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電磁流量計

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醋酸生产中電磁流量計使用与故障处理

來源:作者:发表时间:2018-08-22 11:15:06

 摘 要: 醋酸生产工艺具有高温、强腐蚀性的特点,腐蚀介质种类多,腐蚀环境复杂,为满足计量需要,大多数的醋酸装置采用電磁流量計代替传统的流量计,对電磁流量計在测量过程中出现的故障,进行分析并提出一些日常维护方法。

 
    醋酸装置中很多都采用孔板、涡街、涡轮、椭圆齿轮等流量测量仪表。这些流量计有很多不足之处:容易磨损、被介质腐蚀后泄漏、寿命短、维护工作量大,很难满足生产要求。随着装置的技改采用新型的電磁流量計代替设计的的流量计。这一改动不但满足了醋酸生产工艺要求又很大程度的降低了投资、减小了维护强度。在实际生产中取得了非常理想的效果。
    1電磁流量計的种类
    電磁流量計可有多种分类,按励磁方式分类、按传感器和转换器的组成分类、按连接方式分类按传感器与管道的连接方式分类,也可按用途分类,本文主要介绍按励磁方式的分类。
    1)直流励磁型。这种電磁流量計数量很少,只用于测量液态金属流量,如常温下的汞和高温下的液态钠、钾等。
    2)交流工频励磁型。较早期的電磁流量計用50Hz工频市电励磁,由于易受电磁干扰和零点漂移等原因,现已逐渐被低频矩形励磁所代替。但在测量泥浆、矿浆等液固两相流时,低频矩形波励磁方式由于不能克服固体擦过电极表面产生的尖峰噪声,而工频交流励磁的仪表则不存在这一缺点,所以国内外尚有一些電磁流量計仍采用交流励磁方式。
 
3)低频矩形波励磁型。用于低频矩形波励磁方式功耗小,零点稳定,是目前電磁流量計的主要励磁方式。其波形有“正-负”二值和“正-零-负-零”三值两种。有的電磁流量計励磁频率可以由用户设定,一般小口径仪表用较高频率,大口径仪表用较低频率。
 
4)雙頻勵磁型。勵磁電流的波形是在低頻矩形波上疊加高頻矩形波,主要爲克服二值矩形波勵磁存在的漿液噪聲和流動噪聲,提高儀表的穩定性和響應特性。
 
2 電磁流量計的特点
電磁流量計是根据法拉第电磁感应定律制成的一种流量测量仪表,用于测量管道中导电液体体积流量。由于電磁流量計的部件没有转动部分,也没有阻碍流体流动的部件,因此几乎没有压力损失;被测液体只与電磁流量計的管道衬里和电极相接触,因此只要电极和衬里材料选择合理,因此具有很好的耐腐蚀、耐磨损性能[2];安装方便水平、垂直、倾斜均可安装;测量精度高,可以达到0.5%;量程比大,一般为1:20。
 
3 電磁流量計的故障分析
電磁流量計在运行中会由于各种故障的发生会造成测量不准的现象,一般在运行中電磁流量計产生的故障大概可分为两类。一类为流量计本身故障,元器件损坏引发的故障;一类为外界条件的改变引起的故障,例如安装的不合理造成流动畸变,沉积和结垢等。
 
3.1 介质中含有气泡出现测量故障
介质从外界吸入气体或者介质中溶解气体转变成游离状气泡是液体中产生泡状气体的两种途径。如果介质中存在较大的气泡,当气泡通过电极时整个电极就被遮盖,使流量信号输人回路瞬时开路,从而输出信号就会出现波动。判断造成这种波动原因的可以这样做,将磁场的回路电流切断,切断后如果流量计还有显示并且还处于波动状态,证明介质中存在气泡会造成電磁流量計波动。用指针式万用表测量電磁流量計电极电阻,会发现電磁流量計电极的回路电阻要高于正常时的电阻值。
 
若是由于電磁流量計安装位置所的造成空气进入被测介质,如果由于在管系高点安装電磁流量計而贮留气体,或由于外界吸入空气引起的流量计波动,则需要更换電磁流量計安装位置改装在管线**低点安装,或者采用U型管安装。但是有些情况由于電磁流量計口径较大或者安装的位置不易改变,可以采取在流量计上游安装集气包和排气阀来解决这种情况。
 
3.2 介质非满管
在日常生产中偶尔会有非满管现象。这种现象可以看做是液体中含有气泡的典型情况。当电极水平面低于介质液面时,流量计前后采用直管段比较理想,测量数据比较稳定。但是管内上半部的气体体积也被算成介质流量,因此这种情况下得测量误差较大;当电极水平面高于介质液面时,電磁流量計的测量回路处于开路状态,所测量的数据严重失真。处理这种介质非满管所产生的故障可有如下办法:尽量在自下而上流动的垂直管道上安装電磁流量計;实际生产中需要電磁流量計水平安装,这种情况下应该安装在管道的**低端,并将且電磁流量計的电极轴线于地平线平行,(不然沉积物会覆盖处于低位的电极);为了避免测量管内产生负压,应该将流量计的传感器安装在泵的下游、控制阀的上游;流量计传感器的安装口应有一定的背压,并且应远离直接排放口[4]。
 
但是,**重要的还是電磁流量計在安装时**好禁止出现介质非满管的情况。
 
3.3 電磁流量計电极被腐蚀
由于在醋酸生产的过程中会接触到一些强腐蚀性的介质,所以当電磁流量計的电极材料选择不当时,介质会腐蚀流量计的电极,**终导致传感器失效。因此会出现流量计输出波动。只有当电极被腐蚀后出现流量计故障BG真人大游才能发现电极材料不耐腐蚀,这种材料本身性能问题使用之前是无法辨别的。因此只有更换新的电极来解决此种故障。所以电极腐蚀故障判断处理都属于事后维护处理的方法。
 
3.4 待测液体性质导致测量故障
如果被测介质电导率降低,电极的输出阻抗会增大,这时转换器输入的阻抗就会引起负载效应,流量计就会产生测量误差。如果電磁流量計出现这个故障则只有选用满足要求的低电导率電磁流量計,或者选用孔板流量计等其它原理的流量计。
 
3.5 流量计的电极结垢或电极短路造成的测量故障
當被測液體中含有金屬時,流量計的電極容易發生短路現象,這時流量計的測量值明顯偏小或趨于零。在日常生産運行中這種現象不是經常發生的。當測量高粘度介質時,由于介質易附著和沈澱在管壁,若被測液體電導率低于附著的介質電導率時,電極的信號電勢就會被沈澱分流從而不能正常工作,出現電極短路現象;如果沈澱的介質是非導電層,會造成電極開路流量計也不能正常工作。若氧化鐵鏽層附著于襯裏管壁,或者主要成分是金屬的沈澱物,其電導率大于液體電導率,實際流量值會高于流量計測得的流量值;若沈澱物是碳酸鈣等水垢層,則被測液體的電導率高于沈澱物的電導率,結果測得的流量值會小于實際的流量。
 
爲了防止流體中的沈澱物影響流量計的工作,流量計的電極選用不易附著突出的尖形或半球形,並且可以更換式或者刮刀式清垢電極等。選用刮刀式電極可定期手動刮除傳感器外的塵垢。或者也可以將測量電路暫時斷開,通以短時間的低壓大電流在電極間,焚燒清除油脂類沈澱物。也可采用提高液體流速的辦法來清掃管壁的附著層。 
 
3.6 待测介质的非对称流动 
在正常生産的情況下,管道內流體的流速是軸對稱分布,磁場均勻。而實際管道中流體的非軸對稱流速分布經常出現,此時,流體流向可分成沿管道軸線的直線流,待測液體的體積流量就是它對管道橫截面的積分;
 
另一種則是旋渦流。由于旋渦流的出現對傳感器的輸出産生影響,流量計就會産生誤差[5]。爲了消除旋渦流對流量計傳感器的影響,流量計的上遊應該有足夠長的直管段,才能使流體的流速按同心圓分布;流量計附近的管道內徑應與流量計內徑相同,這樣才會使流速分布均勻;不然可用安裝流量調節器來部分補償上遊直管段的不足。
 
3.7 流量计衬里变形导致测量波动
流量計的襯裏一般都采用氟塑料,這樣流量計的襯裏非常容易發生變形,出現計量故障的現象。襯裏發生變形的主要原因有兩種:一氟塑料襯裏滲透進蒸汽發生熱擴散現象,通常襯裏材料、厚度、內外的溫差以及流體和蒸汽的類型、管道壓力等諸多因素決定了滲透的程度;二是取決于氟塑料襯裏材料的本身的工藝結構,一般采用聚四氟乙烯作爲氟塑料襯裏材料,聚四氟乙烯材料無粘結力僅靠壓貼與管壁結合,所以負壓管道不采用此種材質[6]。 
 
爲了防止襯裏變形,BG真人大游一般采取以下措施:增加法蘭和線圈盒之間的隔熱厚度,降低流體溫差減小熱擴散,使襯裏內外溫差**大程度上得到改善,這樣就可以降低滲透率減緩測量管壁內蒸汽的凝聚;此外,將聚四氟乙烯襯裏厚度加厚或者更換另外形式的襯裏。
 
3.8 外部电磁的干扰
在生产现场存在着管道杂散电流、静电、电磁波和磁场等干扰源。電磁流量計的流量信号很小,非常容易被外界电磁干扰,而影响了電磁流量計的正常工作。所谓的电场干扰是指,流量计测量管内的电势平衡被噪声破坏后出现输出信号波动异常。
 
为了减少外部磁场对流量计的干扰,BG真人大游要在远离强磁场源的位置安装電磁流量計传感器。另外采取增强屏蔽措施来防止强电场的干扰等。也可以将电磁流量传感器与管道的连接处做绝缘处理。
 
3.9 其他原因引起的故障
1)雷电打击。電磁流量計在受到雷击后容易在线路中感应出高电压和电流,损坏流量剂。
2)環境條件變化。一旦流量計的工作環境條件變化,運行期間出現新的幹擾源,儀表的正常工作就會被幹擾,流量計的輸出信號就會出現波動。
 
4 结束语
随着现代科学技术的不断发展进步,電磁流量計的设计,新材料的应用,其生产工艺越来越成熟,对仪表的防护等级也日渐提高,電磁流量計使用性能更加稳定。根据实际生产情况的调查发现,電磁流量計的自身很少出现故障。因此,只要BG真人大游对電磁流量計发生的各种类型的故障及其产生原因进行深刻分析,并且严格按标准进行安装和使用,就可以轻松的对電磁流量計进行日常维护了。