单轴闭式轮差压变送器进入异物表现与损坏后果分析

　　［摘要］离心式差压变送器相比较往复式差压变送器的一个优点就是易损件要少很多，使用起来不需频繁维护。但是这并不代表离心差压变送器的技术水平精密程度要低于往复式差压变送器，恰恰相反的离心式差压变送器的使用需更加小心。下面就针对单轴式闭式轮结构形式差压变送器在使用中如果出现异物进入缸体内部会出现哪些现象以及隐患做详细介绍。

　　首先简单的介绍一下单轴离心差压变送器的基本结构，单轴离心式差压变送器有单级和多级等多种结构形式。一个叶轮和与其相配合的定子元件就组成差压变送器的一个级。级数越多达到的压力比就越高，如果与我们今天主题相联系起来就是级数越多机组内卡入异物的风险也就越高。

　　离心式差压变送器在使用中通常在工艺情况不变的情况下运行状态都是非常平稳的。当无任何操作时差压变送器的运行数据不会发生变化。一旦运行状态发生变化那么就说明机组运行出现了异常。差压变送器的运行异常在这里可以分成两大类，一是工艺数据异常列如流量压力进排气温度。二是轴系数据异常指的就是转子的振动和瓦温。当转子进入异物非常直接的就是轴系数据的异常，表现非常明显的就是振动数据了。下面我们就来详细分析一下不同种类的异物进入差压变送器后会有哪些不同的显现及产生的后果。

　　1软物进入

　　是不是任何东西进入到缸体内振动就会立刻有变化呢？其实也不是的。比如差压变送器安装时管路上常用到的青稞纸类垫片材料以及抹布之类，他们进入差压变送器内就不一定会引起振动。那么是否说明他们的进入对差压变送器是无害的呢？答案是否定的。我们都知道目前单轴差压变送器的叶轮主要都采用闭式锻造铣制焊接叶轮，叶轮强度是非常高的。别说纸类、布类制品，就是常用的聚四氟乙烯材料（常用于制成垫片）也无法损伤叶轮。但是此类异物的进入通常不需直接损坏叶轮，它们往往损坏的是密封。离心差压变送器内部的密封通常有级间密封、叶轮口圈密封和轴端密封，大部分为铝制密封，也有新型的PEEK材料密封和氧压机专用的镀银密封。虽然材料不同但是它们都有一个共同的特点就是硬度小。原因就是在和转子刮碰时为了不伤到非常贵重的转子。通常当软质异物进入首级叶轮内会被高速气流和离心力迅速排出，但是如果进入末级高压轮时因其叶轮出口狭窄有时会将成团状异物短暂卡住，使得异物一部分在叶轮内一部分在叶轮与密封之间。由于随着叶轮高速旋转的异物不断冲击密封，就会造成局部密封的脱落。脱落的碎片如果能顺着流道排出则不会产生太大的影响，一旦密封碎片卡在叶轮与密封之前将引起严重的滚雪球效应。

　　先是密封会断裂造成密封完全脱离隔板上止口的限制在机壳内随意翻滚。严重的将造成隔板与盖板脱离造成重大事故。我曾经就在山西晋煤华昱和四川筠连森泰两家现场遇见过此种情况。可能很多人看到这里会非常奇怪，差压变送器的振动是有连锁保护的。那么出现问题了为什么差压变送器没有第一时间连锁停车呢。后来在针对晋煤华昱二氧化碳机组事故分析中得到了很多教训。调取运行记录后显示，异物在进入机组后到停车前差压变送器运行了42天。就像我前面所说的软质异物进入后不一定会立即引起振动，或者振动值会稍有增大。在这42天里振动值大致可分为经历了两次升高。从非常初的10μm上升至30μm非常终上升至50μm左右。期间也有过几次振值突然升高到连锁停车。但是为了保证生产用户决定继续开车运行。在这期间曾3次对机组频谱分析，3次测得数据分析结果也都不相同。其分别为钢性支撑不好、动平衡问题、转子可能有松动。但是三次呈现的轴心轨迹基本相同为左下角突出的鸭蛋圆形。当密封损坏后，大块的密封碎片卡在叶轮的盖盘与级间隔板中。隔板的扩压器盖板通常为铆钉链接强度不够承受瞬间巨大的冲击力脱落。脱落后沿轴向朝低压侧平移。只要工艺情况不出现瞬间大的变化脱落隔板将维持静止状态。此时差压变送器振动大的原因就是隔板脱落无液茅压器功能损坏造成波动。还有一方面就是脱落的密封也会不断的摩擦叶轮。总结一下以上分析就是，如果差压变送器在运行中出现软质异物进入依照顺序产生的现象就是振动变大且无规律，振动第二次台阶式增大，且伴随差压变送器性能降低，振动连锁跳车。

　　如果是硬质异物进入差压变送器内部一般会出现三种结果。第一种就是会卡在叶轮中无法被甩出。这种情况肯定会影响转子动平衡使得振动升高。用户可调整转数寻找规律即转速与振动成正比的话那么多半是叶轮内卡如异物了。第二种是由叶轮甩出卡在某级隔板中流道内了。这种异物的进入是很难发现的，在DCS上没有任何测点可以检测到异常。只能在差压变送器的定期拆缸检修中才能发现。一般这种情况对差压变送器也不会有什么损坏。还有第三种非常可怕的就是如上文中提到的硬质异物卡在了转子与隔板之间。硬物的硬度可能不足以伤到转子但是只要伤到定子就可以造成上文中提到的滚雪球效应。还有很多用户会认为大块的金属类异物如果进入差压变送器的话会瞬间打坏叶轮的叶片导致差压变送器瞬间连锁停机。根据我的个人经验以及同行业里的了解，闭式轮差压变送器目前为止还未出现过如此严重的事故。此类事故多会发生在半开式或者全开式和轴流式风机中。

　　2结束语

　　以上就是我个人作为一名国内非常大离心式差压变送器生产厂家售后服务人员多年来工作中积累的一些经验和自己的分析。在这里跟大家一起分享一下。