绞吸挖泥船在生产过程中的参数和变量，需要用各种仪器仪表进行检测，其中的主要变量必须通过现场变送器的转换才能进人仪表系统显示。目前，许多绞吸挖泥船测量泥泵吸人真空压力数值使用的是双法兰差压变送器，该设备能获取疏浚船舶水下排泥管道内外的压差值，并通过与之连接的电缆及时输送到船舶控制台，通过船舶控制台调控动力排泥泵，使压差值保持在正常范围，从而使水下泥浆以合理的流速和浓度从排泥管排出。此种类型的差压变送器体积较大，因船舶施工时变送器需要浸泡在水下，故安装时需要做好水密工作，维护费时费力，大大降低了效率。本文对双法兰差压变送器现场安装方式进行改进。从新差压变送器的使用情况看，改进后的差压变送器体积小、拆装方便，减少了维护检修时间，提高了船舶生产效率。

       

1、双法兰差压变送器安装方式

             双法兰差压变送器结构和安装方式见图1,其中有2个法兰，单个法兰直径为170mm，每个法兰由4条螺栓固定，共计8条;#外一圈为固定铁罩的螺栓孔，共计14个，铁罩1件，直径500 mm，高500mm，质量20 kg。

由图 １ 可以看出，双法兰差压变送器安装方 式比较复杂，存在以下缺点:

 

             1)因需要将整个差压变送器与海水隔绝，需要的铁罩直径大、质量大，拆装费时费力，且做水密的时间长，安装费用高，工作量大。

             2)维护困难。前期拆卸铁罩、双法兰和维护检修后回装、重新做水密等工作需要大量时间，因双法兰的低压端与吸泥管线相通，所以在维护检修双法兰差压变送器期间船舶不能施工，故降低了船舶生产效率。

             3)对水密等级要求很高，容易泄漏，损坏设备。船舶施工时，双法兰差压变送器会随着桥梁下放至海水中，并伴有强烈的振动，铁罩直径越大，水密面积越大，泄露的风险越高。

             4)占地多，需要的空间大。对于吸泥管线至桥梁顶部空间小的船舶来说，维护检修需要更多的时间，降低了船舶生产效率。

             5)双法兰差压变送器没有减震装置，船舶施工时一直伴有强烈的振动，变送器使用寿命短。

 

2、双法兰差压变送器的改进

             随着差压变送器制造技术的进步，现场仪表在单向耐压、使用环境要求等方面有了很大的改进，为改变双法兰安装方式提供了技术支撑。通过对双法兰差压变送器安装方式的分析，以不影响压力传递、方便维护检修为出发点，突出简易安装、节约能耗的特点，改进了双法兰差压变送器的结构(图2}。

2.1 智能压力变送器结构特征和工作原理

             改进后的差压变送器是以智能压力变送器为基础、重新设计结构件组装而成的。

             智能压力变送器也是一种差压变送器，以成熟的电容式传感器和先金的微硅固态复合传感器为基础，通过模块化设计理念精心开发，由带集成电子适配单元的传感器模块和带按键控制单元的放大模块组成。过程压力作用于压力传感器后，传感含锵压力信号转换为电信号，经电子适配单元采样、调理、放大、转换后，以4一20mA模拟信号输出。图3为智能压力变送器的工作原理以及各功能模块的关系。

2.2  智能压力变送器改装

             1)智能压力变送器外形及尺寸见图4。打开电子部件侧表盖，拆下集成电路板，注意集成电路板背后的连接线，避免扯断。断开连接线，拆下电气密封闷头，此处仍须注意连接线不要破坏内部的连接铜柱。

    2)拆下接线端表盖，将电源模块拆下，注意连接铜柱。拆下电气密封闷头内的2根连接铜柱备用。

    3)选用直径和集成电路板一样大、厚5mm的硬质塑料，打孔后将集成电路板、2根铜柱和电源模块连接，连接方式和在电气密封闷头中一样，此部分称为转换模块。

    4)将变送器的剩余本体部分、转换模块和结构件组装，即成为新的智能差压变送器。该变送器尺寸为120 mm x 120 mm x 350 nom，远小于双法兰差压变送器安装后的尺寸。

3改进后的差压变送器安装注意事项

    新的变送器也有一定的局限性，变送器组装和现场安装时须注意以下几个方面:

    1)就地安装取压口的选择十分重要，分清高、低压力端，使后续的维护检修方便。

    2)因变送器会长期浸泡在海水中，所以结构件及所有螺栓均为不锈钢材质，防止生锈和腐蚀。

    3)变送器安装连接后必须确保罐体盖、电缆引人装置密封可靠，否则将导致电子部件受潮影响变送器的性能和使用寿命。

    4)在船舶施工时，会有强烈的振动，故所有螺栓安装前必须涂抹螺纹胶加以固定。

    5)确保引压管道与变送器的高、低压侧连接正确。

    6)电缆建议使用屏蔽双绞线，并避免与其他带感性负载电路和大容量电器铺设在一起或安装在大型电气设备附近，屏蔽层必须接地。

    7)安装减震装置时，建议放入一层橡胶垫，以保证更好的减震效果。

 

4、差压变送器改进效果

    改进后的差压变送器可以克服双法兰差压变送器的很多缺陷，改进成果显著(图5)0

    1)变送器结构件罐体端口直径只有120 nine,远小于改进前铁罩直径的500 nine，水密工作量大大降低，从而降低了泄露的风险。

    2)变送器体积和质量变小，降低了制作成本。

    3)节省现场空间，使设备现场整洁、不拥挤，更方便维护。

    4)减少维护时间，增加船舶施工时间，提高船舶生产效率。

    5)设计了减震装置和双焊接的连接方式，可以更好地保护变送器，延长变送器使用寿命。

 

5、经济效益分析

  绞吸挖泥船。天杉”船于2018年11月26日更换了新差压变送器，应用于某25万吨级航道疏浚工程，工程单价为16元/m3。改进前的双法兰差压变送器维护检修时间4h，改进后只需要I h,节省了3h，这部分时间船舶可以正常施工。根据《主要疏浚施工监测设备校验规程》规定，绞吸挖泥船吸入真空压力传感器每半年维护校验1次，“天杉”船生产率为3 500 m5/h，综合计算，“天杉’，船半年可增加产值为16元/m3x3 hx3 500 m3/h=16.8万元。

    新差压变送器的使用，不仅缩短了正常维护时间.还在差压变送器故障拆检中节省了时间，进而增加船舶施工时间，并且船舶在长时间的运转下，可以更好地保持泥浆浓度，提高了船舶生产效率。

 

6、结论

    1)改进双法兰差压变送器的目的是提高变送器的可靠性，减少变送器的维修、维护工作量和R寸间。

    2)在了解现场条件的基础上，选择#优的变送器结构形式，可以保证变送器安装使用的合理性，从而提高船舶的生产效率。

    3)改进后的差压变送器已在某疏浚工程中推广应用，仅以一条绞吸挖泥船为例，半年可增加产值16.8万元。