǒng)壓力低;參與調(diào)節(jié)的參數(shù)還要檢查調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥及電磁閥。
(2)流量指示最大:主要原因是負壓室引壓系統(tǒng)堵或漏。變送器需要調(diào)校的可能不大。
(3)流量波動大:流量參數(shù)不參與調(diào)節(jié)的,一般為工藝原因;參與調(diào)節(jié)的,可檢查調(diào)節(jié)器的PID參數(shù);帶隔離罐的參數(shù),檢查引壓管內(nèi)是否有氣泡,正負壓引壓管內(nèi)液體是否一樣高。
四) 液位儀表系統(tǒng)常見故障及分析
(1)液位突然變大:主要檢查變送器負壓室引壓系統(tǒng)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;打開正負壓排污閥泄壓;打開雙室平衡容器灌液絲堵;打開正負壓室排污絲堵;此時液位指示最大。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,此時微開排污絲堵排氣;直至灌滿為止,此時打開正壓室絲堵,變送器指示應(yīng)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(tǒng)是否堵、漏、集氣、缺液、平衡閥是否關(guān)死等。檢查引壓系統(tǒng)是否暢通的具體方法是停變送器,開排污閥,檢查排污情況(不能外泄的介質(zhì)除外)。
(3)總控室指示與現(xiàn)場液位不相符:首先判斷是不是現(xiàn)場液位計故障,此時可以人為增大或降低液位,根據(jù)現(xiàn)場和總控指示情況具體分析問題原因(現(xiàn)場液位計根部閥關(guān)閉、堵塞、外漏易引起現(xiàn)場指示不準)??梢酝ㄟ^檢查零點、量程、灌液來恢復(fù)液位正常。如果仍不正常,可通知工藝人員現(xiàn)場監(jiān)護拆回變送器打壓調(diào)校。
(4)液位波動頻繁:首先和工藝人員結(jié)合檢查進料、出料情況,確定工藝狀況正常后,可通過調(diào)整PID參數(shù)來穩(wěn)定。具體方法是:調(diào)節(jié)閥投手動狀態(tài),先調(diào)整設(shè)定值與測量值一致,使液位波動平穩(wěn)下來,再慢慢調(diào)整調(diào)節(jié)閥開度,使液位緩慢上升或下降,達到工藝要求,再調(diào)整設(shè)定值與測量值一致,待參數(shù)穩(wěn)定后調(diào)節(jié)閥投自動。
總之,一旦發(fā)現(xiàn)儀表參數(shù)有些異常,首先與工藝人員結(jié)合,從工藝操作系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表系統(tǒng)兩方面入手,綜合考慮,認真分析,特別要考慮被測參數(shù)和控制閥之間的關(guān)聯(lián),將故障分步分段判定,也就很容易找出問題所在,對癥下藥解決問題。
二、現(xiàn)場控制儀表主要是閥類
閥類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)壓力超過規(guī)定數(shù)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(diào)節(jié)閥:調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力、流量等參數(shù)。
現(xiàn)在主要介紹一下自立式調(diào)節(jié)閥和氣動調(diào)節(jié)閥。
一)、自力式壓力調(diào)節(jié)閥
1、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理(閥后壓力控制)
工作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后,變?yōu)殚y后壓力P2。P2經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的下膜室內(nèi)作用在頂盤上,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,P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時,頂盤的作用力大于彈簧的反作用力,使閥芯關(guān)向閥座的位置,直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時,閥芯與閥座的流通面積減少,流阻變大,從而使P2降為設(shè)定值。同理,當閥后壓力P2降低時,作用方向與上述相反,這就是自力式(閥后)壓力調(diào)節(jié)閥的工作原理。
2、自力式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理(閥前壓力控制)
工作介質(zhì)的閥前壓力P1經(jīng)過閥芯、閥座后的節(jié)流后,變?yōu)殚y后壓力P2。同時P1經(jīng)過控制管線輸入到執(zhí)行器的上膜室內(nèi)作用在頂盤上,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,P1作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時,頂盤的作用力大于彈簧的反作用力,使閥芯向離開閥座的方向移動,直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時,閥芯與閥座的流通面積減大,流阻變小,從而使P1降為設(shè)定值。同理,當閥前壓力P1降低時,作用方向與上述相反,這就是自力式(閥前)壓力調(diào)節(jié)閥的工作原理。
3、自力式流量調(diào)節(jié)閥工作原理
被控介質(zhì)輸入閥后,閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后的壓力Ps輸入上膜室,P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。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,即△Ps增加,結(jié)果P1、Ps分別作用在下、上膜室,使閥芯向閥座方向移動,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)、氣動調(diào)節(jié)閥
氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮空氣為動力源,以氣缸為執(zhí)行器,并借助于電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、限位閥等附件去驅(qū)動閥門,實現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié),接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的:流量、壓力、溫度及液位等各種工藝參數(shù)。
1、氣動調(diào)節(jié)閥的分類。
氣動調(diào)節(jié)閥動作分氣開型和氣關(guān)型兩種。氣開型(Air to Open) 是當膜頭上空氣壓力增加時,閥門向增加開度方向動作,當達到輸入氣壓上限時,閥門處于全開狀態(tài)。反過來,當空氣壓力減小時,閥門向關(guān)閉方向動作,在沒有輸入空氣時,閥門全閉。故有時氣開型閥門又稱故障關(guān)閉型(Fail to Close FC)。氣關(guān)型(Air to Close)動作方向正好與氣開型相反。當空氣壓力增加時,閥門向關(guān)閉方向動作;空氣壓力減小或沒有時,閥門向開啟方向或全開為止。故有時又稱為故障開啟型(Fail to Open FO)。氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān),通常是通過執(zhí)行機構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。
2、常見的幾個專業(yè)術(shù)語
調(diào)節(jié)閥有執(zhí)行機構(gòu)和閥體部件兩部分組成。調(diào)節(jié)閥一般采用氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu),其作用方式有正,反兩種。信號壓力增大時,推干下移的為正作用執(zhí)行機構(gòu),信號壓力增大時,推干上移的為反作用執(zhí)行機構(gòu)。閥體部件分為正,反裝兩種。閥桿下移時,閥芯與閥座流通面積減少的為正裝式,反之為反裝式。調(diào)節(jié)閥的作用方式分為氣開和氣關(guān)兩種,氣開、氣關(guān)是由執(zhí)行機構(gòu)的正、反作用和閥體部件的正反裝組合而成。
而調(diào)節(jié)閥的氣開還是氣關(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)還是氣開后,再確定執(zhí)行機構(gòu)的作用,最后再確定閥體的正反裝組合方式正如上所述。
正作用執(zhí)行機構(gòu)是指當膜片上氣體壓力的增加時,執(zhí)行機構(gòu)推桿朝向閥體運動;反作用執(zhí)行機構(gòu)是指當膜片上氣體壓力增加時,執(zhí)行機構(gòu)推桿遠離閥體運動;和氣開(air to open),氣閉(air to close)型閥門完全是不同的兩個概念。正作用執(zhí)行機構(gòu)和正裝(反裝)的閥門得到氣關(guān)(氣開);反之,反作用執(zhí)行機構(gòu)和反裝(正裝)的閥門可以得到氣關(guān)(氣開)。
定位器的正反作用與你所選購的調(diào)節(jié)閥的氣開和氣關(guān)是對應(yīng)的。也就是說為了實現(xiàn)整個閥自身的負反饋而設(shè)置的。調(diào)節(jié)器的正反作用是用來對整個控制回路的負反饋而設(shè)置的,當調(diào)節(jié)器投自動的時候,才能具體體現(xiàn)出調(diào)節(jié)器正反作用的作用。
編輯:周成
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