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智能壓力變送器在長輸油氣管道上的應用故障判斷

作時間:2014-01-07  來源:  作者:
   

摘要:長輸油氣管道上越來越多的使用智能壓力變送器,用來進行壓力的遠傳顯示和控製。智能壓力變送器在實際運行中出現故障的形式多樣,本文從壓力變送器的故障判斷思路入手,對幾起智能壓力變送器故障處理過程進行了分析,結合輸油氣管道上的壓力變送器信號回路的實際情況,總結出了輸油氣管道SCADA係統壓力儀表故障判斷流程圖,經過輸油氣管道儀表專業工程技術和維護人員的實際應用,極大地提高了處理壓力儀表故障的準確性和時效性,取得了較好的應用效果。

1、引言
   隨著工業測控技術要求和自動化水平的提高,智能壓力變送器在長距離輸油氣管道或其他行業中的應用越來越廣,長輸管道輸送過程中壓力參數檢測的準確與平穩,是實現生產過程自動化控製和優化運行的前提條件,正確分析,實時處理壓力變送器故障,不但直接關係到生產的安全與穩定,而且也最能反映出儀表維護人員的實際工作能力和業務水平的高低。
2、故障判斷方法
    輸油氣管道SCADA係統中的智能壓力變送器的輸出信號經儀表控製電纜連接至控製室內的PLC上,經PLC處理後給站控機進行監控。在PLC的輸入回路和現場儀表上安裝有浪湧保護器,防止雷擊造成儀表自動化設備的損壞。智能壓力變送器在出現故障時,在站控機上的顯示也表現各異,故障處理時,首先要判斷出是站控室內自動化係統還是現場儀表的故障,如果是自動化係統的故障,按自動化係統的常規處理方法即可,如果是儀表故障就需要根據所使用儀表的使用說明和特點,分析判斷是儀表內部電路問題還是外部原因引起的故障。

3 故障案例分析
3.1 排除遠控截斷閥室壓力無顯示故障

3.1.1 故障現象
北京調控中心反映某一遠控線路截斷室,遠傳壓力無顯示。

3.1.2 故障處理
智能壓力變送器的回路接線圖如圖1所示,趕到閥室現場後,發現供電端子排(PTS-2)的保險端子紅燈亮起,經測試保險已熔斷,該供電端子負責向PLC的模擬量輸入模塊上的所有回路供電,無數值的壓力變送器在該模塊上。

智能變送器回路接線圖

    從圖1可以看出,變送器信號的正極通常有三級保護,第一級保護為進線端子的保險,第二級保護為浪湧保護器,第三級保護為供電端子的保險,在第一、三級選用的都是熔斷電流為1A的保險。當第三級保險(220V 1A)被熔斷時,第二級的浪湧保護器的線路電阻肯定會被燒毀,依次測量浪湧保護器端子排上的浪湧保護器通道,發現壓力變送器使用的保護通道已經不通,又繼續向前測量進線端子排上的回路,發現壓力變送器回路第一級保險(220V 1A)也已燒,再次測該端子排其他回路正常。

    檢查現場智能壓力變送器,發現儀表殼體已進水,表頭已燒壞,在更換智能壓力變送器、浪湧保護器以及端子保險後恢複供電,壓力檢測正常。

3.1.3 經驗總結
    由於第一級保護的保險容量選擇過大,它熔斷的同時造成總保險熔斷,致使閥室所有參數在中控無顯示,造成故障擴大,經計算第一級保險宜選用220V 0.3A ,這樣即能保護模擬量通道,又能保護浪湧保護器。

3.2 排除站場壓力值偏高故障
3.2.1 故障現象
    輸油站的進、出站壓力檢測,采用了冗餘配置,冗餘模式為三選一。某日運行人員發現在上位機上一台壓力變送器(PT0101C)顯示值比其他兩台高出0.2MPa, 現場液晶表頭顯示
的壓力值都一致。
3.2.2 故障處理
    經初步分析確認壓力變送器(PT0101C)有問題,現場打開儀表蓋後,拆下兩根信號線,用信號發生器輸出標準4~20mA給PLC和上位機,發現自動化係統顯示正常,問題出在現場儀表。由於2MPa的偏差比較穩定,存在三種原因:零點漂移、變送器損壞、現場儀表外接的浪湧保護器損壞。首先零點檢查最容易,用排液閥進行放空,用過程校驗儀(Fuke F744)檢查零點輸出值正常;其次拆掉儀表浪湧保護器的三根線,如圖2所示,恢複變送器供電,上位機顯示值正常。

3.2.3 經驗總結
對浪湧保護器進行測試後,發現浪湧保護器的信號負極對地有虛接現象,造成壓力變送器的輸出負載電流增大,導致上位機顯示值增加。

3.3 排除站場壓力值偏低故障
3.3.1 故障現場
  某輸油站的泵出口匯管壓力變送器,兩台冗餘配置,其中一台編號為PT0102B的壓變,表頭液晶顯示壓力正常,但是上位機顯示值偏低0.15MPa。

3.3.2 故障處理
首先在現場輸出標準信號,對自動化係統進行測試發現沒有問題,因此判斷故障出在現場儀表。用過程校驗儀(FukeF744)讀取智能壓力變送器的PV(以數字形式讀取的過程模擬量值)和PVAO(以數字形式讀取的對應mA值)都正常,經分析HART智能壓力變送器的工作原理示意圖,如圖3所示,可知4~20mA輸出值偏高的原因可能出在儀表輸出電路上,首先對輸出電路進行了調整,發現輸出電流誤差調整不過來,判斷變送器的輸出電路板已損壞,更換後對壓力變送器重新進行了校準,係統恢複正常。

浪湧保護器與壓力變送器接線示意圖和HART智能壓力變送器工作原理示意圖
  
4 故障判斷流程圖
  經過上麵對智能壓力變送器和控製係統的故障分析,總結出輸油氣管道SCADA係統智能壓力變送器故障判斷流程圖。故障現象:智能壓力變送器遠傳指示不正常,偏高、偏低或無壓力顯示。
  以兩線製智能壓力變送器為例,首先應了解被測介質是氣體、液體還是蒸汽,了解工藝開車情況和簡單工藝流程,根據對工藝情況的了解和儀表故障現象來進行儀表故障判斷和處理。有關故障判斷及處理可按圖4的思路來進行檢查。

壓力檢測故障判斷流程圖

5 結語
  長輸油氣管道智能壓力變送器的使用量非常大,一條成品油管線有上千台智能壓力變送器,所應用的智能壓力變送器的種類繁多,各種類型的故障也較多,上述智能壓力變送器故障判斷流程圖,經過技術人員的實際應用,使智能壓力變送器的故障判斷簡單化、科學化,極大縮短了處理儀表故障的時間,取得了較好的應用效果,提高了輸油氣管道儀表維護水平,為輸油氣管道安全高效生產提供了重要保障。但由於輸油氣管道SCADA係統儀表檢測與控製過程中出現的故障現象的複雜性和多樣性,故障分析的方法和手段也是層出不窮,隻有在實際工作中不斷地探索研究和總結成功經驗,才能提高儀表故障分析與處理能力。

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