超聲波流量計(jì)出現(xiàn)的問題與不足

姜金國,邱乾偉

獨(dú)山子石化公司煉油廠儀表車間，新疆克拉瑪依 833600

1 超聲波流量計(jì)原理簡介

超聲波流量計(jì)是非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。使用超聲波流量計(jì)，不用在流體中安裝測量元件，故不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行，因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。

2 超聲波流量計(jì)在獨(dú)山子石化公司煉油廠應(yīng)用中出現(xiàn)的問題

獨(dú)山子石化公司煉油廠煉油熱水站共使用12臺(tái)GE-XMT-868型號的超聲波流量計(jì)。從開工到現(xiàn)在兩年多的時(shí)間，出現(xiàn)過以下問題：

1）故障1：測量介質(zhì)中含氣泡導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)出錯(cuò)，多次，其中兩塊表長時(shí)間不能正常工作，探頭選型為115 Standard不適合本工況條件下使用；

2）故障2：換能器位置松動(dòng)或缺少耦合劑，出現(xiàn)四次，其中微調(diào)調(diào)整換能器位置3次，加耦合劑一次；

3）故障3：現(xiàn)場流量顯示負(fù)值，原因?yàn)樘筋^接線反，出現(xiàn)次數(shù)一次，將探頭信號線互換后，顯示正常；

4）故障4：變送器顯示屏出現(xiàn)條格狀，輸出信號不正常，出現(xiàn)一次，原因?yàn)殡娫窗鍓模?/p>

5）故障5：變送器顯示屏不顯示出現(xiàn)一次，由于集成卡件到顯示屏的一根傳輸線斷；

6）故障6：流量計(jì)的設(shè)備號不能更改，導(dǎo)致不能與PRM通訊所有超聲波液位計(jì)儀表與廠家聯(lián)系，但是不能解決。

3 常見問題的解決方案

3.1 測量介質(zhì)中含氣泡導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)出錯(cuò)

此問題在熱水裝置出現(xiàn)的次數(shù)最多，開始出現(xiàn)問題時(shí)并沒有想到是氣泡太多的原因。我們根據(jù)表頭顯示的錯(cuò)誤代碼一一排除故障原因，最后確定是氣泡太多導(dǎo)致不能正常測量。

GE超聲波的故障代碼：

E0：無錯(cuò)誤 E1：信號太低 E2：聲速錯(cuò)誤

E3：流速超出范圍 E4：信號質(zhì)量太差 E5：流速變化太大

1998年，扒鍋街最大的兩棵榕樹還在，郁郁蔥蔥的，爬滿了知了，許飛就從知了聲中甩著手飛奔進(jìn)扒鍋街，邊跑邊喊，陳胖子，你媽拿著鍋鏟來了，快躲起來！

在確定原因后工藝人員調(diào)整操作解決此問題，但還有兩臺(tái)長時(shí)間不能正常工作。

3.2 換能器位置松動(dòng)或缺少耦合劑

此問題應(yīng)該是超聲波流量計(jì)最容易出現(xiàn)的問題，隨著時(shí)間的增加故障率會(huì)越來越多。在老煉油廠焦化裝置平均每兩個(gè)月會(huì)出現(xiàn)一起，本裝置運(yùn)行兩年出現(xiàn)的4次這類問題，有3次是最近一年出現(xiàn)的。

解決方法很簡單，一個(gè)人看著表頭信號強(qiáng)度，另一個(gè)人將換能器在計(jì)算出來的安裝位置微調(diào)，達(dá)到使用條件的信號即可。

信號強(qiáng)度 ：

?

3.3 現(xiàn)場流量顯示負(fù)值，探頭接線反

此問題出現(xiàn)在開工初期，DCS顯示值為零，現(xiàn)場檢查表頭顯示有量但為負(fù)值，將兩根換能器的信號電纜互換重接后正常。

3.4 變送器顯示屏出現(xiàn)條格狀，輸出信號不正常

首先是以為液晶顯示屏出現(xiàn)故障，但是打開變送器后聞到明顯的焦糊味，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電源板的電感出現(xiàn)問題。更換電源板后儀表恢復(fù)正常。

3.5 流量計(jì)的設(shè)備號不能更改，導(dǎo)致不能與PRM通訊

PRM（工廠資源管理系統(tǒng)）是對現(xiàn)場總線儀表，HART儀表，其他儀表作集中的管理與維修。 PRM是一套總括性的資產(chǎn)管理解決方案，它將預(yù)測診斷得到的信息提供給用戶。PRM支持多個(gè)協(xié)議，能夠?qū)S商的各種不同智能現(xiàn)場設(shè)備傳輸出的數(shù)據(jù)統(tǒng)合在一起?，F(xiàn)場設(shè)備的維護(hù)信息均通過各種標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場協(xié)議收集在一起，并保存在中央數(shù)據(jù)庫中。

本裝置所用的GE-XMT-868型超聲波流量計(jì)帶有HART板，可以進(jìn)行HART通訊。PRM是通過HART通訊讀取DEVICE ID來進(jìn)行分辨不同的儀表。然而熱水裝置的所有超聲波的DEVICE ID均為0，這就使得PRM只能讀出1塊超聲波儀表。我們試著用廠家給的方法更改設(shè)備號，但沒能成功。廠家現(xiàn)場試驗(yàn)更改也沒能成功。這個(gè)問題有待廠家進(jìn)一步給出解決方案。

3.6 變送器顯示屏不顯示

經(jīng)檢查是由于集成卡件到顯示屏的一根傳輸線斷，這是由于這根細(xì)小的傳輸線過于靠近變送器前蓋，在旋轉(zhuǎn)蓋子的情況下很容易由于作業(yè)人員的疏忽而壓斷這根傳輸線。我們用電烙鐵重新焊接后顯示正常。

4 對超聲波流量計(jì)的幾點(diǎn)建議

4.1 增加測量介質(zhì)狀態(tài)的參數(shù)

故障1出現(xiàn)的問題時(shí)故障代碼E1～E5都會(huì)出現(xiàn)，此時(shí)故障代碼不但不會(huì)對維護(hù)工作起到提示的作用，反而會(huì)干擾維護(hù)人員的判斷。所以建議增加測量介質(zhì)的狀態(tài)，并在錯(cuò)誤代碼中體現(xiàn)出來，這樣不但降低維護(hù)人員的工作難度，也能增加維護(hù)人員對工藝的說服力。

4.2 改進(jìn)固定換能器的方法

目前固定換能器的固定方法是用一條鋼帶將換能器與工藝管線固定一起，但隨使用的時(shí)間、管線的振動(dòng)、外部條件變化等原因，固定不可避免的會(huì)發(fā)生松動(dòng)，隨之而來的就是測量的準(zhǔn)確性下降。如果能進(jìn)一步改進(jìn)換能器的固定方法，會(huì)大大降低超聲波的故障率，降低維護(hù)量。

4.3 本裝置的超聲波流量計(jì)參數(shù)組態(tài)問題

1）通過HART375（275）通訊進(jìn)行瀏覽和更改參數(shù)；

2）通過超聲波流量計(jì)自帶的485口與筆記本通過IDM軟件進(jìn)行更改。

由于超聲波流量計(jì)的組態(tài)需要更改很多參數(shù)如：傳感器類型、管道材質(zhì)、管道外徑OD、壁厚Wall、傳播距離P、軸向距離L、傳感器類型、流體類型、溫度、密度、單位量程范圍、單位、安裝方式等很多參數(shù)，所以一個(gè)好的通訊軟件很重要。GE公司的IDM軟件是基于DOS系統(tǒng)的一種應(yīng)答式軟件，對于現(xiàn)在人們常用的WINDOWS系統(tǒng)來說已經(jīng)過時(shí)了，應(yīng)該開發(fā)一款功能更多，使用更方便的軟件。

4.4 合理的分布、連接各電路板

故障6出現(xiàn)的問題，雖然是維護(hù)人員不細(xì)心旋轉(zhuǎn)蓋子壓壞數(shù)據(jù)線，但是廠家如果能夠更合理的布線就不會(huì)發(fā)生。建議廠家能夠更合理的分布、連接各電路板。

5 結(jié)論

GE超聲波在獨(dú)山子石化公司煉油廠總體來說使用情況還是比較好的，測量精度也很高，廠家的維護(hù)人員也很敬業(yè)，給我們很多的技術(shù)指導(dǎo)。希望GE超聲波流量計(jì)能夠進(jìn)一步發(fā)展，測得更準(zhǔn)，故障更少，維護(hù)也更方便。