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            電磁流量計選型及常規故障檢測

            來源:作者:發表時間:2020-09-10 10:29:28

             摘  要 :隨著我國工業的飛速發展,電氣儀表工程行業在我國工業生產中也逐步發揮著越來越重要的作用。其中電磁流量計應用也越來越廣泛,很多企業中的工藝流程參數越來越依賴電磁流量計,電磁流量計應用領域廣泛 , 大口徑儀表較多應用于給排水工程 ; 中小口徑常用于高要求或難測場合 , 如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制 , 造紙工業測量紙漿液和黑液 , 化學工業的強腐蝕液 , 有色冶金工業的礦漿 ; 小口徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。文章針對電磁流量計選型、在安裝與調試中需要遵守的基本要求做了具體介紹,針對電氣儀表在安裝和調試中易出現的問題和應對方法做詳細闡述。

             
            1 背景
            云錫文山鋅銦冶煉有限公司是年產 10 萬噸鋅 60 噸銦的一家大型冶煉企業,在生產現場有酸性、堿性、中性等介質,且這些介質多數都有較高的溫度,在現場使用的電磁流量計品牌多數為科隆的電磁流量計,其襯里材料用的基本都是聚四氟乙烯 PTFE,電極材料用了含鉬不銹鋼 SS316L、哈氏合金 C、鉭三種材料,基于現場介質種類較多,不同的介質材料需選擇不同的襯里材料和電極材料,所有選型選對是很重要的,同時現場流程較長、較復雜我們使用了 200 多臺電磁流量計,問題頻發,所以就要求我們維護人員必須掌握電磁流量計的安裝要求及流量計的工作原理、常發故障,并能有效解決出現的問題。
             
            2 工作原理
            電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。電磁流量計的優點是壓損極小,可測流量范圍大。**大流量與**小流量的比值一般為 20:1 以上,適用的工業管徑范圍寬,**大可達 3m,輸出信號和被測流量成線性,精確度較高,可測量電導率大于等于 5us/cm 的酸、堿鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。
             
            但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。當導體在磁場中作切割磁力線運動時,在導體中會產生感應電勢,感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理,導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應力線時,也會在管道兩邊的電極上產生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定,感應電勢的大小由公式 EX=BDV(1)確定。式中 EX- 感應電勢 ;B- 磁感應強度,D- 管道內徑,v- 液體的平均流速,然而體積流量 qv 等于流體的流速 V 與管道截面積(ΠD²)
            /4 的乘積,將式(1)代入該公式得 :QV=(ΠD/4B)*EX。由公式可知,在管道直徑 D 已定且保持磁感應強度 B 不變時,被測體積流量與感應電勢呈線性關系。若在管道兩側各插入一根電極,就可引入感應電勢 Ex,測量此電勢的大小,就可求得體積流量。如果知道被測介質的密度也可求出質量流量。
             
            3 選型
            (1)工藝管徑和流量范圍——決定流量計口徑及是否需要用異徑管。
            (2)使用環境工況條件要素 :防護等級、防爆要求、電源電壓、工藝管道材質(金屬與絕緣管路)——決定接地法蘭的需求。
            (3)被測介質的理化性能 : 電導率、溫度、壓力、含氣泡,固體顆粒成分、腐蝕性——決定電極材料,型式、襯里材料。
            (4)對儀表結構要求——一體、分體選擇、分體型應提供電纜長度需求。
            (5)對儀表精度要求——確定使用轉換器規格。
            (6)對儀表輸出信號、顯示內容、通訊接口及自診斷功能的要求——決定轉換器型號。
            (7)對儀表價格的心理價位
             
            選型原則 :保證滿足測量現場的工況條件 ;達到儀表使用的精度與功能要求 ;力求價格便宜適中
             
            (8)電磁流量計電極材質的選擇
            含鉬不銹鋼 SS316L/316Ti :主要用于生活工業用水、原水、下水、污水、稀酸、稀堿等弱腐蝕性酸、堿、鹽液。哈氏合金 C、哈氏合金 B :弱酸、弱堿。
             
            鈦 :能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氧化性酸(包括發煙硝酸)、有機酸、堿等的腐蝕,不耐較純的還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕,但如酸中含有氧化劑時則耐酸腐蝕大為降低。
             
            鉭 :具有優良的耐腐蝕性,和玻璃很相似,除了氫氟酸、堿外,幾乎能耐一切化學介質(包括沸點的鹽酸、硝酸和 175℃以下的硫酸)的腐蝕。在堿中不耐腐蝕。
             
            鉑銥 :抗腐蝕性能相當廣泛。低噪音電極 :可選哈氏合金材質或 SS316 材質,可適應于漿料和纖維介質。
             
            (9)電磁流量計襯里的選擇
            應根據被測介質的腐蝕性,磨損性及溫度來選擇。硬橡膠及氯丁橡膠,可耐一般的弱酸,堿腐蝕,耐溫 80℃,氯丁橡膠有耐磨性,聚四氟乙烯幾乎能耐除熱磷酸以外的強酸、堿腐蝕,介質溫度可達 180℃,但不耐磨損。聚氨酯橡 o 膠有較好的耐磨損性,但不耐酸、堿腐蝕。耐溫度性也差,介質溫度小于 65℃。
             
            在我們現場多數溫度較高,所以大多使用聚四氟已烯材質的襯里。
             
            4 安裝要求
            (1)傳感器上箭頭方向必須與實際流量方向一致(如反向安裝,轉換器菜單中流動方向一項必須更正)。
            (2)安裝必須保證傳感器所在的管道在測量時是滿管的,可參考下面幾種安裝方式。
            (3)必須確保前 5DN 后 2DN 的直管段。
            (4)傳感器和轉換器必須良好接地。接地含義。給信號源參考零電位,使被測介質與大地相連通 ;安全性要求(如雷擊);抗外界干擾 ;接地點離傳感器越近越好 , 絕不能與其它設備接地點相連接,要求接地電阻≤ 10Ω。
             
            接地要求。電磁流量計變送器外殼、屏蔽線、測量導管及變送器兩端的管道都要接地且單獨設置接地點,絕不能接在電機電氣等公用地線或上下水官道上 ;轉換器部分已通過電纜線接地,毋須再行接地,以免因電位不同而引入干擾。
             
            帶接地環的接地方法。如工藝管道為絕緣材料,須配用接地環穩定邊界條件,提高測量定性和精度。另外,有些電磁流量計有內置接地,在這種情況下可以不裝接地環。不過,**好都裝。
             
            5 電磁流量計故障檢測方法
             
            5.1 檢測傳感器電極故障測量方法
            當管道內無介質時,電極間絕緣。
            R1、2 ≥ 20 MΩ
            R1、3 ≥ 20 MΩ
            R2、3 ≥ 20 MΩ
             
            當管道內有介質時,電極間電阻與儀表口徑、介質電導率有關,口徑越大電阻越大、電導率越高電阻越小。對于 100mm 口徑儀表、介質是自來水,電極間的電阻
             
            大約是 :
            R1、2=300---600 kΩ
            R1、3=300---600 kΩ
            R2、3=300---600 kΩ
            請注意它們是相互對稱的。
             
            5.2 檢測傳感器線圈故障方法
            線圈電阻 7、8 端子的電阻在 100 歐左右,且數據非常穩定基本不會波動 1 歐以內。如果達到千歐級別的電阻,說明線圈有問題。
             
            5.3 顯示數據波動
            可檢查管道里面是不是有空氣 ;管道是不是滿管 ;實際流量是否確實是波動。
             
            5.4 電極結垢的簡易方法
            當電極間電阻 R1、2、R1、3、R2、3 偏大或不對稱時,將傳感器 2、3 號線接到轉換器 7、8 號端約十分鐘,恢復正常接線。
             
            其原理是 :原線圈供電回路對電極供電,在電極表面對介質電解,形成氣泡帶走結垢。如果此辦法行試了不行,就需拆下傳感器進行清理,在清理的過程中注意不能用水進行沖洗,否則會導致電極結一層氧化膜,在開機時會長時間無法正常工作。
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