用于測量液體、氣體或蒸汽的壓力,并將其轉(zhuǎn)換為4~20mA DC的電流信號輸出.壓力變送器也可與HART275手操器互通訊,通過它們進行設(shè)定和監(jiān)控等
壓力變送器的技術(shù)參數(shù) 3051AP壓力變送器
輸出:2線制,4~20mA DC輸出,數(shù)字通訊,可編程設(shè)定線性或平方根輸出方式,HART協(xié)議加載在4~20mA DC信號上。
電源電壓:工作狀態(tài):10.5~42V DC 本 安 型:10.5~30V DC
數(shù)字通訊:16.4~42V DC 本 安 型:16.4~30V DC
負載:(輸出信號代碼為D和E時):工作狀態(tài):0~1335Ω 數(shù)字通訊:250~600Ω
HART通訊距離:用多芯雙絞線時可通訊距離***大達2Km。通訊距離因電纜類型而異。公式如下:L=65000000/(R×C)-(C1+10000)/C
L=長度(m和ft)
R=阻抗(Ω ,包括電源阻抗)
C=電纜電容(pF/m或pF/ft)
C1=***大并聯(lián)電容(pF/m或pF/ft)
阻尼時間常數(shù):放大器部件和膜盒的阻尼時間常數(shù)之和。 放大器部件阻尼時間常數(shù)在0.2~64秒范圍內(nèi)可調(diào)。
環(huán)境溫度:-40~85℃(-40~185?F) -30~80℃(-22~176?F)【帶LCD表頭】
接液溫度:-40~120℃(-40~248?F)
3051AP壓力變送器性能
調(diào)量程的參考精度:(包括從零點開始的線性、滯后性和重復性): ±0.075%穩(wěn)定性:±0.1%量程上限/12個月
壓力變送器的選型:
代號 | 范圍 | |||
4 | 0-4~40KPa | |||
5 | 0-40~200KPa | |||
6 | 0-1.6~700KPa | |||
7 | 0-0.4~2.0MPa | |||
8 | 0-1.6~7.0MPa | |||
代號 | 輸出形式 | |||
E | 4~20mA.DC 模擬放大器,線性輸出 | |||
S | 4~20mA.DC 智能放大器,并采用HART協(xié)議通訊 | |||
代號 | 法蘭材質(zhì) | 排氣/排液閥材質(zhì) | 隔離膜片材質(zhì) | 灌充液體 |
22 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 硅油 |
23 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 哈氏合金C | 硅油 |
24 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 蒙乃爾 | 硅油 |
25 | 316不銹鋼 | 316不銹鋼 | 鉭 | 硅油 |
33 | 哈氏合金C | 哈氏合金C | 哈氏合金C | 硅油 |
35 | 蒙乃爾 | 哈氏合金C | 鉭 | 硅油 |
44 | 蒙乃爾 | 蒙乃爾 | 蒙乃爾 | 硅油 |
代號 | 附 加 功 能 | |||
M1 | 0~線性指示表 | |||
M2 | LED數(shù)字顯示 | |||
M3 | LCD數(shù)字顯示 | |||
B1 | 管裝彎支架 | |||
B2 | 板裝彎支架 | |||
B3 | 管裝平支架 | |||
C0 | 1/2-14NPT錐管內(nèi)螺紋接頭 | |||
C1 | 1/2-14NPT引壓接頭后部焊接引壓管φ14 | |||
C2 | 20×1.5丁字形螺紋接頭 | |||
d | 隔爆型,防爆標志ExdⅡBT4 | |||
I | 本安型,防爆標志ExiaⅡCT6 |
簡介
使用對象:液體.氣體和蒸汽。該產(chǎn)品具有設(shè)計原理*、品種規(guī)格齊全、安 裝使用簡便等特點。由于該機型外觀上*融合了目前國內(nèi)***為流行,并被廣泛使用的兩種變送器(羅 斯蒙特3051與橫河EJA)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點,給使用者有耳目一新的感覺。同時與傳統(tǒng)的1151,CECC等系列產(chǎn)品在安裝上可直接替換.有很強的通用性和替代能力。為適合國內(nèi)自動化水平的不斷提高和發(fā)展,該系列產(chǎn)品除設(shè)計小巧精致外。更推出具有HART現(xiàn)場總線協(xié)議的智能化變送。
特點
◆準確度高:
◆穩(wěn)定性好;
◆二線制(特殊可四線制) ;
◆固體元件,接插式印刷線路板:
◆小型.重***輕、堅固抗振:
◆量程,零點外部連續(xù)可調(diào):
◆正遷移可達500%:負遷移可達600%:
◆阻尼可調(diào):
◆單向過載保護特性好:
◆無機械可動部件.維修工作里少:
◆全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu).零部件互換性強:
◆接觸介質(zhì)的膜片材料可選擇;
(316L,TAN,HAS-C,MONEL等耐腐蝕材料)
◆防爆結(jié)構(gòu).全天候使用:
◆智能了現(xiàn)場總線協(xié)議。
技術(shù)數(shù)據(jù)
◆準確度:±0.25%,±0.5%±,0.1% (智能型)
◆死 區(qū):無(≤0.1%)
◆穩(wěn)定性:六個月內(nèi)不超過***大置程的基本誤差值
◆振動影響:在任意軸向上,振動頻率為200Hz時.誤差為測呈范圍上限的±0.05% /g
◆電源影響:小于輸出量程的0.005%
◆負載影響:電源如果穩(wěn)定#則負載沒有影響
其它
◆隔離膜片:316不銹鋼,哈氏合金C-279蒙乃爾合金或鉭
◆排氣排液閥:31 6不銹鋼,哈氏合金C.蒙乃爾合金
◆法蘭和接頭:316不銹鋼,哈氏合金C,或蒙乃爾合金
◆接觸介質(zhì)“O”形環(huán):橡膠.氟橡膠
◆灌充液:硅油或惰性油
◆螺 栓:316L不銹鋼
◆電子殼體材料:低銅鋁合金
◆引壓連接件:法蘭、NPT 1/4.中心距54mm:接頭NPT1/2或M20 X 1.5陽螺紋球錐面密封.帶接 頭時中心距50.8、54、57.2mm(NPT錐管螺紋符合GB/T12716-91 )
◆信號線連接孔:G 1/2
◆重量:2.4(3851 標準型),3.5Kg(1851標準型)
一、測量管路泄漏引起的測量異常
2011年,我公司小機排汽真空DCS顯示值突然下降,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)就地真空表真空也在降低。因為變送器與壓力表采用同一個取樣點,有共用測量管路及閥門,在小機及凝汽器系統(tǒng)運行穩(wěn)定的情況下,首先懷疑真空測量管路出現(xiàn)泄漏。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)振動引起測量管路焊點破裂。
壓力變送器測量的是生產(chǎn)過程的壓力,一般測量范圍都很小,在安裝施工過程中往往不會像高壓測點一樣引起重視。焊接點、閥門接頭、變送器連接頭等處均易出現(xiàn)泄漏,真空系統(tǒng)泄漏在現(xiàn)場巡檢過程中無法及時發(fā)現(xiàn),只有運行人員發(fā)現(xiàn)真空顯示異常時,才能到現(xiàn)場查找原因。
為此,在絕壓變送器的安裝過程中須準確定位變送器的安裝位置,焊接導壓管時要注意與變送器螺紋接口正好處于同一軸線,焊接應牢固,并且根據(jù)密封要求,在導壓管與變送器連接處纏上生料帶密封。
二、測量管路冷凝水造成真空顯示異常
2013年11月,2#機組B修后運行中發(fā)現(xiàn),在兩小時內(nèi),冷凝器真空1#顯示壓力逐漸升高,即真空降低。而與它的取樣點接近的高壓凝汽器真空并未發(fā)生變化。DCS顯示趨勢如圖1所示。
由圖1看出,當機組負荷下降時,凝汽器真空降低并***終穩(wěn)定在與負荷相應的值,較為理想的曲線應是3、4所表示的低壓凝汽器真空變化,曲線1說明真空變化慢時,壓力變送器反應較遲緩,曲線2的變化則是階躍增加,且在較長時間里,測量值顯示直線,無任何波動,引起此現(xiàn)象的原因:一是管路堵塞,表計無法測出被測介質(zhì)的微量變化;二是表計故障;三是DCS系統(tǒng)采集回路故障。檢查后確認DCS接線正常,卡件正常。連續(xù)觀察后發(fā)現(xiàn),在機組負荷并未發(fā)生明顯變化時,低壓凝汽器真空與冷凝汽真空2#安裝位置接近,顯示值接近,而冷凝器真空1#與高壓凝汽器真空顯示值卻出現(xiàn)較大偏差。經(jīng)校準確認壓力變送器正常,管路亦未發(fā)現(xiàn)明顯泄漏點。
回憶此次在B修中進行的汽機真空低保護壓力開關(guān)移位技改項目,該項目將原設(shè)計的一根取樣母管引出5個取樣分管,分別配兩臺壓力變送器和3塊真空開關(guān),改造為分開獨立取樣,以滿足真空保護冗余設(shè)計,也防止因取樣母管故障造成全部監(jiān)視故障,保護誤動。懷疑在施工中未嚴格遵守安裝要求,致使儀表管有堵塞的情況,但鑒于在開機初期并無管路異常,并且安裝后進行吹掃試驗時也正常,我們決定重新順著測量管檢查。***終發(fā)現(xiàn)有一段取樣管的敷設(shè)不滿足工藝要求。
圖1 DCS顯示趨勢圖
壓力變送器多用于測量工藝介質(zhì)氣相壓力,因此變送器高于導壓管,而且多用安裝支架固定在遠離工藝管道或設(shè)備,并且便于操作的平臺上。管路敷設(shè)線路難免會有水平敷設(shè)段,這時應使導壓管向設(shè)備側(cè)傾斜,易于冷凝水排出導壓管。壓力變送器的正確安裝方式如圖2所示。
圖2 壓力變送器的正確安裝方式
仔細檢查發(fā)現(xiàn)導壓管A段本應有一定的傾斜度,但在技改安裝時將該段傾斜角裝反,即儀表側(cè)向下傾斜,造成冷凝水積聚且無法排出管路。隨后,退出汽機真空低保護,對取樣管進行吹掃,吹掃后,冷凝器真空1#與高壓凝汽器真空顯示接近,測量值達理想值。
鑒于這一情況,我們檢查了所有真空測量管路,查看在水平敷設(shè)段管路是否向取樣側(cè)傾斜,以便下次檢修時重新敷設(shè)管線,防止測量管路中出現(xiàn)冷凝水造成測量誤差。
三、變送器量程與DCS設(shè)置量程不統(tǒng)一引起的測量誤差
在現(xiàn)場由壓力變送器輸出的標準電流信號送至DCS,DCS通過設(shè)置與變送器測量量程一致的模擬量程,反映現(xiàn)場實際測量值。其對應關(guān)系如圖3所示。
圖3 變送器量程與DCS設(shè)置量程之關(guān)系
在實際工作中,將變送器量程與DCS等上位機量程調(diào)至不一致的情況時有發(fā)生,當現(xiàn)場壓力在量程的10%位置時,電流值為5.6mA,現(xiàn)場壓力變送器顯示為10kPa,真空度(負壓)為-11kPa,以百分比作控制條件的設(shè)置值為90%(*抽真空時為),若將DCS量程式錯設(shè)為(0~160)kPa,則DCS顯示值將變?yōu)?6kPa,與現(xiàn)場實測壓力出現(xiàn)較大偏差。
四、壓力變送器零位漂移
2014年3月,我公司2#機組高壓凝汽器真空變送器顯示值緩慢增加后與冷凝汽真空1#出現(xiàn)較大偏差(1.1kPa),按以往經(jīng)驗,維護人員對管路進行吹掃,卻發(fā)現(xiàn)表計示值無明顯變化,便將變送器拆回實驗室。
在實驗室校準時發(fā)現(xiàn),各檢定點誤差均為0.19mA,遠超出允許*.08mA,比對2013年10月對該變送器校驗的原始記錄發(fā)現(xiàn),其校驗前示值誤差近似相同,且均已接近***大允許誤差。也就是說壓力變送器在運行過程中出現(xiàn)了零位偏移。
而在分析了以往的變送器校準記錄時發(fā)現(xiàn),壓力變送器相對于表壓和差壓變送器,更容易漂移。
為什么相對于表壓和差壓變送器,壓力變送器零位更容易漂移呢?我們可從其結(jié)構(gòu)及測量原理入手分析。對于ROSEMENT的3051變送器來說,其結(jié)構(gòu)原理為變送器高、低壓側(cè)的隔離膜片和灌充液將過程壓力傳遞給灌充液,接著灌充液將壓力傳遞到傳感器中心的傳感膜片上,傳感膜片是一張緊的彈性元件,其位移隨所受壓力而變化。對于表壓和差壓變送器而言,傳感片兩端為對稱結(jié)構(gòu),也就是容易實現(xiàn)零位的穩(wěn)定,而壓力變送器低壓側(cè)始終保持一個參考壓力(即高真空基準室,根據(jù)儀表的測量范圍和準確度確定其真空度的要求),這樣傳感片兩端為非對稱結(jié)構(gòu),也就是無論參考腔漏、放氣還是材料形變等因素都會造成零位不穩(wěn)定,也就是零位漂移。
壓力變送器的零位情況在現(xiàn)場往往無法驗證,只有當出現(xiàn)低于4mA的情況時,才能意識到該變送器零位已經(jīng)嚴重漂移。如果壓力變送器在現(xiàn)場沒有可直接比較的儀表,無法及時發(fā)現(xiàn)它的測量偏差,那么,定期檢定并在檢定或校準間隔內(nèi)進行抽檢是發(fā)現(xiàn)和解決問題的方法。
我們在對現(xiàn)場送檢的變送器進行零位調(diào)整后重新回裝,其測量值顯示正常。
五、校驗過程中引入的測量偏差
實驗室檢定或校準過程中不可避免地會引入測量誤差,在實際工作中發(fā)現(xiàn),對于壓力變送器來說,主要集中在以下方面:
1.標準器失準
這一原因不常出現(xiàn),但壓力標準器在使用中需要與其他計量標準有所區(qū)別,其期間核查的頻次應略有增加。筆者在實際中選用的是數(shù)字式壓力表,在使用中接近檢定周期時出現(xiàn)過較大偏移。壓力表出現(xiàn)偏移時不容易發(fā)現(xiàn),一般也缺少用于比對的標準儀器。筆者發(fā)現(xiàn)有工作人員檢定的壓力變送器回裝現(xiàn)場后與理論測量值偏差較大(機組600MW負荷時,汽機低壓凝汽器壓力應在4kPa~5kPa,而現(xiàn)場顯示為7kPa)。重新檢定時,突然發(fā)現(xiàn)真空臺*抽真空時,標準表顯示竟達1kPa,近似*真空狀態(tài),而所選用的真空臺***高可以實現(xiàn)壓力3.5kPa。懷疑標準器出現(xiàn)故障,送上級檢定部門檢定后發(fā)現(xiàn)標準器發(fā)生零點漂移。
2.環(huán)境溫度的影響
由于壓力測量范圍都比較小,環(huán)境溫度的影響更為明顯。筆者在實驗空調(diào)故障時,觀察發(fā)現(xiàn)當室溫由20℃降至8℃時,標準壓力計顯示的實驗室大氣壓力升高3kPa,因此檢定過程中應嚴格遵守JJG882-2004《壓力變送器檢定規(guī)程》所規(guī)定的環(huán)境條件,盡可能減少引入誤差。
3.調(diào)整錯誤
JJG882-2004中規(guī)定:“壓力變送器的零點壓力應盡可能小,由此引起的誤差應不超過允許誤差的1/10~1/20”。壓力變送器又容易出現(xiàn)零位漂移,檢定過程中調(diào)整在所難免。對于ROSEMENT的3051變送器來說,調(diào)整采用HART通信協(xié)議,零位調(diào)整應在傳感器校準項目下選擇傳感器低端標定,而不是零點校正;變送器量程校準時選用傳感器標定。我公司1#機組A修監(jiān)理過程中,檢修人員就出現(xiàn)過兩種誤操作:一是將非真空誤調(diào)為變送器零位;二是誤將當?shù)卮髿鈮寒斪鰸M量程調(diào)整,因為當時0~100kPa測量量程的壓力變送器,在對空狀態(tài)時顯示為20.32mA左右(當時的大氣壓約為102kPa),變送器回裝人員發(fā)現(xiàn)輸出電流高于20mA上限,誤將壓力變送器當做真空變送器,直接對大氣壓調(diào)整,致變送器量程縮小、DCS絕壓顯示偏小。