流量检测仪表故障诊断及处理建议(二)

吴国良

(上海石油化工股份有限公司，上海200540)

作者依据仪表设备和控制系统管理、维护保养的经验，以各种现场仪表设备和控制系统出现的故障为案例，运用仪表工作原理、自动控制原理、工艺过程知识等，分析故障产生的原因、处理办法以及预防措施。

常用的平衡式、锥形式、孔板、喷嘴、文丘里、均速管、锲式、弯管、机翼等流量测量仪表，均是利用测量元件上的差压与流量的关系实现流量的测量，因此了解差压测量中发生的各种故障现象十分重要。本文接续2019年第3期流量检测仪表故障诊断及处理建议(一)的内容，分析了流量仪表在测量过程中出现的故障及异常现象，分析了原因并给出了相应的解决方案。

5 再沸器冷凝液对测量仪表的影响

5.1 故障现象

工艺操作人员已经明确丙烯精馏塔T-304再沸器的疏水器有故障，所以小幅度增加疏水器前的排放阀开度，让冷凝液就地排放，但蒸汽流量指示偏低。操作人员增大调节阀开度，但蒸汽流量上升却不足，此时塔底温度也升不上去。

5.2 现象分析

操作人员知道疏水器有故障，所以小幅度增加疏水器前的排放阀开度，但是排放阀口径小，冷凝液的排放量远小于疏水器的排放量，使冷凝液排放不畅通，这时蒸汽冷凝速度大于凝液的排放速度，使冷凝液在再沸器内慢慢积聚，液位升高，再沸器内的热交换面积减小，这使得蒸汽冷凝速度减慢，直到蒸汽冷凝量与排放量相等，达到平衡，再沸器内冷凝液位稳定在某个高度，这时流入再沸器的蒸汽流量就减少，因此流量指示显示偏低。如果增大调节阀开度，再沸器内蒸汽压力升高，迫使凝液排放速度增加，但终因排放量不够，流量增加不明显。由此可见，蒸汽流量的大小取决于冷凝液的排放流量大小。由于再沸器内热交换面积少了，加热量减少，塔温度上升达不到要求。

5.3 处理方法

疏水器的旁路阀门口径较大，如果将旁路阀开大，加大冷凝液排放量，蒸汽流量指示就能上升。在分析该类故障时，不应只从仪表的流量指示表及调节阀方面考虑，还需特别注意工艺设备方面的疏水器、管道等方面是否有堵塞等故障。

6 纯碱稀释用纯水流量值偏低且波动大的原因

6.1 现象分析

碱洗塔(T-201)中部浓碱液循环系统用的浓碱液是由纯碱液加纯水配制而成，其工艺流程如图6所示。来自裂解炉急冷热交换器的高压排放水在罐V-702内闪蒸得到中压蒸汽和冷凝液。该冷凝液作为纯水用，依靠V-702的自身压力通过液面调节阀(LIC-732-01V)，再经长管道输送，一路作为碱洗塔塔顶水洗用(由流量调节回路FIC-213控制)，另一路由流量调节回路FIC-215控制作为稀释纯碱液用。当V-702压力波动时，或因液面调节阀开度变化，或因碱洗塔塔顶进水流量变化等扰动因素发生时，均会引起纯水流量调节阀(FIC-215-V)的阀门前压力波动，当阀前压力接近或小于纯碱定量泵P-205出口压力时，即使该阀全开，纯水流量也很小，甚至发生纯碱液倒灌流入附近纯水管线上的孔板，造成流量表指示偏低或超出0的范围等现象。

图6 纯碱稀释工艺流程示意

正常时流量指示波动大，是由于纯碱定量泵是往复式定量泵，泵出口压力波动较大，造成纯水流量调节阀后压力波动，因而纯水流量也随之波动。此外，V-702的液位(LIC-732)波动造成液位调节阀开度变化，也是造成上述FIC-215流量指示不稳的原因。

6.2 处理方法

发现纯水流量指示为0时，操作人员应及时设法提高纯水的压力，例如提高罐V-702的压力控制设定值等，以防止纯碱液倒灌进入附近的纯水管线。如果发现纯碱液已经倒入纯水管线上的孔板处时，应在恢复纯水流量正常状态后，需清洗孔板流量计的仪表导压管和差压变送器，以防碱液腐蚀导压管及仪表。

7 碱洗塔的稀碱液循环流量表指示呆滞现象

7.1 故障现象

碱冼塔的稀碱液循环系统用于清洗工艺气体介质中的油脂，使用孔板差压式流量计来测量稀碱液的循环流量，发现该流量计指示经常出现呆滞或不正常现象。

7.2 现象分析

由于稀碱液是循环使用的，经碱洗后的碱液中含有碱泥，碱泥很黏稠，慢慢沉淀进入导压管，并逐渐沉积在导压管和三阀组内，温度低于40℃时碱泥会发生凝固，因此导压管、三阀组和差压变送器都需要进行伴热保温，以保持碱泥的可流动性。

在实际使用过程中，碱泥在导压管、三阀组等处很容易沉积，如保温效果不好，碱泥变得黏稠，孔板差压的传递就变得迟缓，甚至在这些部位经常发生堵塞现象，严重影响了流量测量的准确性。在检修时常需要拆除外面的保温，拆下三阀组及排污阀门盖板等进行机械疏通，工作量较大。此外，由于碱液的腐蚀作用，造成管道等处的泄漏，所以使测量指示不准。

7.3 处理方法

为了解决上述稀碱液中的碱泥容易堵塞导压系统的问题，改进了导压系统如图7所示，通过增加隔离液器将含有碱泥的稀碱液介质与导压管隔离，不让稀碱液直接进入导压管和变送器。为此，要按下面方法灌入隔离液(变压器油)，步骤如下：

1)先打开取压阀V1， V2及隔离液罐底部的阀门V3， V4，让工艺介质稀碱液慢慢流入隔离液罐，直到从罐侧面的溢流口流出为止，再关上罐底部阀门V3， V4，由于2个罐的溢流口高度相同，因此不会产生液柱附加误差。

2)然后堵上溢流口。为了能排净导压管内的空气，变压器油应从导压管最低处(V5或V6)自下而上灌入。注意，当油进入变送器正负压室时，要打开变送器两侧的排气堵头，让空气排出，直到油流出为止，以保证变送器正负压室内不留有空气泡。此外，再取下隔离液罐顶部堵头，让油从隔离液罐顶部溢出为止，再堵上隔离液罐顶部的排气堵头，到此灌隔离液步骤完成。

3)此时可打开隔离液罐底部阀门V3， V4，引入介质压力。由于开表时罐内可能还会进入空气，影响流量测量，因此需要通过隔离液罐顶的排气堵头放气，但要注意不让隔离液溢出过多。

图7 改进的导压系统示意

经过上述方法改进后，导压管和变送器内的介质是变压器油，因此无需伴热保温，只要将取压阀V1， V2和隔离液罐良好伴热保温即可。同时由于2个隔离液罐处于高位，碱泥向导压管低处积沉，排污管底部不用阀门而采用排污堵头，以便发生堵塞时还可以拆下堵头，进行机械疏通。此外，在碱液排放时需将隔离液罐底部阀门V3， V4关上，以免变压器油在排污时被一起带走。

除了采用隔离液办法外，还可以使用双法兰差压变送器来测量孔板差压，但是要选择法兰尺寸较小(DN50)而膜片灵敏度大(压差量程较小)的产品，则可避免导压管系统带来的麻烦。

8 丙烯出料泵出口压力下降时引发丙烯出料流量计指示值升高的现象

8.1 故障现象

丙烯塔精馏塔(T-304)简易流程如图8所示。涡轮流量计FQ-344与孔板差压式流量计FdRC-343均是T-304的丙烯出料流量计，安装在同一管道上。操作人员发现这2台表的指示偏高，但经检查仪表均无故障，同时工艺确认塔的进料流量和塔底出料实际流量均未变化。

8.2 现象分析

操作人员反映T-304的进料流量不变，塔底出料量不变，在整个系统物料平衡的情况下，出现丙烯产品出料流量显示值增加的不正常现象。仪表技术人员与工艺人员共同分析原因，发现出料流量调节器FdRC-343是处于投运串级状态，只有在调节器外给定值增高的情况下，流量指示才会随之而增高。由图8可看出，T-304塔的丙烯出料流量与塔的回流量呈定差值关系，关系式为qm0=qm1-qm2，因而，只有在塔回流量qm1(FRC-343)升高的情况下，出料流量调节器外给定值量qm0才会升高。

图8 丙烯塔精馏塔简易流程示意

通过上述分析，应寻找工艺条件的变化情况，发现丙烯出料泵P-307出口压力从2.0 MPa下降到1.5 MPa，从工艺物料平衡角度分析，在丙烯出料流量控制正常情况下，流量调节阀开度是一定的，但由于泵出口压力降低，丙烯开始气化，密度减小，体积膨胀，流过调节阀的实际丙烯质量流量会减少，而且塔的进料流量和塔底出料流量大小均没有变化，因此丙烯实际出料质量流量的减小将造成塔内第7层塔板以下塔的内回流流量增加，这会引起塔的温度下降，通过温度调节系统使再沸器的加热蒸汽量增大，以保持塔的温度恒定。由于塔内回流量增加，又很快地被蒸发上升，造成塔内上升的蒸汽量增加，再经过塔顶冷凝器(E-333)使冷凝成液态丙烯的量也增加了，从而引起回流罐V-313液位上升，产生液位正偏差，液位调节器设置为正作用，所以输出信号值增大，由于回流罐V-313液位LRC-343与回流量FRC-343是均匀控制，因此回流量调节器的外给定值增加，回流量也就随之增加，促使回流罐液位恢复正常。又丙烯出料流量与回流量是定差值控制，回流量信号的增加通过减法器后又引起丙烯出料流量调节器外给定值增大，因流量调节器设置为反作用，从而使出料流量调节阀的开度增大，使出料流量增大从而减少塔的内回流量。由于丙烯密度减小，引起上述工艺一系列平衡过程，最后使塔的进、出物料重新达到平衡。在新的平衡情况下，回流量和出料流量指示值都比原来增大了，但实际出料质量流量又回复到原来值，并未增加。综上所述，系统重新平衡后，丙烯出料流量调节阀开度比原来增大了，出料体积流量也增大，因此在同一管道上的涡轮流量计FQ-344指示也增加了。

8.3 处理方法

工艺切换1台丙烯出料泵后，丙烯泵出料压力恢复到原来的2.0 MPa，2台丙烯出料流量指示恢复正常。说明上述现象是由于丙烯出料泵发生故障引起，并非仪表问题。

9 改变裂解汽油压力设定值而引发流量计示值偏高现象

9.1 故障现象

裂解汽油(TCR)输送简易流程如图9所示，TCR有两个来源，一是来自汽油放散塔(T-102)塔底出料，经过E-107冷却后长距离输送，因此介质温度较低，该路出料中含轻组分较多；另一路来自脱丁烷塔(T-204)塔底，距离汇合点较近，因此该路出料温度较高。冷热2路TCR在管道汇合处混合，由于轻组分受热气化而产生冲击现象，引起部分管线振动，TCR流量计指示也大幅度摆动。操作人员将管道压力控制回路PIC-246的设定值从原来的0.33 MPa降低到0.1 MPa左右，冲击现象有所减轻，但是，此时TCR流量计(FR-246)指示出现偏高现象。

图9 裂解汽油输送简易流程示意

9.2 现象分析

FR-246指示偏高原因是由于TCR内含有许多轻组分，在管道压力降底后大量气化，形成气液二相混合体，介质的体积膨胀，密度减小，要排出相同质量流量的介质，必须增大调节阀门开度，使流过孔板及调节阀的TCR流量增加，使孔板上的差压增大，所以流量仪表指示就高了，但是实际质量流量没变，所以仪表指示是虚假增高。

9.3 处理方法

首先由工艺通过改变操作条件以解决水击现象，然后恢复控制压力到原来的值，使FR-246指示恢复正常。

10 催化剂再生气加热炉的入口气体流量指示在再生过程中逐渐下降的现象

10.1 故障现象

催化剂再生气加热炉简易流程如图10所示，乙炔加氢反应器(R-301)和丙二烯加氢反应器(R-305)的催化剂再生过程分两个阶段： 第一阶段是用低压饱和蒸汽(LDS)通过加热炉(F-301)升温，然后进入反应器对催化剂进行再生；第二阶段需要在低压饱和蒸汽中通入少量的空气，而且随着再生进行，空气量逐渐增大。同时，还设置了1套加热炉入口气体最小流量控制回路，当再生气体用量减少时，最小流量调节阀打开，将加热炉入口流量控制在最小流量值，防止炉管烧坏，而当再生进入第二阶段时加热炉的入口气体流量表(FIC-306)指示却出现下降的现象。

图10 催化剂再生气加热炉简易流程示意

10.2 现象分析

在再生过程中加热炉的入口蒸汽流量表指示会逐渐下降，这与再生操作过程有关。该流量测量回路的孔板和差压变送器量程在设计时均以蒸汽为测量介质来考虑的。因此，当再生进入第二阶段时操作上需要在蒸汽中再加入空气，这样测量介质成为蒸汽和空气的混合物，并随着空气量的逐渐增加，混合气体的密度逐步减小。因此，在流入反应器的再生气体积流量不变的情况下，因密度的逐渐减少，孔板两端的压差也随之逐渐减小，造成流量指示逐渐下降。所以这是因工况条件发生变化，仪表实际运行状态与设计参数发生偏离所造成的。

11 裂解炉原料油进料流量表在投运时的指示波动现象

11.1 故障现象

某装置大检修后投料开工，发现裂解炉4组原料油进料流量计(FIC-101-01～FIC-101-04)投运后，流量指示始终波动很大。怀疑导压管及表体内有空气泡，但经导压管排污及表体放气孔排气后仍无效。

11.2 现象分析

裂解炉原料油进料流量计的安装特点是孔板与差压变送器处在同一水平高度上，而导压管向下弯了一个U型后再与差压变送器相接。大检修时，将导压管和表体内所有原料油都排放干净，空气就进入这些部位。开工时，原料油进入导压管和表体内，导压管内有一部分空气通过排污阀V1，V2排除，但是集聚在导压管AB段和CD段内以及表体内顶部的空气无法通过导压管排污时带走，形成气泡柱，裂解炉原料油进料流量计安装位置如图11所示。由于空气可压缩，具有弹性，原料油压力作用在气泡柱上，当压力波动时，很容易使气泡产生弹性振动，加上2根导压管内积气量不等，形成差压波动，对小量程的差压变送器来说就很显著，它将引起流量仪表指示波动。如果系统投运自控回路后，则流量指示振荡会更厉害。

图11 裂解炉原料油进料流量计安装位置示意

11.3 处理方法

原料油流量计进油后，除导压管底部要排污，差压变送器表体两侧要排气外，还应打开2根导压管顶部的排气阀V3，V4和排气堵头，让气体排尽，直到原料油连续流出为止，使整个导压管内无空气集聚，上述波动情况可得到改善。

12 流量调节回路在调节阀输出MV值相差不大时流量示值相差较大的现象

12.1 故障现象

每台裂解炉有4组原料油管线，分别由4台原料油流量调节回路控制。在其他条件都相同的情况下4台调节阀的开度输出信号(MV)输出指示值相差不大，但原料油流量指示值相差却较大，经检查仪表却没有问题。

12.2 现象分析

工艺操作人员认为4台流量调节阀的MV值相差不大，所以流量指示也应该相差不大，但实际4组原料油流量指示相差却很大，而仪表却没有问题。分析该问题，首先要了解所用调节阀的流量特性。裂解炉原料油进料流量调节阀为等百分比流量特性，即表示流量qV与阀门开度L之间成对数关系，在直角座标系上可用1根曲线表示，如图12所示。由曲线可见，在相同阀门开度(ΔL)变化下，流量变化值随流量的增大而增加，即调节阀的灵敏度随流量增大而增大。

造成4组调节阀输出信号相差不大，但流量显示差别却较大的原因有以下几个方面：

1)阀门定位器校对有误差，调节器输出信号MV与阀门实际开度指示不一致。

2)阀门的开度指示牌上刻度线较粗，阀门开度读数不精确。

3)由于阀门上下行程时阀门开度有误差，即使在相同MV信号值下，上行程与下行程时阀门实际开度不同。

4)由于调节阀是对数型流量特性，在流量值较大时(例如70%)，在较小的阀门开度偏差下，流量的偏差会很大，如图12标记所示。

5)工艺状况差异，例如4组调节阀的阀门后压力不全相等，引起阀门两端压差不同也会造成4组流量指示有偏差。

图12 调节阀流量qV与阀门开度L之间关系示意

12.3 故障处理

为避免发生上述现象，除了正确校正阀门行程外，还建议操作工以调节阀的流量指示为目标来控制调节阀的开度。因此，在4组进料流量指示值基本相同情况下，由于阀门刻度比较粗，因而4组阀门开度指示相差并不显著。从操作角度看，4组流量指示必须相等，而4组阀门的开度存在一定差别问题并不大。

13 调节阀流通能力(CV值)过大时对调节系统稳定性的影响

13.1 故障现象

乙烯装置开工初期，裂解炉稀释蒸汽流量调节回路投运自控后产生振荡，不管如何调整P，I，D参数都无效。

13.2 现象分析

上述现象发生后，经检查流量检测系统的仪表无问题，最后查明是设计问题，调节阀的流通能力CV选得过大。在相同的阀门开度和相同的阀门两端差压条件下，阀门的CV值越大，单位时间内通过阀门的介质流量也越大，这相当于在自控闭环回路中调节阀模块的放大系数K很大，系统就容易超调，产生震荡。

13.3 处理方法

该调节阀为套筒阀，调换套筒使其窗口面积减小，使其CV值从原来的175减小到99后系统控制便稳定了。

14 重油流量计出现示值逐步下降及波动现象

14.1 故障现象

为不使重油进入导压管和差压变送器，重油流量计导压管和差压变送器测量室内灌有隔离液，并对整个导压管和差压变送器进行蒸汽伴热。工作一段时间后，出现重油流量计FIC-716T指示逐步下降现象，有时流量指示还会出现波动情况。

14.2 现象分析

流量计导压管系统开启伴热蒸汽后，导压管内的隔离液容易受热蒸发进入工艺管线后被带走，时间长了导压管内隔离液液位逐渐下降，由于2根导压伴热保温情况不尽相同，因此隔离液被蒸发情况也不一样。假如正压侧导压管内隔离液蒸发得多，隔离液液位下降就多，这就导致2根导压管内产生液柱差，对差压变送器产生1个附加反压差，使流量指示下降，反之，产生1个附加正压差造成流量指示上升现象。

另外，如果部分隔离液的蒸气没有进入工艺管线被带走，而是积聚在隔离液罐顶部，则可能越积越多，形成气泡团。由于气泡的弹性作用使作用在差压变送器上的差压值不稳定，因此易引起流量指示波动。此外，2根导压管内隔离液受热沸腾时，隔离液柱发生波动也会引起流量指示波动。

14.3 处理方法

为解决导压管内隔离液蒸发和过热沸腾问题，可将导压管的伴热保温分成2段。隔离液罐上部是重油介质，所以伴热蒸汽应该全年开启，它的伴热可以与孔板、出口一次阀门等的伴热管线相连，全年通蒸汽加热，以防重油结冻。而隔离液罐下部导压管及变送器内是灌隔离液的，可以另外敷设1路伴热管路，只有在冬天隔离液可能结冻时才开蒸汽伴热，从而使隔离液不易被蒸发掉。如采用10%浓度的乙二醇溶液作隔离液，则也可不加蒸汽伴热，只需外加保温即可。

注意： 如已发现导压管内的部分隔离液被蒸发掉时，应及时吹扫导压管。因为隔离液液位下降，重油随之下沉进入导压管内，加之下部导压管伴热蒸汽一般不开(属于冬季伴热)，致使重油在导压管内冻结，造成堵塞，因此导压管吹扫后，应重新灌注隔离液，方可开表使用。

15 工艺重油管道内混入空气后对孔板流量测量的影响

15.1 故障现象

操作人员在调换锅炉燃料重油泵进口过滤网后不久，重油流量表指示产生大幅度振荡，由于流量指示波动大，回路投运自控后又引起了锅炉的炉前燃料重油压力大幅度波动。操作人员担心压力波动到低值时，会导致燃料油压力低联锁动作，因此一方面将调节阀切手动，同时又关小燃料油的火嘴阀门以提高火嘴的背压(即炉前压力)，此时又发生流量指示突然下降到0的现象。经查仪表无故障，后与操作人员商讨让重油在炉前回流，这样增加了重油的流通量，流量指示才逐步恢复正常。

15.2 现象分析

重油泵在调换过滤网时容易使大量空气进入重油管道，经过重油泵加压后，这些空气被重油冲散，并沿着管道随同重油一起流到孔板前。有部分空气被孔板档住，虽然孔板上部一般有1个排气小孔，但因锅炉单机运转，燃料流量小，因此孔板两边的压差低，积聚在管道顶部的空气泡一时难以全部通过孔板被带走，从而形成气泡团。气泡的弹性作用引起孔板两边压差振荡，造成流量指示明显波动。此外，当燃料油的火嘴阀或调节阀的开度减小时，均会使流量减少，孔板两边压差更小。如果此时压差波动到小于压差量程的1%(25 Pa)时，流量开平方器就会发生小信号切除，使流量指示为0，而流量实际值并不等于0。

15.3 处理方法

操作人员开启燃料重油的炉前回流阀门使部分重油打循环，这样流过孔板的重油流量增大，加速带走孔板前积聚的空气泡，流量指示波动现象则会缓慢消失，并趋正常。

此外，引起重油流量测量系统故障的原因虽然很多，但一个重要的原因是设计时孔板压差选得太小，差压变送器的量程变得很小，虽然测量灵敏度提高了，却容易造成指示波动大，使系统控制不稳。上述例子中更换孔板，将压差量程从原设计的2.5 kPa扩大到10.0 kPa，这样当孔板压差变化较小时给流量指示的影响就不大了，重油流量测量系统的故障也显著减少了。

16 重油流量调节系统在淋浴大雨后出现振荡现象

16.1 故障现象

锅炉燃料重油流量调节系统投运自控后运行正常，但是一场大雨后却出现重油流量指示震荡现象，造成自动控制系统不稳定。

16.2 现象分析

上述现象发生后，经检查发现孔板取压阀门附近的导压管保温石棉带外面没有防湿措施，大雨将保温层淋湿，热量散失，导压管内重油受冷，黏度增大，因此造成压差信号传递迟滞，孔板两边压差的变化不能及时地在差压变送器上反映出来，即测量系统的滞后增大了，在投运自控时容易引起系统超调，产生震荡。

16.3 处理方法

针对上述现象，应立即采取防湿措施，恢复伴热效果，待温度上升后，系统则恢复正常。

17 隔离液蒸发造成附加指示误差无法消除的原因

17.1 故障现象

很多重组分介质流量测量中导压管系统中都灌有隔离液，但是一段时间后，这些隔离液会慢慢蒸发，使导压管内隔离液液柱高度降底。如果正、负压导压管内的隔离液液面不平衡，有高低差别，则产生1个液柱压差附加误差，使流量测量不准确。发现该情况后，仪表工一般通过关闭2台一次阀门，打开三阀组的中间平衡阀门，构成导压管大U型平衡方法来解决正、负压导压管之间的液柱高度差问题，但是却不能完全消除这个液柱附加压差的误差。

17.2 现象分析

上述所谓的导压管大U型平衡方法就是将导压管系统处于与工艺管线隔离，并处于与大气压力平衡状态，U型管状大平衡结构如图13所示。由图13可知，当2台孔板一次阀门关闭，使测量系统与工艺管线隔离，将隔离液罐顶部的排气堵头取下，使导压管系统与大气压力平衡，再将三阀组的三个阀门全部打开，这样隔离液罐、导压管和三阀组构成大U型管状态，仪表人员认为这个状态下正、负压导压管内液柱高度相等，产生的液柱静压力相等，差压变送器的入口差压为0，仪表可以调零点了，其实不然。

图13 U型管状大平衡结构示意

以下用数学推导方法解释该现象：

1)假设隔离液蒸发使正压侧隔离液罐内水液位降低(即油和水的界面h2>h1)，则重油补入罐内，如图13所示，三阀组进表阀A和B两点处静压力(即变送器正负压室压力)可用下式表示：

pA=p1+h1ρ水+(H-h1)ρ油=

p1+h1(ρ水-ρ油)+Hρ油

(1)

pB=p2+h2ρ水+(H-h2)ρ油=

p2+h2(ρ水-ρ油)+Hρ油

(2)

式中：p1，p2——孔板两端的静压力；ρ水，ρ油——隔离液和重油的密度。

由式(1)减式(2)得：

pA-pB=Δp-(ρ水-ρ油)(h2-h1)

(3)

设Δp=p1-p2，因为h2>h1，ρ水>ρ油，所以pA-pB<Δp。由以上分析可知，由于隔离液罐内存在液柱差(h2-h1)，使差压变送器实际接收到的压差要比孔板两边压差小，因此造成流量指示偏低。

2)做大平衡时，先关闭孔板两端的取压阀门，隔离液罐顶部排气孔打开，导压管内静压力消失，p1=p2=0，

Δp=0，则pA-pB<0，所以pA

(4)

(5)

三阀组的平衡阀打开后，pA=pB，即式(4)等于式(5)，则简化后：

(6)

3)重新投运仪表后，负隔离液罐上部的空缺部分又被重油占满，对负压导压管来说又增加了1个附加静压力h0ρ油，所以开表后仪表指示仍偏低。

上述说明，做导压管液柱大U型平衡操作，不能解决导压管隔离液的平衡问题，只有重新灌隔离液，才能解决该液柱误差问题。

18 孔板内孔粘贴上杂物对流量测量的影响

18.1 故障现象

裂解炉进料原料油流量表在流量调节阀开度正常的情况下，流量指示超满刻度。经查差压变送器和导压管系统无故障。

18.2 现象分析

如果差压变送器和导压管系统均无故障的情况下，则需要检查孔板流量计。流量计量显示超满刻度，估计在孔板处有杂物挡住孔口，使孔板孔径减小，压差增大，造成流量超满刻度。

18.3 处理方法

在裂解炉机械清焦时，拆下孔板检查，发现在孔板上游侧有1块(25×20×20) mm3左右的花岗岩石头把孔板内孔挡住了一部分，造成该故障。要注意，由于孔板很薄，因此2片孔板法兰之间的间隙很小，较难观察到孔板附近的杂物，因此必须仔细捡查，清除异物。

19 丙烯与丙烷合并输出时丙烯的出料流量示值下降的现象

19.1 故障现象

丙烯精馏塔(T-304)塔底出料为丙烷作燃料用。由于丙烷产量不够，工艺上会将产品丙烯全部合并到丙烷出料管线中去作燃料用，相关工艺流程如图14所示。当2路流量合并时，发现丙烯出料流量计(FdRC-343)的流量指示下降了。当2路流量分开后，丙烯流量计指示又恢复正常。

图14 丙烯精馏塔部分相关工艺流程示意

19.2 现象分析

丙烯精馏塔底丙烷出料泵P-306A/B的出口压力在一般情况下有时会高于丙烯出料泵P-307A/B的出口压力。在丙烯流量调节阀开度为一定状态时，可能出现丙烷去球罐的管线压力大于丙烯出料管线的压力，因此丙烯就不容易经过不合格产品管线进入丙烷管线，流量就会减小。此外，丙烯不合格产品管线的直径为50 mm，由于管径细，管压降大，造成丙烯出料流量调节阀后压力升高，也会使出料流量减少。在流量回路投运自控情况下，还会出现丙烯流量调节阀全开时，流量仍不能恢复的现象。

该现象不是仪表问题，由工艺方面设法解决。

20 丙烯塔回流罐顶的未冷凝气体排出流量表无指示的原因

20.1 故障现象

丙烯塔回流罐的简单工艺流程如图15所示，操作人员发现丙烯塔回流罐V-313顶部未冷凝气体的排出流量表(FIC-345)无流量指示。

图15 丙烯塔回流罐简单工艺流程示意

20.2 现象分析

经检查仪表检测回路没有故障，而在现场打开V-313罐顶未冷凝气体手动排放阀时，流量表恢复指示，这说明流量表是正常的。打开流量调节阀(FIC-345V)的旁路阀，流量仍无指示，说明并非调节阀堵塞，而是工艺管线内确实无流量。进一步检查发现V-313的这根放空管线与乙烯精馏塔T-303回流罐V-309的未凝气体排放管线是合并后再送往压缩机的吸入罐V-214。当操作人员适当关小V-309罐的排放气流量调节阀(FIC-338V)开度，减少V-309罐的排放气流量后，V-313罐的排放气流量表(FIC-345T)突然有指示。分析该现象的原因是，乙烯精馏塔T-303比丙烯精馏塔T-304先开，因此，乙烯精馏塔回流罐V-309的未凝气体先流通排放。由于V-309罐的压力较高，所以排气流量调节阀(FIC-338V)的阀门后压力也较高。在V-313罐未冷凝气体排放管线上有1台单向阀，当V-309罐的排放量较大时，该阀阀后压力升高，使单向阀的顺向压差减小，再加上单向阀受腐蚀生锈，不易打开，导致V-313罐的气体不能流通，使流量表无指示。当减小该阀的阀门开度后，单向阀的背压减小，单向阀顺向压差增大，克服了单向阀档板的静摩擦力，使单向阀打开，气体流通，所以流量表就有指示了。单向阀一经打开后，即使顺向压差再减小，仍能导通，不影响气体流通。因此即使再恢复调节阀(FIC-338V)原来的阀门开度，流量表将仍有流量指示。

21 急冷油流量测量孔板压差引出口方向改为向上45°的原因

21.1 故障现象

急冷油流量表的导压管经常出现堵塞现象，影响流量正常指示。

21.2 现象分析

某装置急冷油流量测量孔板的压差引出口方向原设计是向下45°。急冷油中带有很多裂解时产生的结焦粒子，随同急冷油来到孔板处，由于孔板阻档，所以相当一部分结焦粒子会沉淀积聚在孔板附近。因为导压管引出口方向是向下45°，这些结焦粒子很容易通过一次阀门进入导压管，在孔板一次阀和导压管处沉积造成堵塞，影响流量测量。这种焦粒子引起的堵塞通常不易疏通，而且在带压运转情况下进行疏通操作，容易引起急冷油外喷，很不安全，多年来已成为一个难题。

21.3 处理方法

为解决孔板一次阀和导压管易堵问题，可以改变导压管引出口方向，改为向上45°。因此，结焦粒子不能进入导压管而造成堵塞，但导压管向上后还必须再向下，这样形成了一个弯角。由于这个弯角处是相对最高点，导压系统中的气泡就聚集在此，容易引起流量指示波动。所以在该处又设置了一个隔离液罐，罐顶部有一个排气堵头，作放气之用，此外，还可供灌隔离液用，防止急冷油进入导压管和差压变送器内。如此改造后，结焦粒子仍有部分会聚集在孔板前，影响测量精度，故原设计不合理。应采用偏心孔板或圆缺孔板，让结焦粒子容易通过孔板，这样就不会发生上述问题。

22 结束语

石油化工装置中仪表及控制系统暴露出来的各种故障，有的是仪表设备或控制系统自身产生的，同时也有工艺设备故障或工艺操作失误导致的问题，但这些现象都会在仪表中显示出来。通过对故障原因的归类、分析、总结，提出了相应的处理方法，以期对广大仪表操作人员提供借鉴。