双法兰差压变送器应用问题分析

如何正确使用双法兰液位变送器当用差压式液位计来测觉液位时，若被测容器是敞口的，气相压力为大气压，则差压计的负压室通大气就可以了，这时也可以用压力计来直接测液位的高低。

若容器是受压的，则衙将差压计的负压室与容器的气相相连接。

以平衡气相压力 pa的静压作用。

测量液位时一般情况况下我们要选择一个参考点来计量初始零液位．这时我们就涉及到零点迁移的问题。

应用差压变送器测量液面时，如果差压变送器正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上就不需要迁移。

而在实际应用中，出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑．测压仪表不一定都能与取压点在同一水平面上：又如被测介质是强腐蚀性或重粘度的液体，不能直接把介质引入测压仪表，必须安装隔离罐．用隔离液来传递压力信号，以防测压仪表被腐蚀，这时就要考虑介质和隔离液的液柱对测压仪表读数的影响。

差压变送器测量液位安装方式主要有三种，为了能够正确指示液位的商度，差压变送器必须做一些技术处理－即迁移。

迁移分无迁移，负迁移和正迁移。

无迁移将差压变送器的正负压室与容器的取压点安装在同一水平面上。

负迁移为了防止密闭容器内的液体或气体进入差压变送器的取压室，造成引压管线的堵塞或腐蚀，在差压变送器的正、负压室与取压点之间分别装有隔离液绕，并充以隔离液。

为了使仪表输出和实际液面相对应，就必须把负压室引压管线这段液柱产生的静压力消除掉，要想消除这个静压力，就要调校差压变送器，也就是对差压变送器进行负迁移，这个静压力叫做迁移量。

调校差压变送器时，负压室接输入信号，正压室通大气。

假设仪表的程为30Kpa 迁移量P ,gH=30kPa, 调校时，负压室加压30kPa, iJ1, 整差压变送器零点旋钮使其输出为4mA；之后，负压室不加压，调整差压变送器鱼程旋钮，直至输出为20mA, 中间三点按等刻度校验。

当液面由空液面升至满液面时，变送器差压由 6 P=- 30kPa 变化至u P=Ok Pa, 输出电流值由 4mA 变为20mA。

仪表问答360丨双法兰液位变送器在高温、高真空下波动故障类别双法兰差压液位变送器测高温、高真空液位的应用。

仪表类型双法兰差压液位变送器，双表测量。

厂家型号Rosemount 3051CD、横河EJA118W ABB 246 膜片材质：316L。

使用工况介绍使用设备：降膜吸收器。

介质：某产品，低于30℃凝固。

压力：-0.095MPa 温度：90℃密度：900kg/m³。

测量范围：2.2m故障现象描述降膜吸收器利用双法兰差压变送器测量某产品液位,测量不稳,不能反映实际液位。

处理前安全措施开具作业票，控制回路打手动，如需拆下仪表，则穿戴劳动防护用品。

故障原因分析及判断思路发生故障有以下几种可能：1、变送器本身问题安装前将高低压法兰两膜片放在同一平面，变送器显示为0，证明变送器正常。

还可以移动高低法兰，看差压值是否变化。

2、安装问题按规范安装，保证垫片合适，没有压到膜片，螺栓拧紧力合适，安装后显示压力正常。

3、仪表设置和调零问题仪表LRV URV设置均正常。

4、工艺问题，设备工艺操作或工艺条件引起的测量问题。

故障有效处理办法1、经过现场检查，设备出口接管有蒸汽伴热(175℃)。

2、和工艺多沟通，因引出部分较短(150mm)，将此部分取消，此处改为50℃热水伴热。

3、重新安装变送器安装高度，将变送器安装在高1米以下(有效抵消高真空对膜片造成的影响)。

4、选用高温硅油的压力变送器。

5、按规范对双法兰调零。

故障防范措施及改进双法兰差压变送器的接液温度主要由法兰膜盒内的填充液的性质决定的，通常选择普通型硅油，在高温应用情况中填充油受热后体积会膨胀，当填充油的体积膨胀过大超过一定极限填充油，就会导致压力传递不正确，存在一定的误差，误差甚至可以大到无法接受。

填充油虽然是油性物质但它或多或少含有一点空气这点空气在普通应用中不会有大的问题，在高真空高温的条件下它会膨胀体积，膨胀就会产生一个压力，这个压力同样传递到变送器的传感器上，从而使差压测量产生误差。

第５６卷　第４期２０２０年７月石　油　化　工　自　动　化ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯ ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＶｏｌ．５６，Ｎｏ．４Ｊｕｌ，２０２０稿件收到日期：２０２００２１７，修改稿收到日期：２０２００４１６。

作者简介：薛守玲（１９８６—），女，甘肃兰州人，２００８年毕业于天津大学自动化专业，获学士学位，现就职于中石油华东设计院有限公司北京分公司，从事石油化工自动化设计工作，任工程师。

双法兰差压变送器测量液位时的相关问题探讨薛守玲１，张则鹏２，王晨３（１．中石油华东设计院有限公司北京分公司，北京１０００２９；２．中石油工程建设有限公司，北京１００１２０；３．中石油华东设计院有限公司，山东青岛２６６０７１）摘要：双法兰差压变送器以其原理和结构简单、精确度高、现场操作及安装方便等优点，在石油化工行业应用非常广泛。

阐述了双法兰差压变送器应用于液位测量时的基本原理，以３种安装方案为例，介绍了负迁移量的计算过程，不论采用哪种方案，其安装位置都不影响变送器的负迁移量，实际应用中，推荐变送器安装于设备下管嘴下方的方案。

并介绍了一些选型及安装注意事项。

关键词：差压变送器；双法兰差压变送器；液位；迁移量；安装位置；选型中图分类号：ＴＨ８１６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７７３２４（２０２０）０４００８９０３ 双法兰差压变送器在石油化工行业中非常广泛地应用于液位测量，具有原理和结构简单、精确度高、现场操作和安装方便等优点，但在设计和施工过程中，一些细节很容易被忽视，导致其测量精度降低、维护难度增加。

正确的双法兰差压变送器选型计算和安装，对提高测量精度，方便现场操作维护有着重要意义。

１　双法兰差压变送器基本原理双法兰差压变送器又称带远传装置的差压变送器，在普通差压变送器基础上增加了远传密封装置，主要由法兰连接件、感压膜片、带有隔离液的毛细管及变送器几部分组成。

其中敏感元件感压膜片经毛细管与变送器测量室相通，由感压元件、毛细管、测量室组成的封闭系统内充有隔离液，一般为硅油。

EJA压力变送器常见故障处理方法EJA双法兰差压变送器的典型故障处理针对EJA智能双法兰差压变送器的具体应用情况，介绍了其典型故障的详细处理方法。

实践证明：只有正确运用和维护，才能保证仪表的长期稳定运行。

基于微处理器的现场智能变送器与常规变送器相比，具有精度高、可靠性高、稳定性好、测量范围宽、量程比大等特点。

既有与具有相同通信协议的DCS系统或现场通信控制器、设定器进行数据通信功能，又有对智能变送器的各种参数进行修改、设定、实现远程调式、入机对话、在线监测等功能。

和所有智能仪表一样，智能变送器还具有较为完善的自诊断功能。

1、EJA智能双法兰差压变送器的典型故障EJA智能双法兰差压变送器是日本横河电机有限公司的产品，在抚顺石油一厂，该产品被大量的用于塔、罐、容器的液位测量。

在使用过程中，由于使用方法不当而造成了较多的故障，严重影响了仪表的正常使用。

作者对实际故障做了大量的分析研究，发现其故障主要有以下三类：① 测量超限造成的无显示值。

② 与安全柵不配套，造成回路无测量信号或信号偏低。

③ 与DCS无法通信。

2、典型故障的处理方法2.1对测量超限的处理方法通过研究分析，发现此类故障通常与以下因素有关：① 仪表操作使用不当以抚顺石油一厂酮苯装置C-101液位控制系统(LICA-1201)为例，如图1所示，由于仪表始终在高液位(100%以上)运行，或仪表始终在低液位(5%以下)运行，都有可能使仪表指示为超限。

因此，要求工艺操作人员应能根据工艺流程及工艺控制要求正确判断出是仪表故障还是工艺操作不当。

所以，需要工艺人员和仪表维护人员密切配合，保证工艺介质在仪表所能测量范围内，避免使操作人员误认为仪表故障。

图1 C-101液位控制系统工艺图②仪表量程选择不当在对该厂酮苯装置中EJA智能双法兰变送器测量量程检查时，均发现变送器量程存在设计计算错误，如对LICA-1201等变送器在DCS工程师站上检查它们的量程时，发现双法兰量程无迁移，这是造成仪表测量不准及超限的重要原因，如图2所示。

双法兰差压变送器安装时应注意哪几方面1、最好是选用双法兰单毛细管的。

2、如果是高温的设备，毛细管充装的介质一定要耐高温,不然,会造成测量误差。

3、最好将变送器安装在下法兰以下,特别是对于真空工况的。

正压法兰装在低，负压法兰装在高处.安装时要注意密封压垫不可挤压膜片.1 对于液面连续测量,宜选用差压式仪表。

对于界面测量，可选用差压式仪表,但要求总液面应始终高于上部取压口。

2 对于在正常工况下液体密度有明显变化时,不宜选用差压式仪表。

３腐蚀性液体、结晶性液体、粘稠性液体、易气化液体、含选浮物液体宜选用平法兰式差压仪表。

高结晶的液体、高粘度的液体、结胶性的液体、沉淀性的液体宜选用插入式法兰差压仪表。

以上被测介质的液面，如果气相有大量冷凝物、沉淀物析出，或需要将高温液体与变送器隔离,或更换被测介质时，需要严格净化测量头的,可选用双法兰式差压仪表。

4 腐蚀性液体、粘稠性液体、结晶性液体、熔融性液体、沉淀性液体的液面在测量精度要求不高时,宜采用吹气或冲液的方法,配合差压变送仪表进行测量。

５对于在环境温度下,气相可能冷凝、液相可能汽化，或气相有液体分离的对象,在使用普通差压仪表进行测量时,应视具体情况分别设置冷凝容器、分离容器、平衡容器等部件,或对测量管线保温、伴热。

6 用差压式仪表测量锅炉汽包液面时，应采用温度补偿型双室平衡容器。

7 差压式仪表的正、负迁移量应在选择仪表量程时加以考虑。

补充下通则：液面和界面测量应选用差压式仪表、浮筒式仪表和浮子式仪表。

当不满足要求时,可选用电容式、射频导纳式、电阻式（电接触式)、声波式、磁致伸缩式等仪表。

料面测量应根据物料的粒度、物料的安息角、物料的导电性能、料仓的结构形式及测量要求进行选择。

仪表的结构形式及材质，应根据被测介质的特性来选择。

主要的考虑因素为压力、温度、腐蚀性、导电性；是否存在聚合、粘稠、沉淀、结晶、结膜、气化、起泡等现象；密度和密度变化；液体中含悬浮物的多少;液面扰动的程度以及固体物料的粒度。

差压变送器在应用中的故障诊断和分析摘要：随着社会工业化发展，差压变送器的应用范围越来越广泛，生产中遇到的问题也越来越多，加之安装、使用、维护人员的水平差异，使得出现的问题不能迅速解决，一定程度上影响了生产的正常进行，甚至威及生产安全。

差压变送器的工作原理：来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。

关键字：差压变送器Abstract: Along with the social development of the industrialization, the pressure difference transmitter is widely used, the production of the problems of the more and more installation, maintenance personnel level differences, which can’t solve the problems quickly and, to some extent, the influence of the production of the normal, even wei and the safety in production. Differential pressure transmitter principle of work: from both sides of the pressure pipe pressure differential direct role in transmitter sensor bilateral isolated patch, through the diaphragm seal of the liquid in the transmission to the measuring element, measuring element of measured pressure differential signals are converted to and the matching transfer to electrical signal converter, amplified processing into a standard electrical signal output.Key Word: differential pressure transmitter１．差压变送器的几种应用测量方式：(1)与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量(2)利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度。

不同安装位置对双法兰差压式液位计参数设置的影响1、变送器低于上下法兰口双法兰液位计安装在密闭容器低端法兰水平线以下，变送器安装在密闭容器下法兰水平线以下，如下图所示。

假设P介为介质密度=L 5, PO为硅油密度=0. 93, HO为介质量程0-5m, Hl=Im, H2=6m,求变送器的量程。

解：量程：△ P= P 介 XgXHO=L 5 X 9. 8 X 5=73. 5KPa高压侧空液位压力：P ( + ) = P 0 × g X 111=0. 93 × 9. 8 X 1=9. 114KPa 低压侧空液位压力：P (-) = P 0×g×H2=0. 93X9. 8×6=54. 684KPa空液位时压力差：ΔP= P ( + ) - P (-) =9. 114-54. 684=-45. 57KPa满液位时压力差：Δ P=空液位压力差△ P+量程值Δ P=-45. 57+73. 5=27.93KPa变送器的量程为：-45. 57至27. 93KPa2、变送器位于上下法兰之间双法兰液位计安装在密闭容器法兰水平线中间,变送器安装在密闭容器高低侧法兰水平线中间，如下图所示。

假设P介为介质密度=L 5, PO为硅油密度=0. 93, HO为介质量程0-5m, Hl=2m, H2=3m,求变送器的量程。

解：量程：△ P= P 介 XgXHO=L 5 X 9. 8 X 5=73. 5KPa高压侧空液位压力：P ( + ) = P 0 × g × -Hl=O. 93 X 9. 8 × -2=-18.228KPa 低压侧空液位压力：P (-) =Pθ×g×H2=0. 93X9. 8X3=27. 342KPa 空液位时压力差：ΔP= P ( + ) - P (-) =T8. 228-27. 342=-45. 57KPa 满液位时压力差：Δ P=空液位压力差△ P+量程值Δ P=-45. 57+73. 5=27. 93KPa 变送器的量程为：-45. 57至27. 93KPa3、变送器高于上下法兰双法兰差压变送器安装在密闭容器高侧法兰水平线以上,如下图所示。

双法兰差压变送器的调校经验双法兰差压变送器在液位测量中得到广泛应用。

对双法兰差压变送器的调校，通常是用专用法兰与变送器的法兰连接，用标准的压力信号来调校。

如果调校前能根据现场的实际工况进行计算，并以计算数据为依据来进行调校就很方便。

1、双法兰差压变送器迁移量、量程计算依据用双法兰差压变送器测量液位时如下图所示，图中被测液体密度为ρ，双法兰差压变送器毛细管内所充工作介质密度为ρ0，被测液位的测量范围为H，被测液位高低取样管中心距离为h，从图可知，液位的最大测量范围△P=P+—P-=H ×ρ×g-h×ρ0×g。

从公式可知，双法兰差压变送器应进行负迁移，其迁移量S为h×ρ0×g。

并且双法兰差压变送器安装位置的高低对迁移量及测量结果没有影响。

从下图可知：双法兰差压变送器需进行负迁移，当被测液位为0时，远传差压变送器正、负测量室的压差最大，双法兰差压变送器的输出电流为4mA；随着被测液位的上升，变送器正、负测量室的压差逐步减小，当被测液位上升至最高Hmax时，变送器的正、负测量室的压差最小，双法兰差压变送器的输出电流为20mA。

双法兰差压变送器测量液位示意图由于双法兰差压变送器毛细管内工作介质和被测液体的密度都是已知的，双法兰差压变送器的安装位置及液位的测量范围已是确定了的，因此，只要知道液位测量的数据H及h，就可以计算出双法兰差压变送器的量程L，零点迁移量S，最高和最低液位时，作用于双法兰差压变送器高、低压测量室的静压力就可对双法兰差压变送器进行调校了。

2、计算实例现以上图为例介绍计算方法。

图中各参数的数据为：ρ为被测液体的密度(ρ=0.9g/cm3)；ρ0为变送器毛细管所充工作介质密度(ρ0=1.0g/cm3)；H为被测液位的变化范围(H=2800mm)；h为被测液位高低取样管中心距(h=3800mm)；h1为变送器测量室中心与低取样管的距离(h1=1200mm)；P0为容器内工作压力。

差压变送器在应用中的故障诊断和分析１．差压变送器的几种应用测量方式：(1)与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量(如图一)(2)利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度(如图二)。

(3)直接测量不同管道、罐体液体的压力差值(如图三)。

差压变送器的安装：导压管的敷设. (2)电气信号电缆的敷设. (3)差压变送器的安装2．应用中的故障判断及分析变送器在测量过程中，常常会出现一些故障，故障的及时判定分析和处理，对正在进行了生产来说是至关重要的。

我们根据日常维护中的经验，总结归纳了一些判定分析方法和分析流程。

(1)调查法：回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修。

(2)直观法：观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供电开关状态等。

a.断路检测：将怀疑有故障的部分与其它部分分开来，查看故障是否消失，如果消失，则确定故障所在，否则可进下步查找，如：智能差压变送器不能正常Hart远程通讯，可将电源从表体上断开，用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。

b.短路检测：在保证安全的情况下，将相关部分回路直接短接，如：差变送器输出值偏小，可将导压管断开，从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双侧，观察变送器输出，以判断导压管路的堵、漏的连通性。

c.替换检测：将怀疑有故障的部分更换，判断故障部位。

如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。

d. 分部检测：将测量回路分割成几个部分，如：供电电源、信号输出、信号变送、信号检测，按分部分检查，由简至繁，由表及里，缩小范围，找出故障位置。

3．几个典型测量回路的故障分析由于篇幅有限，下面我们仅以导压管故障为例，来分析差压变送器测量回路故障，以供大家分享。

(1) 导压管堵塞以正导压管堵塞为例来分析导压管堵塞出现的故障现象在仪表维护中，由于差压变送器导压管排放不及时，或介质脏、粘等原因，正负导压管堵塞是经常发生的事，通常正导压管堵塞的现象是：变送器输出下降、上升或不变。