仪表故障处理手册

仪表故障处理手册

目录

第1章仪表基础知识...................................................................1

1.1仪表分类........................................................................1

1.2计量检定.......................................................................1

1.3仪表性能指标...................................................................2

1.4误差分析基础...................................................................2

1.5其他常用知识...................................................................3

第2章压力测量仪表...................................................................1

2.1压力表.........................................................................2

2.2压力变送器.....................................................................3

第3章温度测量仪表...................................................................8

3.1双金属温度计...................................................................8

3.2热电阻温度计...................................................................9

3.3温度变送器....................................................................12

第4章物位测量仪表..................................................................15

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

4.2磁翻板液位计..................................................................17

4.3雷达液位计....................................................................18

第5章流量测量仪表..................................................................20

5.1孔板流量计....................................................................20

5.2旋进旋涡流量计...............................................................23

5.3涡街流量计....................................................................27

5.4电磁流量计....................................................................29

5.5罗茨流量计....................................................................31

第6章站控系统......................................................................35

6.1基本概况......................................................................35

6.2结构组成......................................................................35

6.3工作过程......................................................................36

6.4故障处理......................................................................36

6.5故障判断方法..................................................................36

第7章自动排液系统..................................................................38

7.1结构组成......................................................................38

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

73故障处理......................................................................39

7.4注意事项......................................................................43

附录A故障处理实例...................................................................44

1、温度变送器故障.....................................................................44

2、孔板流量计故障.....................................................................44

3、站控系统故障.......................................................................45

4、自动排液系统故障..................................................................45

第1章仪表基础知识

1.1仪表分类

传感器定义：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定关系的便

于应用的某种物理量的测量器件或装置。

仪表的分类方法很多，根据不同的原则可以分为许多类：

（1）检测仪表的分类

根据其检测被测量的不司分为：温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、

物位检测仪表、分析仪表。

（2）显示仪表的分类

根据记录、指示、模拟和数字等功能的不同分为：记录仪表、指示仪表、模拟仪

表、数显仪表。

（3）在自控仪表的校准、维修、安装过程中，有些仪表称为一次仪表，有些仪表

称为二次仪表。

一次仪表是指安装在现场且直接与工艺介质相接触的仪表，如压变，温变等。热

也阻、热电偶一般不称其为仪表，而称为感温元件。实际应用中我们把安装在现场的

仪表（个别除外，如电动阀定位器）统称为一次仪表。

二次仪表是指仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的总称，其信号通常

来自一次仪表的传送信号。二次仪表通常安装在值班室内的仪表盘上。

仪表分类只是为仪表维修，维护，安装及管理上方便，如何进行分类及称谓还要

根据实际情况而定。

1.2计量检定

计量检定是指为评定计量器具的计量性能，确定其是否合格所进行的全部工作，

包括检验和加封盖印等。它是进行量值传递的重要形式，是保证量值准确一致的重要

措施。

计量检定按照管理环节的不同，可以分以下五种：周期检定、出厂检定、修后检

定、进口检定、仲裁检定。

计量器具按照管理性质的不同，可以分为强制检定和非强制检定，两者又统称为

计量法制检定。

1.3仪表性能指标

检测仪表中常用的基本性能包括测量范围及量程、基本误差、精度等级、灵敏度、

分辨率、漂移、可靠性以及抗干扰性能指标等。

（1）测量范围：是指该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。

（2）量程：量程二测量上限值-测量下限值。

（3）零点迁移：是指零点的变化，而量程迁移是指量程的变化。

（4）灵敏度：反应仪表对被测参数变化的灵敏程度，常以在被测参数改变时，经

过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入量之比

作为灵敏度。

（5）分辨率：又称灵敏限，它是仪表输出能响应和分辨的最小输入量，是灵敏度

的一种反应。

（6）误差的分类

①绝对误差：某被测量的仪表显示值与约定真值之间的差值。

②相对误差：绝对误差与约定真值的百分比。

③引用误差：绝对误差与仪表满量程的白分比。

④最大引用误差：最大绝对误差与量程的白分比。

⑤回程误差：相同条件下，被测量不变，计量器具正反行程不同时其示值之差。

@精度：是衡量仪表测量数值精确度的重要指标,用最大引用误差去掉“土”和

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

1.4误差分析基础

误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差等。

（D准确度:测量中系统误差的反映，表征测量结果偏离•真实值的程度。

通常认为，测量准确度是一个定性的概念，不宜将其定量化。例如，不宜说准确

度为0.25%、16mg或±16mg等。在实际工作中，测量准确度可以用测量结果对约定

真值的偏移来估计。

（2）精密度:测量中随机误差的反映，是指在规定条件下获得的各个独立观测值之

间的一致程度。

1.5其他常用知识

(1)压力单位换算：

1巴(bar)=105帕(Pa)1达因/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工程大气压=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

大气压(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大气压(atm)

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

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

(2)标准状态：气体的体积是随温度和压力而变化的，因此在测量天然气体积流

量时•，必须指定某一温度和压力作为计量的标准温度和压力,称之为“基准状态”和“标

准状态"，我国SYL04-83(天然气流量与标准孔板计量方法)中规定：20C,1个标

准大气压(101.325KPa)作为我国的天然气计量的标准状态。

第2章压力测量仪表

压力是油气田生产的重要参数之一。实际工作中我们所谓的压力，等于物理概念

中的压强，即垂直作用在单位面积上的力，物理公式为P=F/S。

在压力测量中，有绝对压力、表压力、真空度三种。常用是表压力。绝对压力是

指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号P」来表示。由于地球有重力，

空气有质量，因此地面上的空气柱所产生的压力称为大气压力，用符号P”来表示。绝

对压力与大气压力之差，称为表压力，用符号Pb来表示，即Pb=P「Pq。

f

P表压（以大气压为基准来表示的压力）

1大气压力线

P负压（真空度）被测流体的绝对压

力低于大气压时压力表测得的压力

，、

P维压

P绝压（以绝对等压为基准来表示的压力）

绝对雪压（绝对真

空下的压力）

图2-1表压、绝对压力、负压的关系

真空压力表：当绝对压力小于大气压力值时，表压力为负值，此负压力值的绝对

值，称为真空度，用符号Pz来表示。用来测量真空度的仪表称为真空表，这种仪表

通常在真空加热炉上安装，用来测量其内的真空度。

耐震压力表：与压力表相同，不同的是表盘内充装有硅油，具有耐震性，安装在

有震动的位置。

图2-2真空压力表图2-3耐震压力表

2.1压力表

目前所用的普通压力表绝大多数都是弹簧管压力表。弹簧管压力表的精度等级有

0.4、1.0、1.5、1.6、2.5级等。现场压力表,从表盘直径看最常见的有60mm、100mm、

150mm三种规格。

庆深气田所应用的压力表主要有如下两大类(1)普通表，精度等级1.6,表盘

直径100mm；(2)精密压力表，精度等级0.4,表盘直径为150mm。

©

甲

图2-4普通压力表图2-5精密压力表

结构组成

基座、弹簧管、拉杆、扇形齿轮、中心齿轮、中心轴、指针、表盘、油丝、上、

下夹板等。

1■JL，

图2-6压力表结构图

工作原理

当弹簧管的固定端通入被测压力后，由于椭圆形截面在压力的作用下将趋向圆形,

弯成圆弧形的弹簧管随之向外挺直扩张变形。由于变形，其弹簧管的自由端产生位移,

输入压力与自由端的位移成正比。测得自由端的位移帚，就能反映压力的大小。

注意事项

（1）压力表的选用

压力测量的准确与可靠性跟压力表的选择和使用方法有着密切的关系。如果选用

不当，不仅不能正确反映压力的大小，还可能引起生产事故。应根据工艺生产过程对

压力测量的要求，按经济原则，合理地对仪表种类、型号、量程、精度等级等方面进

行选择。选择时主要应从以下三个方面进行考虑：

①仪表类型的选用：主要从能满足丁艺生产的要求和价格方面来考虑C例如.

是需要就地指示还是需要远传、自动记录或报警；被测介质的理化性能（如腐蚀性、

温度高低、粘度大小、脏污程度、易燃易爆炸等）是否对测量仪表有特殊要求；现场

环境条件（如高温、电磁场、振动等现场安装条件）对仪表类型是否有特殊要求等。

②仪表测量范围的确定：为了兼顾压力表的使用寿命和具有足够的测量准确性,

选用压力表量程的原则：在测量较稳定的压力时，被测压力值应处于压力表测量上限

值的2/3处。测量脉动压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的1/2处。一般

情况下被测压力值不应小于压力表测量上限值的l/3o

③仪表精度等级的选取：主要根据生产上允许的最大误差来确定。一般来说，

仪表精度等级越高，价格就越昂贵，操作维护要求也越高。因此，选择时应在满足要

求的前提下，尽可能选用精度较低、结构简单、价廉且耐用的压力表。

（2）为了防止漏气，在安装压力表时应加密封垫片。

（3）压力表应安装在易观察、检修的地方。

（4）耐震压力表的硅油应在2/3左右，不能装的太满否则夏季热膨胀可能会导致

表盘破裂，亦不能装的太少，否则起不到耐震的效果。

2.2压力变送器

压力变送器是油田生产中最常用的压力检测仪表，一方面可以就地显示或指示现

场压力值，另一方面可以将压力信号转换为标准的（4〜20）mADC电流值，送入值

班室工控机内显示。

分类

按照测量原理可分为：应变式、压阻式、压电式、电容式、电阻式、电感式。

按智能程度分：普通模刈型和智能型。所谓智能变送器，就是指变送器内装有微

处理器，可以在手持终端上进行组态，设定仪表的零点和改变量程，显示仪表目前的

工作状态，能自己诊断故障，并能和相同通信协议的设备进行数字通信。它是现代计

算机技术和通讯技术发展的产物。

压力变送器中包含一类特殊变送器叫差压变送器。差压变送器与压力变送器的区

别是有两个取压点，一个是高压，一个是低压。主要与流量节流元件配套使用测量流

量仪表。该类型仪表往往与三阀组或者五阀组配套使用。

图2-7压力变送器图2-8差压变送器

图2-9三阀组图2-10五阀组

结构组成

主要由感压膜盒、接线端子、电子线路板、外壳组成。

图271压力变送器结构图

工作原理

工作时，高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递给灌充液，接着灌充液

将压力传递到传感器中心的传感膜片上。传感膜片是一个张紧的弹性元件，其位移随

所受压力而变化，且位移量与压力成正比。两侧的电容极板检测传感膜片的位置。传

感膜片和电容极板之间电容的差值被转换为相应的电流信号。基本工作原理可用如下

方框图表示：

摘入微小电容量输出，.

差压位移r~---------变化I--------------1电压犷的博|电流4〜20mA

----隔离腴片►活动电极►测量电路►了彳专►

____________人电印

图272压力变送器工作原理方框图

故障判断

(1)故障判断流程

在处理故障时应向工艺人员了解故障情况，了解工艺情况，如被测介质情况，简

单工艺流程等。故障处理可以按下图所示思路进行判断和检查。

图2-13压力变送器故障判断流程图

（2）常见故障判断

表2-1压力变送器常见故障

故障表现故障原因故障处理

导玉管的阀门未开打开阀门

导压管堵塞疏通导压管

未供电或电源电压低调整电源正常供电

无输出仪表输出回路断线接通线路

仪表内部接、插件接触不良查找处理

内部电子器件故障更新电路板

导压管内部有残余物排出导压管内部的残余物

输出导线接反或接错检查处理

输出值不准确检测膜片有卡阻检查处理

仪表内部接、插件接触不良检查处理

内部电子器件故障更新电路板

导压管内有残存介质排出导压管内的介质

输出不稳信号线有虚接检查重新连接

注意事项

（1）保证差压变送器导压管路流程通畅，避免差压变送器因单向受压而损坏。

（2）避免变送器量程选择不当，压力、差压变送器长时间超量程使用，造成感压

元器件产生不可修复的变形,

（3）保证变送器的密封部件的密封性，避免因密封性不好使变送器的电路部分长

时间在潮湿环境中工作而损坏，导致其不能正常工作。

（4）加强冬季的保温，避免导压管发生冻堵，而该冻堵部位与差压变送器之间的

连接处有渗漏，气体泄漏后，导致差压变送器因单向受压而损坏。

（5）集气站员工在启用压力、差压变送器和放空操作时，应做到缓慢开启，以免

变送器因频繁受巨力冲击而精度下降。

（6）气体中的粘污介质在变送器引压管内长时间堆积，这些粘污介质在气流长时

间的作用卜.，导致变送器精度逐渐卜.降，仪表精度失准，为此应定期进行排污处理。

（7）重视防雷，避免因雷击导致变送器膜盒内的电路板损坏，无法进行通讯。

（8）目前国内应用三阀组较为普遍，对于三阀组类型的仪表，为防止单侧受压，

有一个开关投用程序：

投用三阀组：开正压阀，关平衡阀，开负压阀

关闭三阀组：关负压阀、开平衡阀、关正压阀

（9）变送器拆卸后，信号线要用绝缘胶布分别缠上，防止短路烧坏设备。

第3章温度测量仪表

温度是表征物体冷热程度的物理量。用来度量物体温度数值的标尺叫温标。目前

国际上用的较多的有摄氏温标、华氏温标等。我国采用摄氏温标，其定义为在标准大

气压下，冰水混合物为零度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每等分为1摄

氏度。

温度测量的基本原理：以热平衡为基础，当两个冷热程度不同的物体接触，必然

会产生热交换现象，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具有相同的温度，通

过测量另一物体的温度可以得到被测物体的温度。

温度在气田生产过程中是一个很重要的参数。目前庆深气田应用于检测温度的温

度仪表主要是双金属温度计、热电阻温度计以及温度变送器。

3.1双金属温度计

结构组成

主要由双金属片、外皮、连接件、轴、传动装置、表盘、指针等组成。

工作原理

由于两种金属的热膨胀系数不同，双金属片在温度改变时，两面的热胀冷缩程度

不同，因此在不同的温度下，其方曲程度发生改变，弯曲后表盘里的齿轮带动指针,

从而指示温度。

.一-指计

-----燃盘

,—传动蕊・

轴

,

图3T双金属温度计结构图图3-2双金属温度计实物图

故障处理

（1）拆卸或送检过程中产生的振动等原因，导致零点漂移；

（2）使用时间长了金属会产生疲劳，两种金属的疲劳程度不同，内部结构发生的

改变不一样，导致在每个点的偏差值的大小甚至正负也就不一样，这样很难由一个修

正值来解决问题，只能降级使用或者报废；

（3）仪表进液体等原因会导致整个温度计不能使用。

注意事项

（1）双金属在选用时要考虑仪表测量范围、扣型（粗扣、细扣）、插身以及连接

方式等因素。

（2）双金属温度计在保管、使用、安装及运输中，应避免碰撞保护管，切勿使保

护管弯曲变形c

3.2热电阻温度计

热电阻是一种常用的温度检测元器件。由于它具有灵敏度高、体积小、重量轻、

热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点，因此应用非常广泛。其主要特点是测量准确

度高，性能稳定。缺点是其输出为电阻信号，易受线路中电阻的影响。

热电阻是中低温区最常用的•种温度检测器。制造热电阻的材料需要大的温度系

数，大的电阻率，稳定的化学、物理性质及良好的更现性。热电阻大都由纯金属材料

制成，目前应用最多的是伯和铜，目前采气分公司应用较多的是Ptioo型热电阻。

图3-3热电阻丝图3-4热电阻丝

结构组成

主要由热电阻、绝缘体、保护套管和接线盒等组成。

测温原理

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度

测量的，用仪表测量出热电阻的阻值变化，从而得到与电阻值对应的温度值。

热电阻的电阻与温度的关系一般可以如下表示：

Rt=RO（1+At+Bt2+Ct3+........）

式中：Ro为0℃时热电阻的电阻值（Q）

R（为时热电阻的电阻值（C）

I为被测介质的温度（°C）

A、R、「等为有关分度常数

在实际分析处理热阻故障或大概计算一下热电阻实际测量温度时，我们可以把上

式看成一个线性的公式，即：Rt=Ro（l+At）,这样计算起来比较方便快捷一些。

以PHOO粕电阻为例,R（）=100Q,Rioo=138.5n,Rt=100+0.385t,温度每增加一度，

阻值增加0.385Q。

故障处理

（1）故障判断步骤

故障发生时，可以按下图所示思路进行故障的判断和检查:

图3-5热电阻温度计故障判断流程图

（2）常见故障判断

表3・1热电阻温度计常见故障

故障表现故障原因故障处理

热电阻丝短路检查后更换

无输出线路接触不良检查，重新接线

连接线路断路杳找接通

热电阻丝断路更换热电阻丝

输出值偏大

线路连接有生锈处处理

注意事项

（1）热电阻和显示仪表的分度号必须一致；

（2）为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。

（3）注意仪表的密封性，防止雨水进入表体导致连接线路生锈，从而影响仪表

测量结果的准确性。

3.3温度变送器

温度变送器是油气田上最常用的温度测量仪表。两线制一体化结构，可输出与量

程范围内的温度成线性关系的(4-20)mA的电流信号。由于变送器模块安装紧靠传

感器元件，因此消除了连接导线阻值产生的误差，所以信号传输距离长。缺点是变送

器模块坏了无法进行维修。

结构组成

温度变送器在结构上只上热电阻多/一个变送器模块。一般由热电阻、连接导线、

显示仪表、变送模块等组成，

图3-6变送模块图3-7温度变送器

工作原理

变送器模块内低温漂稳压管与低漂移运放构成了高稳定度稳压源，另一运放与量

程微调电位器及电阻构成一个恒流源，与高稳定稳压源相配合使得流经电阻的电流具

有高稳定度。该电流经过热电阻产生的毫伏电压由差动运放放大后送入非线性转换

器，使得热电阻的温度-电阻非线性曲线得到补偿。非线性转换器的输出信号与热电

阻感受的温度值呈非常好的线性关系。该信号被送往运放及三极管构成的V/I转换器,

变换成了(4〜20)mA的直流电流信号。变送器模块上有两个对零点和量程起微调作

用的精密微调电位器，用于零点及量程的校正。

故障处理

(1)故障判断步骤

故障发生时，可以按下图所示思路进行故障的判断和检查:

图3-8温度变送器故障判断流程图

(2)常见故障判断

表3-2温度变送器常见故障

故障表现故障原因故障处理

热电阻丝短路检查

变送器模块损坏更换变送器模块

无输出

变送器输出回路断线检查接通

线路接触不良检查处理

热电阻丝断路更换热电阻丝

输出值大

线路连接有生锈处处理

变送器模块故障检查处理

输出线性不好或抖动变送模块工作不稳定重新校验或者更换模块

输出不稳定连接线接触不良检查重新连接

注意事项

(1)站控系统所输入的仪表量程一定要与变送模块量程架持一致。

(2)注意保证仪表的密封性，防止雨水进入仪表造成短路，从而烧坏模块。

第4章物位测量仪表

在生产过程中，把容器中存放的液体表面位置称为液位；把固体堆放一定高度的

表面位置称为料位；两种互不相容、密度又不相同的物质的相交处的位置称为界位或

界面。液体、料位和界面总称为物位。对物位进行检测的仪表称为物位检测仪表。

目前庆深气田主要采用的是液位仪表，主要包括浮球液位控制器、磁翻板液位计

以及雷达液位计。

4.1浮球液位控制器

浮球液位控制器适用于对各种容器内液体的液位控制，当液位到达上、下切换值

时，控制器触点发出通断开关式信号。

目前，庆深气田所应用的该仪表主要安装在各分离器上，与闪光报警搭配使用，

对容器内设置的液位上下限进行硬性报警.

主要结构

由互为隔离的浮球组件和触头组件两大部分组成。

工作原理

经由外部浮球感受液位的变化，通过磁力轴的传动从而带动仪表触头动作，实现

对液位的报警和控制。当被测液位升高或降低时，浮球随之升降，使其端部的磁钢上

下摆动，通过磁力推斥安装在外壳内相同磁极的磁钢上下摆动，其另一端的触头便使

静触头连通或断开，控制闪光信号报警器发出声光报警，或其它控制作用。浮球液位

控制器在随液位升降时，只有在处于动作范围上、下两个最大的位置时，动触头才会

使静触头连通或断开，发出通断信号，而在升降动作过程中，静触头始终处于断开状

态，这样就防止了误报警及连续报警。

故障处理

浮球液位控制器在生产过程起到的是开关作用，通常与闪光信号报警器或其他连

锁设备配合使用，因此其出现的故障就是失去了开关作用，根据实际维修经验，产生

的故障主要有以下几个方面：

（1）浮球卡脖，对于高位报警浮球液位控制器来讲，浮球卡脖多是由于浮在液

位表面的油污、杂质所致，并且这种情况多发生在冬季，当容器内的液位下降时，上

面的少部分油污和杂质由于天冷推在浮球卡脖处，造成浮球不能正常工作。对于低液

位报警来讲，多是由于容器内的淤积物过多造成。这两种情况产生的现象都可能使值

班室内的闪光信号报警器灯常亮或达到报警限时不报警。第一种情况可将容器内的液

位升高，超过浮球，用容器内的液体温度将油污杂质等化开；第二种情况只能清罐，

将容器内的淤积物清除掉。

（2）浮球掉头，由于长时间使用，浮球液位控制器浮球连接处受到腐蚀，造成

浮球掉头。

（3）磁钢退磁，由于长时间应用，浮球液位控制器浮球端部的磁钢失去磁性，

其上、下运动时，就没有磁力推斥安装在外壳内相同磁极的磁钢上下摆动，另一端的

触头便与静触头连通或断开，就起不到触点开关的作用。这种情况只能停容器，更换

新的浮球液位控制器。

图4-1浮球液位控制器实物及工作原理图

注意事项

（1）安装容器开口直径应大于浮球直径，浮球的动作范围应达到上、下两个最

大位置，否则无法安装或浮球无法正常工作.

（2）不能安装在进出液口附近，否则液面波动大，容易造成误报警。

4.2磁翻板液位计

磁翻板液位计可用于各种塔、罐、槽、球型容器和锅炉等设备的介质液位检测。

该系列的液位计可以做到高密封，防泄漏和适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。它弥

补了玻璃板(管)液位计指示清晰度差、易破裂等缺陷，且全过程测量无盲区，显示

清晰、测量范围大。

目前，庆深气田所应用的该仪表主要安装在分离器及污水罐上，用于连续监测各

容器内液位的变化，分离器的液位计与自动排液系统配套使用，来实现污水的自动排

放。

工作原理

磁翻板式液位计是以浮子内磁钢驱动双色磁翻板的翻转来指示液位的一种新型

仪表C腔体内具有磁性的浮子随着液而上下浮动，并且在浮动过程中通过磁耦合带动

磁翻板翻转，使其泛红，从而直观的指示出液位值，使之与容器内液位保持同一高度。

同时经过磁耦合使相对应液面的某一磁敏元件动作，通过转换器转换为对应的(4-20)

mA电流输出。

图4-2磁转柱液位计实物及工作原理图

故障处理

表磁翻板液位计常见故障

故障表现故障原因故障处理

浮子损坏更换浮子

浮子失磁更换浮子

液位升降、仪表无指示腔体内有异物，浮子卡死或

清洗液位计腔体和浮子

不能升降

磁翻板失去磁性不工作更换磁翻板

磁翻板显示异常磁翻板失磁更换部分磁翻板

密封处没有密封好压紧密封面

仪表发生渗漏密封件损坏更换密封垫

焊缝开裂补焊或送制造厂家维修

注意事项

(1)液位计安装必须垂直，以保证浮球组件在主体管内上下运动自如。

(2)液位计主体周围不容许有导磁体靠近否则直接影响液位计工常工作。

(3)电热带的铺设不能靠近磁翻板，防止磁翻板因受热而变形。

4.3雷达液位计

庆深气田所应用的该类仪表主要安装在分离器、甲醇罐及污水罐上，用于连续监

测容器内液位的变化。

结构组成

雷达液位计主要由雷达探测器和雷达显示仪构成。雷达探测器重点由主体、连接

法兰和天线三部分构成。

工作原理

发射一反射一接收是雷达液位计的基本工作原理。采用高频振荡器作为微波发生

器，发生器产生的微波用波导管将它引到辐射天线，并向下射出。当微波遇到障碍物

液体液面时，部分被吸收，部分被反射回来。通过测量发射波与液位反射波之间某种

参数关系来实现液位测量。

图4-3雷达液位计实物及工作原理图

故障处理

表4-2雷达液位计常见故障

故障表现故障原因故障处理

常显示满罐天线结露加强天线保温

参数设置有误重新进行设置

显示不准确

机器本身问题维修处理

注意事项

（1）应该加强天线保温，避免天线结露。

（2）液位的高度是通过计算获得的，囚此，计算机所输入的参数一定要正确。

第5章流量测量仪表

流量是天然气生产过程中一个重要的参数。流量就是在单位时间内流体通过一定

截面积的量。

流量分为瞬时流量和累计流量。瞬时流量是指单位时间内流过管道某一截面流体

的数量，简称流量。累积流量是指在某一段时间内流过管道的流体数量总和，即瞬时

流量在某一段时间内的累积值，又称为总量。

流量和总量乂有质量流量、体积流量两种表示方法。单位时间内流体流过的质量

表示为质量流量。以体积表示的称为体积流量。

流量的检测方法很多，所对应的流量计种类也很多，按照检测原理不同可分为如

下三大类：

（1）速度式流量计

定义；以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。

主要种类：差压式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、旋涡流量计、

超声流量计、涡街流量计等,

（2）容积式流量计

定义：以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的

仪表

主要种类：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计等

（3）质量流量计

定义：以测量流体流过质量作为测量依据的仪表。

主要分为直接式和间接式两种：

直接式是指直接测量质量流量，主要种类包括量热式、角动量式、陀螺式、科里

奥利力式

间接式是指用密度与容积流量运算得到质量流量。

目前庆深气田所应有的流量仪表主要有孔板流量计、旋进旋涡流量计、涡街流量

计、电磁流量计、以及罗茨流量计等。

5.1孔板流量计

差压式流量计是基于液体流动的节流原理，利用流体流经节流装置所产生的压力

差来实现流量测量的仪表，是最成熟，最常用的流量测量方法之一，差压流量计根据

节流元件可以具体分为孔板、喷嘴、文丘里管三种流量计。

孔板流量计是将标准孔板与多参数变送器（差压变送器、温度变送器及压力变送

器）配套组成的高量程比差压流量装置。庆深气田所应用的该仪表主要用于计量外输

天然气的流量。

图5-1孔板流量计工作原理图

主要结构

节流装置（孔板和取压装置）、导压管、差压变送器。

工作原理

充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加,

在其上、下游两侧产生静压力差，流体流量愈大，产生的压差愈大，因而可以根据压

差来衡量流量的大小。

故障处理

（1）故障判断步骤

孔板流量计有很多的组成部分，其中任何一部分出现故障，均会影响整个流量计

的正常工作。故障发生时，可以按下图所示思路进行故障的判断和检查：

表5-2孔板流量计故障判断流程图

（2）常见故障判断

表5・1孔板流•计常见故障

故障表现故障原因故障处理

变送器故障检查处理

平衡阀未关美闭平衡阀

无流量显示高、低压阀未开打开高低压取压阀

放空阀未关关闭放空阀

变送器未供电给仪表供电

变送仪表控制阀未开打开变送器控制阀

平衡阀未关紧检查处理

上、下游取压阀未全开全开取压阀

放空阀未关紧关紧放空阀

导压管路存在泄漏检查处理

流量显示不准确导压管路堵塞检查处理

变送器故障维修或更换

孔板安装方向有误重新安装孔板

节流装置前后直管段长度不够调整直管段长度

孔板变形更换孔板

各配套仪表量程等参数设置有误核对重新输入

孔板上有附着物清洗更换孔板

密封垫片失效更换密封垫片

密封性不好注入密封脂

仪表未工作在有效范围内更换仪表或孔板

变送器线路接触不好检查处理

流量显示不稳定密封性不好注入密封脂

变送器故障检查处理

注意事项

（1）计算机内输入的仪表量程及孔板等参数•定要与现场实际•致。

（2）孔板流量计的流量计算与天然气的物性参数有关，为此需要定期对气体组

分进行分析，并依据检测结果进行重新输入。

（3）对孔板要进行定期的提取及清洗，排除孔板因素对流量计测量结果的影响。

（4）对差压变送器要定期进行放空处理，排除引压管内的积水及杂质。

5.2旋进旋涡流量计

旋进旋涡流量计是集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力、

压缩因子自动补偿的新一代流量计，是石油、化工等行业用于气体计量的理想仪表。

庆深气田所应用的该仪表是TDS系列，主要用于轮换计量及自用天然气流量的计

量八

主要结构

旋进旋涡流量计结构紧凑，主要由壳体、旋涡发生体、传感器（温度、压力、流

量）、整流器、支架和转换器构成。

图5-3旋进漩涡流量计结构图

工作原理

当沿着轴向流动的流体进入到流量传感器入口时.，在旋涡发生体的作用下，被强

制围绕中心线旋转，产生旋涡流，旋涡流在文丘里管中旋进，到达收缩段突然节流后，

使旋涡流加速，当通过扩散段时，旋涡中心沿•锥形螺旋线进动。此时，旋涡中心通

过检测点的进动频率与流体的流速成正比。由压电传感器检测到的旋涡流进动频率信

号经放大、滤波、整形后转换成流量值进行就地显示或信号选择。

图5-4旋进漩涡流■计工作原理图

故障处理

（1）止常工作下面板显不

fit135865.7689m3

fatal口

标况0,00所工况0.00M/h

StdFlowOp«fFlow

温度20・0匕压力232.0kPa

Temp.Press.

图5-5流・计在工作状态下的面板显示

说明：

①总量（标准体积）最小可保留小数后4位，小数点自动进位，10位溢出后自

动清零。

②流量（标准体积）最小可保留小数后2位,最大值为99991n7h,当超出时示

值闪烁，此时实际值为示值的10倍。

③温度示值为一XX.X℃至XXX°C,当小于100℃时，保留1位小数显示。

④压力示值最小可保留1位小数，最大值为9999kp2,当超出时示值闪烁，此时

实际值为示值的10倍。

⑤当电池符号出现闪烁时，表示电池欠压，应在半个月内及时将电池换上。

（2）故障判断步骤

故障发生时，可以按下组所示思路进行故障的判断和检查：

表5・6旋进旋涡流■计故障判断流程图

（3）常见故障判断

表5-2旋进旋涡流置计常见故障

故障表现故障原因解决办法

提高介质流量，使其满足要求或者

管道内无介质流量或流量低于下限流量

表头无瞬更换合适量程的流量计

时流量放大器某级有故障更换前置放大器

管道堵塞或传感器被卡死检查处理

未接入外电源或外电源接线错误正确接线

无脉冲放大输脉冲输出方式设置有误检查脉冲输出方式设置

出脉冲放大输出电路损坏更换驱动放大电路中损坏的元器件

压力（温度）传感器损坏更换传感器

压力（或温度）压力传感器绝缘不良更换传感器

闪烁（或异常）仪表压力（温度）参数有误或有意外改动根据参数表核对参数

信号线接触不良重新接线

介质本身不稳定改进供气条件

前置灵敏度过高或过低，有多计漏计脉冲现

更换前置放大器

瞬时流量显示象

不稳定接地不良检查接地线路

安装不同心或密封垫凸入管内检查安装情况、改变密封垫内径

管道震动影响采取减震措施

流量计本身超差重新标定

累计流量显示实际流量低于仪表流量下限或高于上限调整流量或重新选型

值与实际流量

流量计仪表系数输入不正确输入正确的仪表系数

不符

无(4-20)mA接线错误重新接线

电流输出电流输出模块损坏更换电流输出模块

通讯序号不一致核对通讯序号，.重新设置

无法通讯

接线错误重新接线

表头显示始终

上电复位电路工作不正常将仪表断电(10秒)后重新上电

不变，死机

注意事项

(1)安装流量计前应清理管道杂物，焊渣、粉尘等。

(2)流量计运行时应缓慢打开后关闭阀门，防止瞬间气流冲击而损坏管路和仪

表。

(3)流量计运行时不允许打开后盖，更改内部参数，否则会影响流量计的正常

运行。

(4)若输出信号为(4-20)mA,为提高其准确度，用户使用时应根据实际的最

大标准流量设定20mA的对应值。

(5)对流量计进行任何形式的维修，必须先将流量计停用(正常流程走旁通)。

(6)应定期抄录表头数据(每天或每周)以及不定期查看电池状况、检查仪表

系数及铅封等,如发现异常及时处理。

5.3涡街流量计

涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸气等多种

介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受

流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护

量小。

庆深气田所应用的该仪表主要用丁天然气分离产生的污水流量的计量。

主要结构

涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。

工作原理

涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送

器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，涡街产生的脉

冲频率与被测流体的实际体积流量成正比。

管壁

、\\\\\\\\\\\\\\\\\十\\\\

流动方向

6畛旋涡

旋涡发生体-6

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

图5-7涡街流・计实物图及原理图

故障处理

表5-3涡街流量计常见故障

故障表现故障原因解决办法

仪表接线错误或短路检查接线并处理

上电后管道内有流体流

仪表安装方向错误重新安装

动，但无信号输出

流量低于正常的流量范围调整流量或聿新选型