儀表故障處理手冊

儀表故障處理手冊

目錄

第1章儀表基礎(chǔ)知識...................................................................1

1.1儀表分類........................................................................1

1.2計量檢定.......................................................................1

1.3儀表性能指標(biāo)...................................................................2

1.4誤差分析基礎(chǔ)...................................................................2

1.5其他常用知識...................................................................3

第2章壓力測量儀表...................................................................1

2.1壓力表.........................................................................2

2.2壓力變送器.....................................................................3

第3章溫度測量儀表...................................................................8

3.1雙金屬溫度計...................................................................8

3.2熱電阻溫度計...................................................................9

3.3溫度變送器....................................................................12

第4章物位測量儀表..................................................................15

4.1浮球液位控制器................................................................15

4.2磁翻板液位計..................................................................17

4.3雷達(dá)液位計....................................................................18

第5章流量測量儀表..................................................................20

5.1孔板流量計....................................................................20

5.2旋進(jìn)旋渦流量計...............................................................23

5.3渦街流量計....................................................................27

5.4電磁流量計....................................................................29

5.5羅茨流量計....................................................................31

第6章站控系統(tǒng)......................................................................35

6.1基本概況......................................................................35

6.2結(jié)構(gòu)組成......................................................................35

6.3工作過程......................................................................36

6.4故障處理......................................................................36

6.5故障判斷方法..................................................................36

第7章自動排液系統(tǒng)..................................................................38

7.1結(jié)構(gòu)組成......................................................................38

7.2工作原理......................................................................39

73故障處理......................................................................39

7.4注意事項(xiàng)......................................................................43

附錄A故障處理實(shí)例...................................................................44

1、溫度變送器故障.....................................................................44

2、孔板流量計故障.....................................................................44

3、站控系統(tǒng)故障.......................................................................45

4、自動排液系統(tǒng)故障..................................................................45

第1章儀表基礎(chǔ)知識

1.1儀表分類

傳感器定義：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的便

于應(yīng)用的某種物理量的測量器件或裝置。

儀表的分類方法很多，根據(jù)不同的原則可以分為許多類：

（1）檢測儀表的分類

根據(jù)其檢測被測量的不司分為：溫度檢測儀表、壓力檢測儀表、流量檢測儀表、

物位檢測儀表、分析儀表。

（2）顯示儀表的分類

根據(jù)記錄、指示、模擬和數(shù)字等功能的不同分為：記錄儀表、指示儀表、模擬儀

表、數(shù)顯儀表。

（3）在自控儀表的校準(zhǔn)、維修、安裝過程中，有些儀表稱為一次儀表，有些儀表

稱為二次儀表。

一次儀表是指安裝在現(xiàn)場且直接與工藝介質(zhì)相接觸的儀表，如壓變，溫變等。熱

也阻、熱電偶一般不稱其為儀表，而稱為感溫元件。實(shí)際應(yīng)用中我們把安裝在現(xiàn)場的

儀表（個別除外，如電動閥定位器）統(tǒng)稱為一次儀表。

二次儀表是指儀表示值信號不直接來自工藝介質(zhì)的各類儀表的總稱，其信號通常

來自一次儀表的傳送信號。二次儀表通常安裝在值班室內(nèi)的儀表盤上。

儀表分類只是為儀表維修，維護(hù)，安裝及管理上方便，如何進(jìn)行分類及稱謂還要

根據(jù)實(shí)際情況而定。

1.2計量檢定

計量檢定是指為評定計量器具的計量性能，確定其是否合格所進(jìn)行的全部工作，

包括檢驗(yàn)和加封蓋印等。它是進(jìn)行量值傳遞的重要形式，是保證量值準(zhǔn)確一致的重要

措施。

計量檢定按照管理環(huán)節(jié)的不同，可以分以下五種：周期檢定、出廠檢定、修后檢

定、進(jìn)口檢定、仲裁檢定。

計量器具按照管理性質(zhì)的不同，可以分為強(qiáng)制檢定和非強(qiáng)制檢定，兩者又統(tǒng)稱為

計量法制檢定。

1.3儀表性能指標(biāo)

檢測儀表中常用的基本性能包括測量范圍及量程、基本誤差、精度等級、靈敏度、

分辨率、漂移、可靠性以及抗干擾性能指標(biāo)等。

（1）測量范圍：是指該儀表按規(guī)定的精度進(jìn)行測量的被測變量的范圍。

（2）量程：量程二測量上限值-測量下限值。

（3）零點(diǎn)遷移：是指零點(diǎn)的變化，而量程遷移是指量程的變化。

（4）靈敏度：反應(yīng)儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度，常以在被測參數(shù)改變時，經(jīng)

過足夠時間儀表指示值達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，儀表輸出變化量與引起此變化的輸入量之比

作為靈敏度。

（5）分辨率：又稱靈敏限，它是儀表輸出能響應(yīng)和分辨的最小輸入量，是靈敏度

的一種反應(yīng)。

（6）誤差的分類

①絕對誤差：某被測量的儀表顯示值與約定真值之間的差值。

②相對誤差：絕對誤差與約定真值的百分比。

③引用誤差：絕對誤差與儀表滿量程的白分比。

④最大引用誤差：最大絕對誤差與量程的白分比。

⑤回程誤差：相同條件下，被測量不變，計量器具正反行程不同時其示值之差。

@精度：是衡量儀表測量數(shù)值精確度的重要指標(biāo),用最大引用誤差去掉“土”和

“％”表示，其序列為0.005、0.02x0.05、0.K0.2、1.0、1.5,2.5等。

1.4誤差分析基礎(chǔ)

誤差可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差等。

（D準(zhǔn)確度:測量中系統(tǒng)誤差的反映，表征測量結(jié)果偏離?真實(shí)值的程度。

通常認(rèn)為，測量準(zhǔn)確度是一個定性的概念，不宜將其定量化。例如，不宜說準(zhǔn)確

度為0.25%、16mg或±16mg等。在實(shí)際工作中，測量準(zhǔn)確度可以用測量結(jié)果對約定

真值的偏移來估計。

（2）精密度:測量中隨機(jī)誤差的反映，是指在規(guī)定條件下獲得的各個獨(dú)立觀測值之

間的一致程度。

1.5其他常用知識

(1)壓力單位換算：

1巴(bar)=105帕(Pa)1達(dá)因/厘米?(dyn/cm2)=0.1帕(Pa)

1托(Torr)=133.322帕(Pa)1毫米汞柱(mmHg)=133.322帕(Pa)

1毫米水柱(mmHbO)=9.80665帕(Pa)1工程大氣壓=98.0665千帕(kPa)

1千帕(kPa)=0.145磅力/英寸2(psi)=0.0102千克力/厘米2(kgf/cm2)=0.0098

大氣壓(atm)

1磅力/英寸2(psi)=6.895千帕(kPa)=0.0703千克力/厘米2(kg/cm2)=0.0689

巴(bar)=0.068大氣壓(atm)

1物理大氣壓(atm)=101.325千帕(kPa)=14.696磅/英寸？(psi)=1.0333巴(bar)

簡化公式：1MPa~lbar^lOlkPa~145psi-10atm-10kgf/cm2

(2)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：氣體的體積是隨溫度和壓力而變化的，因此在測量天然氣體積流

量時?，必須指定某一溫度和壓力作為計量的標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力,稱之為“基準(zhǔn)狀態(tài)”和“標(biāo)

準(zhǔn)狀態(tài)"，我國SYL04-83(天然氣流量與標(biāo)準(zhǔn)孔板計量方法)中規(guī)定：20C,1個標(biāo)

準(zhǔn)大氣壓(101.325KPa)作為我國的天然氣計量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

第2章壓力測量儀表

壓力是油氣田生產(chǎn)的重要參數(shù)之一。實(shí)際工作中我們所謂的壓力，等于物理概念

中的壓強(qiáng)，即垂直作用在單位面積上的力，物理公式為P=F/S。

在壓力測量中，有絕對壓力、表壓力、真空度三種。常用是表壓力。絕對壓力是

指被測介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號P」來表示。由于地球有重力，

空氣有質(zhì)量，因此地面上的空氣柱所產(chǎn)生的壓力稱為大氣壓力，用符號P”來表示。絕

對壓力與大氣壓力之差，稱為表壓力，用符號Pb來表示，即Pb=P「Pq。

f

P表壓（以大氣壓為基準(zhǔn)來表示的壓力）

1大氣壓力線

P負(fù)壓（真空度）被測流體的絕對壓

力低于大氣壓時壓力表測得的壓力

，、

P維壓

P絕壓（以絕對等壓為基準(zhǔn)來表示的壓力）

絕對雪壓（絕對真

空下的壓力）

圖2-1表壓、絕對壓力、負(fù)壓的關(guān)系

真空壓力表：當(dāng)絕對壓力小于大氣壓力值時，表壓力為負(fù)值，此負(fù)壓力值的絕對

值，稱為真空度，用符號Pz來表示。用來測量真空度的儀表稱為真空表，這種儀表

通常在真空加熱爐上安裝，用來測量其內(nèi)的真空度。

耐震壓力表：與壓力表相同，不同的是表盤內(nèi)充裝有硅油，具有耐震性，安裝在

有震動的位置。

圖2-2真空壓力表圖2-3耐震壓力表

2.1壓力表

目前所用的普通壓力表絕大多數(shù)都是彈簧管壓力表。彈簧管壓力表的精度等級有

0.4、1.0、1.5、1.6、2.5級等?，F(xiàn)場壓力表,從表盤直徑看最常見的有60mm、100mm、

150mm三種規(guī)格。

慶深氣田所應(yīng)用的壓力表主要有如下兩大類(1)普通表，精度等級1.6,表盤

直徑100mm；(2)精密壓力表，精度等級0.4,表盤直徑為150mm。

?

甲

圖2-4普通壓力表圖2-5精密壓力表

結(jié)構(gòu)組成

基座、彈簧管、拉桿、扇形齒輪、中心齒輪、中心軸、指針、表盤、油絲、上、

下夾板等。

1■JL，

圖2-6壓力表結(jié)構(gòu)圖

工作原理

當(dāng)彈簧管的固定端通入被測壓力后，由于橢圓形截面在壓力的作用下將趨向圓形,

彎成圓弧形的彈簧管隨之向外挺直擴(kuò)張變形。由于變形，其彈簧管的自由端產(chǎn)生位移,

輸入壓力與自由端的位移成正比。測得自由端的位移帚，就能反映壓力的大小。

注意事項(xiàng)

（1）壓力表的選用

壓力測量的準(zhǔn)確與可靠性跟壓力表的選擇和使用方法有著密切的關(guān)系。如果選用

不當(dāng)，不僅不能正確反映壓力的大小，還可能引起生產(chǎn)事故。應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對

壓力測量的要求，按經(jīng)濟(jì)原則，合理地對儀表種類、型號、量程、精度等級等方面進(jìn)

行選擇。選擇時主要應(yīng)從以下三個方面進(jìn)行考慮：

①儀表類型的選用：主要從能滿足丁藝生產(chǎn)的要求和價格方面來考慮C例如.

是需要就地指示還是需要遠(yuǎn)傳、自動記錄或報警；被測介質(zhì)的理化性能（如腐蝕性、

溫度高低、粘度大小、臟污程度、易燃易爆炸等）是否對測量儀表有特殊要求；現(xiàn)場

環(huán)境條件（如高溫、電磁場、振動等現(xiàn)場安裝條件）對儀表類型是否有特殊要求等。

②儀表測量范圍的確定：為了兼顧壓力表的使用壽命和具有足夠的測量準(zhǔn)確性,

選用壓力表量程的原則：在測量較穩(wěn)定的壓力時，被測壓力值應(yīng)處于壓力表測量上限

值的2/3處。測量脈動壓力時，被測壓力值應(yīng)處于壓力表測量上限值的1/2處。一般

情況下被測壓力值不應(yīng)小于壓力表測量上限值的l/3o

③儀表精度等級的選?。褐饕鶕?jù)生產(chǎn)上允許的最大誤差來確定。一般來說，

儀表精度等級越高，價格就越昂貴，操作維護(hù)要求也越高。因此，選擇時應(yīng)在滿足要

求的前提下，盡可能選用精度較低、結(jié)構(gòu)簡單、價廉且耐用的壓力表。

（2）為了防止漏氣，在安裝壓力表時應(yīng)加密封墊片。

（3）壓力表應(yīng)安裝在易觀察、檢修的地方。

（4）耐震壓力表的硅油應(yīng)在2/3左右，不能裝的太滿否則夏季熱膨脹可能會導(dǎo)致

表盤破裂，亦不能裝的太少，否則起不到耐震的效果。

2.2壓力變送器

壓力變送器是油田生產(chǎn)中最常用的壓力檢測儀表，一方面可以就地顯示或指示現(xiàn)

場壓力值，另一方面可以將壓力信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的（4?20）mADC電流值，送入值

班室工控機(jī)內(nèi)顯示。

分類

按照測量原理可分為：應(yīng)變式、壓阻式、壓電式、電容式、電阻式、電感式。

按智能程度分：普通模刈型和智能型。所謂智能變送器，就是指變送器內(nèi)裝有微

處理器，可以在手持終端上進(jìn)行組態(tài)，設(shè)定儀表的零點(diǎn)和改變量程，顯示儀表目前的

工作狀態(tài)，能自己診斷故障，并能和相同通信協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行數(shù)字通信。它是現(xiàn)代計

算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。

壓力變送器中包含一類特殊變送器叫差壓變送器。差壓變送器與壓力變送器的區(qū)

別是有兩個取壓點(diǎn)，一個是高壓，一個是低壓。主要與流量節(jié)流元件配套使用測量流

量儀表。該類型儀表往往與三閥組或者五閥組配套使用。

圖2-7壓力變送器圖2-8差壓變送器

圖2-9三閥組圖2-10五閥組

結(jié)構(gòu)組成

主要由感壓膜盒、接線端子、電子線路板、外殼組成。

圖271壓力變送器結(jié)構(gòu)圖

工作原理

工作時，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。傳感膜片是一個張緊的彈性元件，其位移隨

所受壓力而變化，且位移量與壓力成正比。兩側(cè)的電容極板檢測傳感膜片的位置。傳

感膜片和電容極板之間電容的差值被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號?；竟ぷ髟砜捎萌缦?/p>

方框圖表示：

摘入微小電容量輸出，.

差壓位移r~---------變化I--------------1電壓獷的博|電流4?20mA

----隔離腴片?活動電極?測量電路?了彳專?

____________人電印

圖272壓力變送器工作原理方框圖

故障判斷

(1)故障判斷流程

在處理故障時應(yīng)向工藝人員了解故障情況，了解工藝情況，如被測介質(zhì)情況，簡

單工藝流程等。故障處理可以按下圖所示思路進(jìn)行判斷和檢查。

圖2-13壓力變送器故障判斷流程圖

（2）常見故障判斷

表2-1壓力變送器常見故障

故障表現(xiàn)故障原因故障處理

導(dǎo)玉管的閥門未開打開閥門

導(dǎo)壓管堵塞疏通導(dǎo)壓管

未供電或電源電壓低調(diào)整電源正常供電

無輸出儀表輸出回路斷線接通線路

儀表內(nèi)部接、插件接觸不良查找處理

內(nèi)部電子器件故障更新電路板

導(dǎo)壓管內(nèi)部有殘余物排出導(dǎo)壓管內(nèi)部的殘余物

輸出導(dǎo)線接反或接錯檢查處理

輸出值不準(zhǔn)確檢測膜片有卡阻檢查處理

儀表內(nèi)部接、插件接觸不良檢查處理

內(nèi)部電子器件故障更新電路板

導(dǎo)壓管內(nèi)有殘存介質(zhì)排出導(dǎo)壓管內(nèi)的介質(zhì)

輸出不穩(wěn)信號線有虛接檢查重新連接

注意事項(xiàng)

（1）保證差壓變送器導(dǎo)壓管路流程通暢，避免差壓變送器因單向受壓而損壞。

（2）避免變送器量程選擇不當(dāng)，壓力、差壓變送器長時間超量程使用，造成感壓

元器件產(chǎn)生不可修復(fù)的變形,

（3）保證變送器的密封部件的密封性，避免因密封性不好使變送器的電路部分長

時間在潮濕環(huán)境中工作而損壞，導(dǎo)致其不能正常工作。

（4）加強(qiáng)冬季的保溫，避免導(dǎo)壓管發(fā)生凍堵，而該凍堵部位與差壓變送器之間的

連接處有滲漏，氣體泄漏后，導(dǎo)致差壓變送器因單向受壓而損壞。

（5）集氣站員工在啟用壓力、差壓變送器和放空操作時，應(yīng)做到緩慢開啟，以免

變送器因頻繁受巨力沖擊而精度下降。

（6）氣體中的粘污介質(zhì)在變送器引壓管內(nèi)長時間堆積，這些粘污介質(zhì)在氣流長時

間的作用卜.，導(dǎo)致變送器精度逐漸卜.降，儀表精度失準(zhǔn)，為此應(yīng)定期進(jìn)行排污處理。

（7）重視防雷，避免因雷擊導(dǎo)致變送器膜盒內(nèi)的電路板損壞，無法進(jìn)行通訊。

（8）目前國內(nèi)應(yīng)用三閥組較為普遍，對于三閥組類型的儀表，為防止單側(cè)受壓，

有一個開關(guān)投用程序：

投用三閥組：開正壓閥，關(guān)平衡閥，開負(fù)壓閥

關(guān)閉三閥組：關(guān)負(fù)壓閥、開平衡閥、關(guān)正壓閥

（9）變送器拆卸后，信號線要用絕緣膠布分別纏上，防止短路燒壞設(shè)備。

第3章溫度測量儀表

溫度是表征物體冷熱程度的物理量。用來度量物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。目前

國際上用的較多的有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)等。我國采用攝氏溫標(biāo)，其定義為在標(biāo)準(zhǔn)大

氣壓下，冰水混合物為零度，水的沸點(diǎn)為100度，中間劃分100等分，每等分為1攝

氏度。

溫度測量的基本原理：以熱平衡為基礎(chǔ)，當(dāng)兩個冷熱程度不同的物體接觸，必然

會產(chǎn)生熱交換現(xiàn)象，換熱結(jié)束后兩物體處于熱平衡狀態(tài)，則它們具有相同的溫度，通

過測量另一物體的溫度可以得到被測物體的溫度。

溫度在氣田生產(chǎn)過程中是一個很重要的參數(shù)。目前慶深氣田應(yīng)用于檢測溫度的溫

度儀表主要是雙金屬溫度計、熱電阻溫度計以及溫度變送器。

3.1雙金屬溫度計

結(jié)構(gòu)組成

主要由雙金屬片、外皮、連接件、軸、傳動裝置、表盤、指針等組成。

工作原理

由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時，兩面的熱脹冷縮程度

不同，因此在不同的溫度下，其方曲程度發(fā)生改變，彎曲后表盤里的齒輪帶動指針,

從而指示溫度。

.一-指計

-----燃盤

,—傳動蕊?

軸

,

圖3T雙金屬溫度計結(jié)構(gòu)圖圖3-2雙金屬溫度計實(shí)物圖

故障處理

（1）拆卸或送檢過程中產(chǎn)生的振動等原因，導(dǎo)致零點(diǎn)漂移；

（2）使用時間長了金屬會產(chǎn)生疲勞，兩種金屬的疲勞程度不同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生的

改變不一樣，導(dǎo)致在每個點(diǎn)的偏差值的大小甚至正負(fù)也就不一樣，這樣很難由一個修

正值來解決問題，只能降級使用或者報廢；

（3）儀表進(jìn)液體等原因會導(dǎo)致整個溫度計不能使用。

注意事項(xiàng)

（1）雙金屬在選用時要考慮儀表測量范圍、扣型（粗扣、細(xì)扣）、插身以及連接

方式等因素。

（2）雙金屬溫度計在保管、使用、安裝及運(yùn)輸中，應(yīng)避免碰撞保護(hù)管，切勿使保

護(hù)管彎曲變形c

3.2熱電阻溫度計

熱電阻是一種常用的溫度檢測元器件。由于它具有靈敏度高、體積小、重量輕、

熱慣性小、壽命長以及價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用非常廣泛。其主要特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確

度高，性能穩(wěn)定。缺點(diǎn)是其輸出為電阻信號，易受線路中電阻的影響。

熱電阻是中低溫區(qū)最常用的?種溫度檢測器。制造熱電阻的材料需要大的溫度系

數(shù)，大的電阻率，穩(wěn)定的化學(xué)、物理性質(zhì)及良好的更現(xiàn)性。熱電阻大都由純金屬材料

制成，目前應(yīng)用最多的是伯和銅，目前采氣分公司應(yīng)用較多的是Ptioo型熱電阻。

圖3-3熱電阻絲圖3-4熱電阻絲

結(jié)構(gòu)組成

主要由熱電阻、絕緣體、保護(hù)套管和接線盒等組成。

測溫原理

熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度

測量的，用儀表測量出熱電阻的阻值變化，從而得到與電阻值對應(yīng)的溫度值。

熱電阻的電阻與溫度的關(guān)系一般可以如下表示：

Rt=RO（1+At+Bt2+Ct3+........）

式中：Ro為0℃時熱電阻的電阻值（Q）

R（為時熱電阻的電阻值（C）

I為被測介質(zhì)的溫度（°C）

A、R、「等為有關(guān)分度常數(shù)

在實(shí)際分析處理熱阻故障或大概計算一下熱電阻實(shí)際測量溫度時，我們可以把上

式看成一個線性的公式，即：Rt=Ro（l+At）,這樣計算起來比較方便快捷一些。

以PHOO粕電阻為例,R（）=100Q,Rioo=138.5n,Rt=100+0.385t,溫度每增加一度，

阻值增加0.385Q。

故障處理

（1）故障判斷步驟

故障發(fā)生時，可以按下圖所示思路進(jìn)行故障的判斷和檢查:

圖3-5熱電阻溫度計故障判斷流程圖

（2）常見故障判斷

表3?1熱電阻溫度計常見故障

故障表現(xiàn)故障原因故障處理

熱電阻絲短路檢查后更換

無輸出線路接觸不良檢查，重新接線

連接線路斷路杳找接通

熱電阻絲斷路更換熱電阻絲

輸出值偏大

線路連接有生銹處處理

注意事項(xiàng)

（1）熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致；

（2）為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響，必須采用三線制接法。

（3）注意儀表的密封性，防止雨水進(jìn)入表體導(dǎo)致連接線路生銹，從而影響儀表

測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.3溫度變送器

溫度變送器是油氣田上最常用的溫度測量儀表。兩線制一體化結(jié)構(gòu)，可輸出與量

程范圍內(nèi)的溫度成線性關(guān)系的(4-20)mA的電流信號。由于變送器模塊安裝緊靠傳

感器元件，因此消除了連接導(dǎo)線阻值產(chǎn)生的誤差，所以信號傳輸距離長。缺點(diǎn)是變送

器模塊壞了無法進(jìn)行維修。

結(jié)構(gòu)組成

溫度變送器在結(jié)構(gòu)上只上熱電阻多/一個變送器模塊。一般由熱電阻、連接導(dǎo)線、

顯示儀表、變送模塊等組成，

圖3-6變送模塊圖3-7溫度變送器

工作原理

變送器模塊內(nèi)低溫漂穩(wěn)壓管與低漂移運(yùn)放構(gòu)成了高穩(wěn)定度穩(wěn)壓源，另一運(yùn)放與量

程微調(diào)電位器及電阻構(gòu)成一個恒流源，與高穩(wěn)定穩(wěn)壓源相配合使得流經(jīng)電阻的電流具

有高穩(wěn)定度。該電流經(jīng)過熱電阻產(chǎn)生的毫伏電壓由差動運(yùn)放放大后送入非線性轉(zhuǎn)換

器，使得熱電阻的溫度-電阻非線性曲線得到補(bǔ)償。非線性轉(zhuǎn)換器的輸出信號與熱電

阻感受的溫度值呈非常好的線性關(guān)系。該信號被送往運(yùn)放及三極管構(gòu)成的V/I轉(zhuǎn)換器,

變換成了(4?20)mA的直流電流信號。變送器模塊上有兩個對零點(diǎn)和量程起微調(diào)作

用的精密微調(diào)電位器，用于零點(diǎn)及量程的校正。

故障處理

(1)故障判斷步驟

故障發(fā)生時，可以按下圖所示思路進(jìn)行故障的判斷和檢查:

圖3-8溫度變送器故障判斷流程圖

(2)常見故障判斷

表3-2溫度變送器常見故障

故障表現(xiàn)故障原因故障處理

熱電阻絲短路檢查

變送器模塊損壞更換變送器模塊

無輸出

變送器輸出回路斷線檢查接通

線路接觸不良檢查處理

熱電阻絲斷路更換熱電阻絲

輸出值大

線路連接有生銹處處理

變送器模塊故障檢查處理

輸出線性不好或抖動變送模塊工作不穩(wěn)定重新校驗(yàn)或者更換模塊

輸出不穩(wěn)定連接線接觸不良檢查重新連接

注意事項(xiàng)

(1)站控系統(tǒng)所輸入的儀表量程一定要與變送模塊量程架持一致。

(2)注意保證儀表的密封性，防止雨水進(jìn)入儀表造成短路，從而燒壞模塊。

第4章物位測量儀表

在生產(chǎn)過程中，把容器中存放的液體表面位置稱為液位；把固體堆放一定高度的

表面位置稱為料位；兩種互不相容、密度又不相同的物質(zhì)的相交處的位置稱為界位或

界面。液體、料位和界面總稱為物位。對物位進(jìn)行檢測的儀表稱為物位檢測儀表。

目前慶深氣田主要采用的是液位儀表，主要包括浮球液位控制器、磁翻板液位計

以及雷達(dá)液位計。

4.1浮球液位控制器

浮球液位控制器適用于對各種容器內(nèi)液體的液位控制，當(dāng)液位到達(dá)上、下切換值

時，控制器觸點(diǎn)發(fā)出通斷開關(guān)式信號。

目前，慶深氣田所應(yīng)用的該儀表主要安裝在各分離器上，與閃光報警搭配使用，

對容器內(nèi)設(shè)置的液位上下限進(jìn)行硬性報警.

主要結(jié)構(gòu)

由互為隔離的浮球組件和觸頭組件兩大部分組成。

工作原理

經(jīng)由外部浮球感受液位的變化，通過磁力軸的傳動從而帶動儀表觸頭動作，實(shí)現(xiàn)

對液位的報警和控制。當(dāng)被測液位升高或降低時，浮球隨之升降，使其端部的磁鋼上

下擺動，通過磁力推斥安裝在外殼內(nèi)相同磁極的磁鋼上下擺動，其另一端的觸頭便使

靜觸頭連通或斷開，控制閃光信號報警器發(fā)出聲光報警，或其它控制作用。浮球液位

控制器在隨液位升降時，只有在處于動作范圍上、下兩個最大的位置時，動觸頭才會

使靜觸頭連通或斷開，發(fā)出通斷信號，而在升降動作過程中，靜觸頭始終處于斷開狀

態(tài)，這樣就防止了誤報警及連續(xù)報警。

故障處理

浮球液位控制器在生產(chǎn)過程起到的是開關(guān)作用，通常與閃光信號報警器或其他連

鎖設(shè)備配合使用，因此其出現(xiàn)的故障就是失去了開關(guān)作用，根據(jù)實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生

的故障主要有以下幾個方面：

（1）浮球卡脖，對于高位報警浮球液位控制器來講，浮球卡脖多是由于浮在液

位表面的油污、雜質(zhì)所致，并且這種情況多發(fā)生在冬季，當(dāng)容器內(nèi)的液位下降時，上

面的少部分油污和雜質(zhì)由于天冷推在浮球卡脖處，造成浮球不能正常工作。對于低液

位報警來講，多是由于容器內(nèi)的淤積物過多造成。這兩種情況產(chǎn)生的現(xiàn)象都可能使值

班室內(nèi)的閃光信號報警器燈常亮或達(dá)到報警限時不報警。第一種情況可將容器內(nèi)的液

位升高，超過浮球，用容器內(nèi)的液體溫度將油污雜質(zhì)等化開；第二種情況只能清罐，

將容器內(nèi)的淤積物清除掉。

（2）浮球掉頭，由于長時間使用，浮球液位控制器浮球連接處受到腐蝕，造成

浮球掉頭。

（3）磁鋼退磁，由于長時間應(yīng)用，浮球液位控制器浮球端部的磁鋼失去磁性，

其上、下運(yùn)動時，就沒有磁力推斥安裝在外殼內(nèi)相同磁極的磁鋼上下擺動，另一端的

觸頭便與靜觸頭連通或斷開，就起不到觸點(diǎn)開關(guān)的作用。這種情況只能停容器，更換

新的浮球液位控制器。

圖4-1浮球液位控制器實(shí)物及工作原理圖

注意事項(xiàng)

（1）安裝容器開口直徑應(yīng)大于浮球直徑，浮球的動作范圍應(yīng)達(dá)到上、下兩個最

大位置，否則無法安裝或浮球無法正常工作.

（2）不能安裝在進(jìn)出液口附近，否則液面波動大，容易造成誤報警。

4.2磁翻板液位計

磁翻板液位計可用于各種塔、罐、槽、球型容器和鍋爐等設(shè)備的介質(zhì)液位檢測。

該系列的液位計可以做到高密封，防泄漏和適用于高溫、高壓、耐腐蝕的場合。它彌

補(bǔ)了玻璃板(管)液位計指示清晰度差、易破裂等缺陷，且全過程測量無盲區(qū)，顯示

清晰、測量范圍大。

目前，慶深氣田所應(yīng)用的該儀表主要安裝在分離器及污水罐上，用于連續(xù)監(jiān)測各

容器內(nèi)液位的變化，分離器的液位計與自動排液系統(tǒng)配套使用，來實(shí)現(xiàn)污水的自動排

放。

工作原理

磁翻板式液位計是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動雙色磁翻板的翻轉(zhuǎn)來指示液位的一種新型

儀表C腔體內(nèi)具有磁性的浮子隨著液而上下浮動，并且在浮動過程中通過磁耦合帶動

磁翻板翻轉(zhuǎn)，使其泛紅，從而直觀的指示出液位值，使之與容器內(nèi)液位保持同一高度。

同時經(jīng)過磁耦合使相對應(yīng)液面的某一磁敏元件動作，通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的(4-20)

mA電流輸出。

圖4-2磁轉(zhuǎn)柱液位計實(shí)物及工作原理圖

故障處理

表磁翻板液位計常見故障

故障表現(xiàn)故障原因故障處理

浮子損壞更換浮子

浮子失磁更換浮子

液位升降、儀表無指示腔體內(nèi)有異物，浮子卡死或

清洗液位計腔體和浮子

不能升降

磁翻板失去磁性不工作更換磁翻板

磁翻板顯示異常磁翻板失磁更換部分磁翻板

密封處沒有密封好壓緊密封面

儀表發(fā)生滲漏密封件損壞更換密封墊

焊縫開裂補(bǔ)焊或送制造廠家維修

注意事項(xiàng)

(1)液位計安裝必須垂直，以保證浮球組件在主體管內(nèi)上下運(yùn)動自如。

(2)液位計主體周圍不容許有導(dǎo)磁體靠近否則直接影響液位計工常工作。

(3)電熱帶的鋪設(shè)不能靠近磁翻板，防止磁翻板因受熱而變形。

4.3雷達(dá)液位計

慶深氣田所應(yīng)用的該類儀表主要安裝在分離器、甲醇罐及污水罐上，用于連續(xù)監(jiān)

測容器內(nèi)液位的變化。

結(jié)構(gòu)組成

雷達(dá)液位計主要由雷達(dá)探測器和雷達(dá)顯示儀構(gòu)成。雷達(dá)探測器重點(diǎn)由主體、連接

法蘭和天線三部分構(gòu)成。

工作原理

發(fā)射一反射一接收是雷達(dá)液位計的基本工作原理。采用高頻振蕩器作為微波發(fā)生

器，發(fā)生器產(chǎn)生的微波用波導(dǎo)管將它引到輻射天線，并向下射出。當(dāng)微波遇到障礙物

液體液面時，部分被吸收，部分被反射回來。通過測量發(fā)射波與液位反射波之間某種

參數(shù)關(guān)系來實(shí)現(xiàn)液位測量。

圖4-3雷達(dá)液位計實(shí)物及工作原理圖

故障處理

表4-2雷達(dá)液位計常見故障

故障表現(xiàn)故障原因故障處理

常顯示滿罐天線結(jié)露加強(qiáng)天線保溫

參數(shù)設(shè)置有誤重新進(jìn)行設(shè)置

顯示不準(zhǔn)確

機(jī)器本身問題維修處理

注意事項(xiàng)

（1）應(yīng)該加強(qiáng)天線保溫，避免天線結(jié)露。

（2）液位的高度是通過計算獲得的，囚此，計算機(jī)所輸入的參數(shù)一定要正確。

第5章流量測量儀表

流量是天然氣生產(chǎn)過程中一個重要的參數(shù)。流量就是在單位時間內(nèi)流體通過一定

截面積的量。

流量分為瞬時流量和累計流量。瞬時流量是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面流體

的數(shù)量，簡稱流量。累積流量是指在某一段時間內(nèi)流過管道的流體數(shù)量總和，即瞬時

流量在某一段時間內(nèi)的累積值，又稱為總量。

流量和總量乂有質(zhì)量流量、體積流量兩種表示方法。單位時間內(nèi)流體流過的質(zhì)量

表示為質(zhì)量流量。以體積表示的稱為體積流量。

流量的檢測方法很多，所對應(yīng)的流量計種類也很多，按照檢測原理不同可分為如

下三大類：

（1）速度式流量計

定義；以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。

主要種類：差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、渦輪流量計、旋渦流量計、

超聲流量計、渦街流量計等,

（2）容積式流量計

定義：以單位時間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的

儀表

主要種類：橢圓齒輪流量計、腰輪流量計等

（3）質(zhì)量流量計

定義：以測量流體流過質(zhì)量作為測量依據(jù)的儀表。

主要分為直接式和間接式兩種：

直接式是指直接測量質(zhì)量流量，主要種類包括量熱式、角動量式、陀螺式、科里

奧利力式

間接式是指用密度與容積流量運(yùn)算得到質(zhì)量流量。

目前慶深氣田所應(yīng)有的流量儀表主要有孔板流量計、旋進(jìn)旋渦流量計、渦街流量

計、電磁流量計、以及羅茨流量計等。

5.1孔板流量計

差壓式流量計是基于液體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置所產(chǎn)生的壓力

差來實(shí)現(xiàn)流量測量的儀表，是最成熟，最常用的流量測量方法之一，差壓流量計根據(jù)

節(jié)流元件可以具體分為孔板、噴嘴、文丘里管三種流量計。

孔板流量計是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)變送器（差壓變送器、溫度變送器及壓力變送

器）配套組成的高量程比差壓流量裝置。慶深氣田所應(yīng)用的該儀表主要用于計量外輸

天然氣的流量。

圖5-1孔板流量計工作原理圖

主要結(jié)構(gòu)

節(jié)流裝置（孔板和取壓裝置）、導(dǎo)壓管、差壓變送器。

工作原理

充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置，在節(jié)流件附近造成局部收縮，流速增加,

在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差，流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，因而可以根據(jù)壓

差來衡量流量的大小。

故障處理

（1）故障判斷步驟

孔板流量計有很多的組成部分，其中任何一部分出現(xiàn)故障，均會影響整個流量計

的正常工作。故障發(fā)生時，可以按下圖所示思路進(jìn)行故障的判斷和檢查：

表5-2孔板流量計故障判斷流程圖

（2）常見故障判斷

表5?1孔板流?計常見故障

故障表現(xiàn)故障原因故障處理

變送器故障檢查處理

平衡閥未關(guān)美閉平衡閥

無流量顯示高、低壓閥未開打開高低壓取壓閥

放空閥未關(guān)關(guān)閉放空閥

變送器未供電給儀表供電

變送儀表控制閥未開打開變送器控制閥

平衡閥未關(guān)緊檢查處理

上、下游取壓閥未全開全開取壓閥

放空閥未關(guān)緊關(guān)緊放空閥

導(dǎo)壓管路存在泄漏檢查處理

流量顯示不準(zhǔn)確導(dǎo)壓管路堵塞檢查處理

變送器故障維修或更換

孔板安裝方向有誤重新安裝孔板

節(jié)流裝置前后直管段長度不夠調(diào)整直管段長度

孔板變形更換孔板

各配套儀表量程等參數(shù)設(shè)置有誤核對重新輸入

孔板上有附著物清洗更換孔板

密封墊片失效更換密封墊片

密封性不好注入密封脂

儀表未工作在有效范圍內(nèi)更換儀表或孔板

變送器線路接觸不好檢查處理

流量顯示不穩(wěn)定密封性不好注入密封脂

變送器故障檢查處理

注意事項(xiàng)

（1）計算機(jī)內(nèi)輸入的儀表量程及孔板等參數(shù)?定要與現(xiàn)場實(shí)際?致。

（2）孔板流量計的流量計算與天然氣的物性參數(shù)有關(guān)，為此需要定期對氣體組

分進(jìn)行分析，并依據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行重新輸入。

（3）對孔板要進(jìn)行定期的提取及清洗，排除孔板因素對流量計測量結(jié)果的影響。

（4）對差壓變送器要定期進(jìn)行放空處理，排除引壓管內(nèi)的積水及雜質(zhì)。

5.2旋進(jìn)旋渦流量計

旋進(jìn)旋渦流量計是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、

壓縮因子自動補(bǔ)償?shù)男乱淮髁坑?，是石油、化工等行業(yè)用于氣體計量的理想儀表。

慶深氣田所應(yīng)用的該儀表是TDS系列，主要用于輪換計量及自用天然氣流量的計

量八

主要結(jié)構(gòu)

旋進(jìn)旋渦流量計結(jié)構(gòu)緊湊，主要由殼體、旋渦發(fā)生體、傳感器（溫度、壓力、流

量）、整流器、支架和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。

圖5-3旋進(jìn)漩渦流量計結(jié)構(gòu)圖

工作原理

當(dāng)沿著軸向流動的流體進(jìn)入到流量傳感器入口時.，在旋渦發(fā)生體的作用下，被強(qiáng)

制圍繞中心線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋渦流，旋渦流在文丘里管中旋進(jìn)，到達(dá)收縮段突然節(jié)流后，

使旋渦流加速，當(dāng)通過擴(kuò)散段時，旋渦中心沿?錐形螺旋線進(jìn)動。此時，旋渦中心通

過檢測點(diǎn)的進(jìn)動頻率與流體的流速成正比。由壓電傳感器檢測到的旋渦流進(jìn)動頻率信

號經(jīng)放大、濾波、整形后轉(zhuǎn)換成流量值進(jìn)行就地顯示或信號選擇。

圖5-4旋進(jìn)漩渦流■計工作原理圖

故障處理

（1）止常工作下面板顯不

fit135865.7689m3

fatal口

標(biāo)況0,00所工況0.00M/h

StdFlowOp?fFlow

溫度20?0匕壓力232.0kPa

Temp.Press.

圖5-5流?計在工作狀態(tài)下的面板顯示

說明：

①總量（標(biāo)準(zhǔn)體積）最小可保留小數(shù)后4位，小數(shù)點(diǎn)自動進(jìn)位，10位溢出后自

動清零。

②流量（標(biāo)準(zhǔn)體積）最小可保留小數(shù)后2位,最大值為99991n7h,當(dāng)超出時示

值閃爍，此時實(shí)際值為示值的10倍。

③溫度示值為一XX.X℃至XXX°C,當(dāng)小于100℃時，保留1位小數(shù)顯示。

④壓力示值最小可保留1位小數(shù)，最大值為9999kp2,當(dāng)超出時示值閃爍，此時

實(shí)際值為示值的10倍。

⑤當(dāng)電池符號出現(xiàn)閃爍時，表示電池欠壓，應(yīng)在半個月內(nèi)及時將電池?fù)Q上。

（2）故障判斷步驟

故障發(fā)生時，可以按下組所示思路進(jìn)行故障的判斷和檢查：

表5?6旋進(jìn)旋渦流■計故障判斷流程圖

（3）常見故障判斷

表5-2旋進(jìn)旋渦流置計常見故障

故障表現(xiàn)故障原因解決辦法

提高介質(zhì)流量，使其滿足要求或者

管道內(nèi)無介質(zhì)流量或流量低于下限流量

表頭無瞬更換合適量程的流量計

時流量放大器某級有故障更換前置放大器

管道堵塞或傳感器被卡死檢查處理

未接入外電源或外電源接線錯誤正確接線

無脈沖放大輸脈沖輸出方式設(shè)置有誤檢查脈沖輸出方式設(shè)置

出脈沖放大輸出電路損壞更換驅(qū)動放大電路中損壞的元器件

壓力（溫度）傳感器損壞更換傳感器

壓力（或溫度）壓力傳感器絕緣不良更換傳感器

閃爍（或異常）儀表壓力（溫度）參數(shù)有誤或有意外改動根據(jù)參數(shù)表核對參數(shù)

信號線接觸不良重新接線

介質(zhì)本身不穩(wěn)定改進(jìn)供氣條件

前置靈敏度過高或過低，有多計漏計脈沖現(xiàn)

更換前置放大器

瞬時流量顯示象

不穩(wěn)定接地不良檢查接地線路

安裝不同心或密封墊凸入管內(nèi)檢查安裝情況、改變密封墊內(nèi)徑

管道震動影響采取減震措施

流量計本身超差重新標(biāo)定

累計流量顯示實(shí)際流量低于儀表流量下限或高于上限調(diào)整流量或重新選型

值與實(shí)際流量

流量計儀表系數(shù)輸入不正確輸入正確的儀表系數(shù)

不符

無(4-20)mA接線錯誤重新接線

電流輸出電流輸出模塊損壞更換電流輸出模塊

通訊序號不一致核對通訊序號，.重新設(shè)置

無法通訊

接線錯誤重新接線

表頭顯示始終

上電復(fù)位電路工作不正常將儀表斷電(10秒)后重新上電

不變，死機(jī)

注意事項(xiàng)

(1)安裝流量計前應(yīng)清理管道雜物，焊渣、粉塵等。

(2)流量計運(yùn)行時應(yīng)緩慢打開后關(guān)閉閥門，防止瞬間氣流沖擊而損壞管路和儀

表。

(3)流量計運(yùn)行時不允許打開后蓋，更改內(nèi)部參數(shù)，否則會影響流量計的正常

運(yùn)行。

(4)若輸出信號為(4-20)mA,為提高其準(zhǔn)確度，用戶使用時應(yīng)根據(jù)實(shí)際的最

大標(biāo)準(zhǔn)流量設(shè)定20mA的對應(yīng)值。

(5)對流量計進(jìn)行任何形式的維修，必須先將流量計停用(正常流程走旁通)。

(6)應(yīng)定期抄錄表頭數(shù)據(jù)(每天或每周)以及不定期查看電池狀況、檢查儀表

系數(shù)及鉛封等,如發(fā)現(xiàn)異常及時處理。

5.3渦街流量計

渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種

介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受

流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)

量小。

慶深氣田所應(yīng)用的該儀表主要用丁天然氣分離產(chǎn)生的污水流量的計量。

主要結(jié)構(gòu)

渦街流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。

工作原理

渦街流量計是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送

器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，渦街產(chǎn)生的脈

沖頻率與被測流體的實(shí)際體積流量成正比。

管壁

、\\\\\\\\\\\\\\\\\十\\\\

流動方向

6畛旋渦

旋渦發(fā)生體-6

\\\\\\\\\\\\\\\wwwww

圖5-7渦街流?計實(shí)物圖及原理圖

故障處理

表5-3渦街流量計常見故障

故障表現(xiàn)故障原因解決辦法

儀表接線錯誤或短路檢查接線并處理

上電后管道內(nèi)有流體流

儀表安裝方向錯誤重新安裝

動，但無信號輸出

流量低于正常的流量范圍調(diào)整流量或聿新選型