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电磁流量计

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电磁流量计在化工企业的安装及故障处理探讨

来源:作者:发表时间:2017-08-26 09:19:30

【摘要】电磁流量计是化工生产中测量导电液体流量的首选工具。本文对电磁流量计在安装调试时应注意的问题进行探讨,并介绍了电磁流量计在化工?#23548;?#24212;用中遇到的故障及处理方法。
 
1.引言
        流量是化工生产中重要的测定?#38382;?#20043;一,而电磁流量计在化工应用中约占工业流量仪表总数的5%-6.5%,特别是2000年以来,这个数?#31561;?#26377;上升趋势。在工业生产过程各种?#38382;?#22914;压力、温度、液位等)的测量中,以流量测量最为复杂,也是?#22799;?#20934;确测量的?#38382;?#22312;数十种常用流量测量仪表中,电磁流量计因其本身的优势和特点而处于重要的使用位置。就测量导电液体流量而言,不管目的是监控?#25925;?#35745;量,电磁流量计都能做到测量稳定、可靠、精度高、易维护。
 
2.电磁流量计的工作原理和结构
        电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力运动时在其两端产生感应电动势。如图1所示,在EMF测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电势,由管道内部的两个电极测量并引出感应电压。测量管道通过不导电的内?#27169;?#27233;胶,特氟隆等)实现流体与测量电极的电磁隔离。假设电磁感应线圈产生磁场强度B(T)为恒定,产生的感应电压Ue(V)正比于流体平均速度(m/s),系数为k,测量管内径L(m)为已知,则体积流量Qv(m 3 /s)可通过如下公式计算:
变?#25512;?#22806;观简易图传感器外观简易图
        EMF由流量传感器和变?#25512;?#20004;大部分组成。传感器测量管上下装有励磁线圈,通励磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电势,送到变?#25512;鰲?#21169;磁电流则由变?#25512;?#25552;供。
        变?#25512;鰨?#22270;1
        传感器:图2
 
3.电磁流量计的性能
        适用于电导?#34432;?#20110;5μS/m的导电液体,介质的最高压力为4Mpa,介质的温度?#27573;?#20026;-60 ~ 180℃,具有测量精度高、量程?#21364;螅?#26368;大可达1000:1)、系统无压力损失、附加功能多等特点。前后直管段为5D和2D。电磁流量计的传感器最高防护等级可达IP68(潜水型),有普通型、隔爆型和本安型三类产品。电磁流量计可以在任意管道上安装,但是电磁流量计测量电极的轴线必须保持水平方向,且与管道中心线互相垂直。电磁流量计的传感器?#27426;?#35201;安装在不产生气体的管道上,同时液体必须充满管道。用于易粘附、沉积、结垢等介质时,流速要求应不低于2m/s,最好提高到3-4m/s或以上,起到自清洗、防止粘附沉积等作用。用于矿浆等磨蚀性强的流体,流速应低于2~3m/s,以降低衬里和电极的磨损。衬里、电极和接地环材料的选择也很关键,受衬里材料和电极绝缘材料的温度限制,不能测量较高温度的液体。
 
4.电磁流量计的安装
        传感器可安装在任何位置,垂直水平也可倾?#20445;?#20294;安装应保证测量管内任何时候都能充满介质,不得有不满管现象或者有大量气泡能过传感器(图3)传感器水平安装时电极中心轴线尽量水平(图4)。对于液固?#36739;?#20171;质,最好是垂直安装(图5)。传感器应远离大功?#26102;?#39057;器或强磁场源。外磁场强度<400mA(图6)。保证直管段长度(图7)。工艺管道密封橡胶垫接地法兰应同心,不得相互错位,避免产生漩涡流,影响流量信号(图8)。
图3图4
工艺管道密封橡胶垫接地
在传感器临近管道进行焊接或火焰切割时,要有隔离措施防止衬里受热。其他需要注意的安装事项:
        a.尽可能避免测量管内变成负压;
        b.选择震动小的场所,特别对一体型仪表;
        c.避免附近有大电机、大变压器等,以免引起电磁场干扰;
        d.易于实现传感器单独接地的场所;
        e.尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体;
        f.尽可能避免受阳光直照
 
5.电磁流量计?#23548;?#24212;用故障的分析
 
5.1 故障现象
        在某次调度值班中,发现在合成?#23548;?#19968;个重要装置内的一个电磁流量计的流量数值有时会出现大幅度跳动,特别是在开车的时候,从趋势图上看出流量波动很大,趋势图杂乱,已经无法正确辨读现场?#23548;?#27969;量值。
 
5.2 故障分析
        安排?#38469;?#20154;员进行故障排查。首先排除调度集控?#19994;?#29616;场流量计之间的网络波动及时钟不同步问题,又对现场仪表安装、电极、接地反?#37255;?#26597;,均无问题,一直查不出原因。一个偶然的机会,在混合罐内的搅拌器停运后发现流量数值稳定了,继续检查发现,此搅拌器是侧壁安装,且其位置距流量计管线出口位置仅1m。很显然,是搅拌器桨?#31471;?#32763;起的浪波改变了管道出口的阻力。流量计出口到容器壁的距离D1约1.5m,由于距离太短,搅拌浪波使管道出口压力波动,从而使流量计出口流速不稳,使流量值产生跳动。之前安装位置原理参见图9。电磁流量计安装在位置A,其前后直管段长度及接地均符合要求,但因混合罐内的搅拌器是侧壁安装,所以?#23548;式?#25292;器离电磁流量计距离较近,影响管道出口压力,从而使电磁流量计流速出现较大波动。
电磁流量计安装位置
5.3 更改方案
        经过?#38469;?#20154;员分析得出故障原因后,?#25925;?#20174;安装位置考虑,更换电磁流量计安装位置。经过设计,将流量计从位置A移动到位置B,?#30830;?#21512;流量计安装要求,?#30452;?#20813;了混合罐中搅拌器的影响,彻底解决了此次流量计流量值跳动故障。改动后安装位置原理参见图10。
更改后的电磁流量计安装位置
5.4 其他故障
        在?#23548;?#24212;用中,还会遇到各种各样电磁流量计的故障现象,如:指示与?#23548;?#27969;量结果不一?#38534;?#38646;点不稳定、无指示、液晶数字显示连续降数等等现象。处理和预防方法除了保证电磁流量计的安装要符合要求,使用过?#35752;?#35201;爱惜维护,遇到故障时首先分析影响及干扰因素。当遇到非安装因素造成的故障,可按一下基本步骤先排查:
        a.检查流量计管线阀门是否全部打开,管道是否充满液体,流量计是否在接近流量?#27573;?#19978;限值流量下工作;
        b.检查仪表电?#32431;?#20851;、保险丝等供电设施是否正常;检查故障点是在电缆中或是在接收仪表中;
        c.检查转换器的编号和仪表系数与传感器是否正确;
        d.检查量程设定是否正确;
        e.检查流量计输出连接是否正确及接地是否良好;
        f.?#37259;?#25442;器部分规定内容检查。
 
6.结束语
        电磁流量计作为工业流量测量仪表的一种,对工业自动化的发展起着重要的作用。为了更好的发挥自动化仪表对工业自动化的支持和推动作用,自动化仪表专业人员在具备?#27426;?#30340;专业知识的前提下,有必要在运用方面和维护方面掌握?#27426;?#30340;技巧和注意事项,只有如此,才能满足企业需求,才能更好的为企业发展。
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