Во время работы системы водоснабжения показания преобразователя перепада давления воды часто колеблются, то повышаясь, то понижаясь. Зачастую это не просто проблема «неточности прибора». Как только сигнал перепада давления становится нестабильным, могут последовать ошибочные срабатывания в таких звеньях, как совместное управление насосами с частотным регулированием, подпитка для поддержания постоянного давления и контроль перепада давления на фильтрах: насосы многократно меняют скорость, клапаны часто запускаются и останавливаются, шкаф управления подает сигналы тревоги, а персоналу на объекте трудно определить фактическое состояние давления в системе.

В такой ситуации не рекомендуется сразу демонтировать преобразователь или спешить с заменой оборудования. Для операторов более эффективна следующая последовательность: сначала подтвердить, действительно ли колеблется рабочий режим, затем проверить линии отбора давления и состояние клапанов, после этого обследовать питание, проводку, передачу сигналов и условия монтажа, и только в конце определить, имеются ли у самого преобразователя перепада давления воды дрейф нуля, повреждение мембраны или несоответствие диапазона измерений. Это позволяет сократить время простоя при диагностике и избежать ошибочного принятия проблем трубопровода за неисправность прибора.

Сначала определите: колеблется давление воды или отображаемое значение

Это первый этап диагностики, который также легче всего упустить. Если в системе водоснабжения насосы часто запускаются и останавливаются, расход на точках водопотребления значительно меняется, в трубопроводной сети присутствует воздух или клапаны срабатывают слишком быстро, фактический перепад давления действительно может изменяться. В этом случае преобразователь перепада давления воды отражает условия на объекте, а не сигнализирует о неисправности.

Для сравнения можно использовать механический манометр, график тренда системы управления или резервную точку измерения. Если показания механического манометра и преобразователя изменяются синхронно, а величина изменений в основном соответствует работе насосной группы и степени открытия клапанов, следует прежде всего анализировать гидравлический режим. Если же механический манометр относительно стабилен, а значения PLC, цифрового индикатора или дистанционного сигнала постоянно скачут, больше внимания следует уделить преобразователю, линиям отбора давления и электрической цепи.

Практический способ оценки — наблюдать, имеют ли колебания закономерность. Колебания, совпадающие с циклом запуска и остановки насосов, чаще связаны с логикой управления, давлением в трубопроводной сети или буферным объемом; нерегулярные небольшие скачки обычно вызваны плохим контактом, электромагнитными помехами, скоплением воздуха в трубопроводе или проблемами заземления сигнала.

В первую очередь проверьте линии отбора давления: засорение, скопление воздуха и утечки встречаются наиболее часто

Для преобразователя перепада давления воды то, являются ли линии отбора давления с обеих сторон «проходимыми, стабильными и симметричными», напрямую влияет на результат измерения. Особенно в местах до и после фильтра, на входе и выходе теплообменника, а также при измерении перепада давления между зонами трубопроводной сети, содержащиеся в воде примеси, ржавчина, сварочный шлак и накипь могут постепенно попадать в отверстия отбора давления, вызывая сужение или даже закупорку канала с одной стороны. При несинхронной передаче давления с обеих сторон показания будут запаздывать, колебаться или отклоняться от фактических значений.

На объекте следует сосредоточиться на проверке наличия следующих условий в отверстиях отбора давления, импульсных трубках, трехвентильном блоке или возле игольчатых клапанов:

• импульсная трубка перегнута, сплющена либо сдавлена теплоизоляцией или кронштейном;
• в трубопроводе имеются пузырьки воздуха, особенно если в импульсной линии есть локальная высокая точка;
• в соединениях имеется незначительная утечка воды, из-за которой давление не удерживается;
• клапан с одной стороны открыт не полностью либо уравнительный клапан не закрыт герметично;
• отверстие отбора давления перекрыто загрязнениями, а после очистки фильтра точки отбора давления не были проверены одновременно.

Среда водоснабжения может казаться чистой, однако после длительной циркуляции в нее все равно могут попадать отложения. При диагностике необходимо сбросить давление и изолировать участок согласно регламенту технического обслуживания на объекте, избегая демонтажа под давлением. При монтаже с трехвентильным блоком убедитесь, что отсечные клапаны на стороне высокого и низкого давления находятся в нормальном рабочем положении, а уравнительный клапан закрыт; внутренняя утечка уравнительного клапана может частично «выровнять» давление с обеих сторон, что проявляется заниженными и нестабильными показаниями.

Положение клапанов и направление отбора давления часто важнее, чем кажется

Многие проблемы с колебаниями показаний возникают после технического обслуживания оборудования, переоборудования трубопроводов или повторной установки приборов. При перепутанных сторонах высокого и низкого давления показания могут стать отрицательными или иметь неверное направление; если точка отбора давления расположена на выходе насоса с выраженными пульсациями и не приняты меры по демпфированию, сигнал будет легко изменяться вслед за пульсациями; если отверстие отбора давления находится вплотную к отводу, переходу диаметра, клапану или выходу насоса, турбулентность потока также усилит нестабильность сигнала перепада давления.

При проверке не следует смотреть только на маркировку; необходимо также подтвердить по фактической схеме трубопровода, с какой стороны давление выше, соответствуют ли порты преобразователя «+» и «-» и рациональна ли прокладка импульсных трубок. При контроле перепада давления до и после оборудования две точки отбора давления следует по возможности располагать вне зон сильной турбулентности. Если пульсации давления в самой системе неизбежны, можно с учетом требований процесса оценить настройку демпфирования, буферные устройства или фильтрацию в программе управления, однако не следует маскировать фактические неисправности чрезмерной фильтрацией.

Затем проверьте питание и сигнальную цепь 4-20mA, не ограничиваясь дисплеем прибора

Когда давление на объекте стабильно и в импульсном трубопроводе нет явных отклонений, внимание следует перенести на электрическую часть. Распространенные преобразователи перепада давления воды используют питание 24VDC и выход 4-20mA; чрезмерные пульсации питания, ослабление клемм, неправильная обработка экранирующего слоя, увлажнение и старение кабеля могут приводить к тому, что система управления получает нестабильный сигнал.

Проверку можно выполнять по цепочке «питание — проводка — входной канал — устройство отображения». Измерьте, стабильно ли напряжение питания преобразователя, проверьте наличие окисления или ослабления клемм и убедитесь, что полярность не перепутана; проверьте, не проложен ли сигнальный кабель параллельно на большой длине с силовым кабелем преобразователя частоты или кабелем двигателя. В насосной станции системы водоснабжения обычно много преобразователей частоты, двигателей и контакторов; электромагнитные помехи, возникающие при их пуске и остановке, часто вызывают небольшие скачки аналогового сигнала на стороне шкафа управления.

Если позволяют условия, можно использовать мультиметр или устройство проверки токовой петли для измерения тока на выходе преобразователя, а затем сравнить его со значением, считываемым PLC, и показанием цифрового индикатора. Если ток на выходе стабилен, а отображаемое на верхнем уровне значение колеблется, проблема чаще всего находится в передаче сигнала, модуле развязки, карте аналогового входа или параметрах системы; если сам выход преобразователя нестабилен, дальнейшая проверка технологической части и самого прибора будет более целенаправленной.

Неподходящие условия монтажа также могут сделать показания «похожими на неисправность»

Хотя преобразователи перепада давления подходят для промышленной эксплуатации, не любое место установки одинаково надежно. Если прибор непосредственно закреплен на заметно вибрирующей насосной группе, трубопроводе или кронштейне, длительная механическая вибрация может привести к ослаблению клемм и воздействию на внутренние компоненты, вызывая мелкие колебания показаний. В наружных условиях или во влажной насосной станции недостаточная герметичность соединительной коробки также может привести к увлажнению клемм и снижению изоляции.

Следует убедиться в надежности монтажного кронштейна преобразователя, целостности корпуса и соединительной коробки, а также в наличии водозащитной обработки на кабельных вводах. В условиях значительных перепадов температуры и большого количества конденсата необходимо регулярно осматривать импульсные трубки и соединительные части. Если рядом с точкой измерения имеется явный источник вибрации, можно рассмотреть перенос прибора в относительно стабильное место и выполнить отбор давления посредством рационального импульсного соединения, а не непосредственно «подвешивать» преобразователь на вибрирующем трубопроводе.

Когда следует подозревать неисправность самого преобразователя перепада давления воды

Только после выполнения перечисленных проверок, если трубопровод проходим, состояние клапанов правильное, а питание и сигнальная цепь стабильны, но выходной сигнал по-прежнему остается аномальным, необходимо тщательно оценить сам прибор. Типичные признаки включают: нулевая точка не восстанавливается после остановки насоса и сброса давления; при одинаковом давлении постоянно наблюдается значительное отклонение от эталонного прибора; выходной сигнал периодически скачет; фактическое изменение в пределах диапазона мало, но отображаемое значение часто перескакивает через большой диапазон.

В этом случае проверку и калибровку нулевой точки можно выполнять согласно регламенту обслуживания. Следует учитывать, что перед калибровкой стороны высокого и низкого давления обязательно должны находиться при одинаковом давлении; если давление в системе не сброшено, положение уравнительного клапана неверно или в импульсной трубке сохраняется остаточное давление, так называемое «смещение нуля» может быть лишь следствием несоблюдения условий выполнения операции. Для оборудования, работающего длительное время, также следует проверить, соответствует ли диапазон измерения текущему режиму. Если фактический перепад давления длительное время близок к нижнему пределу диапазона, малейшие возмущения будут выглядеть особенно заметными; если он длительное время близок к верхнему пределу, это может повлиять на запас измерения и срок службы.

Последовательность диагностики, подходящая для выполнения на объекте

При возникновении тревоги или дрожании показаний операторы могут сначала зафиксировать текущее состояние насосной группы, степень открытия клапанов, диапазон изменения отображаемых значений и частоту возникновения, а затем действовать по следующей последовательности: подтвердить, колеблется ли фактический рабочий режим; проверить отверстия отбора высокого и низкого давления, импульсные трубки и клапанный блок; сверить направление подсоединения трубок и место монтажа; измерить и проверить питание 24V, клеммы и цепь 4-20mA; исключить источники помех, такие как преобразователи частоты; в завершение выполнить проверку нуля, калибровку или принять решение о замене.

Не заменяйте преобразователь напрямую, не убедившись в состоянии линии отбора давления. Коренной причиной многих проблем, которые кажутся «поломкой прибора», на самом деле является скопление воздуха в импульсной трубке, не полностью открытый клапан или воздействие помех на сигнал в шкафу управления. И наоборот, если подтверждена неисправность самого прибора, следует выбрать изделие, диапазон измерений, точность, совместимость со средой и способ монтажа которого соответствуют условиям водоснабжения.

Компания Xi'an Shenghongchuang Instrumentation Co., Ltd. и ее производственная база Shaanxi Qinkong Sensor Technology Co., Ltd. на протяжении длительного времени предлагают промышленную продукцию для измерения и управления, включая приборы давления, перепада давления, уровня и соответствующие интеллектуальные цифровые приборы индикации и управления. Для стандартного водоснабжения, контроля перепада давления на фильтрах и сложных проектов реконструкции насосных станций, помимо параметров отдельного преобразователя перепада давления воды, при выборе и монтаже следует также учитывать конструкцию отбора давления, способ подключения сигнала и условия помех на объекте. Только локализовав проблему в правильном звене, можно действительно стабилизировать показания и сократить ненужные повторные срабатывания системы управления водоснабжением.