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电磁流量计量表故障分析及案例

发布:2018-12-18 | 点击:人次

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电磁流量计的工作原理可知,能选用电磁流量计测量流量的流体必须是导电的,严格的说,除了高温流体之外,只是电导率大于20us/cm的任何流体都能选用相应的电磁流量计来测量流量,因为非导电的气体、蒸汽、油类、丙酮等物质不能选用电磁流量计来测量流量。

电磁流量计在运行中会由于各种故障的发生会造成测量不准的现象,一般在运行中电磁流量计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。

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,将磁场的回路电流断开,断开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电磁流量计波动。用指针式万用表测量电磁流量计电极电阻,会发现电磁流量计电极的回路电阻要高于正常时的电阻值。

若是由于电磁流量计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电磁流量计而贮留气体,或由于外界吸入空气引起的流量计波动,则需要更换电磁流量计安装位置改装在管线zui低点安装,或者采用U型管安装。但是有些情况由于电磁流量计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。

2、电磁流量计电极被腐蚀

由于在醋酸生产的过程中会接触到一些强腐蚀性的介质,所以当电磁流量计的电极材料选择不当时,介质会腐蚀流量计的电极,zui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我们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、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,电磁流量计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电磁流量计;实际生产中需要电磁流量计水平安装,这种情况下应该安装在管道的zui低端,并将且电磁流量计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。

但是,zui重要的还是电磁流量计在安装时zui好禁止出现介质非满管的情况。

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。如果电磁流量计出现这个故障则只有选用满足要求的低电导率电磁流量计,或者选用孔板流量计等其它原理的流量计。

5、流量计的电极结垢或电极短路造成的测量故障

当被测液体中含有金属时,流量计的电极容易发生短路现象,这时流量计的测量值明显偏小或趋于零。在日常生产运行中这种现象不是经常发生的。当测量高粘度介质时,由于介质易附着和沉淀在管壁,若被测液体电导率低于附着的介质电导率时,电极的信号电势就会被沉淀分流从而不能正常工作,出现电极短路现象;如果沉淀的介质是非导电层,会造成电极开路流量计也不能正常工作。若氧化铁锈层附着于衬里管壁,或者主要成分是金属的沉淀物,其电导率大于液体电导率,实际流量值会高于流量计测得的流量值;若沉淀物是碳酸钙等水垢层,则被测液体的电导率高于沉淀物的电导率,结果测得的流量值会小于实际的流量。

为了防止流体中的沉淀物影响流量计的工作,流量计的电极选用不易附着突出的尖形或半球形,并且可以更换式或者清垢电极等。选用电极可定期手动刮除传感器外的尘垢。或者也可以将测量电路暂时断开,通以短时间的低压大电流在电极间,焚烧清除油脂类沉淀物。也可采用提高液体流速的办法来清扫管壁的附着层。

6、待测介质的非对称流动

在正常生产的情况下,管道内流体的流速是轴对称分布,磁场均匀。而实际管道中流体的非轴对称流速分布经常出现,此时,流体流向可分成沿管道轴线的直线流,待测液体的体积流量就是它对管道横截面的积分;另一种则是旋涡流。由于旋涡流的出现对传感器的输出产生影响,流量计就会产生误差。为了消除旋涡流对流量计传感器的影响;流量计的上游应该有足够长的直管段,才能使流体的流速按同心圆分布;流量计附近的管道内径应与流量计内径相同,这样才会使流速分布均匀;不然可用安装流量调节器来部分补偿上游直管段的不足。

7、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。电磁流量计的流量信号很小,非常容易被外界电磁干扰,而影响了电磁流量计的正常工作。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,我们要在远离强磁场源的位置安装电磁流量计传感器。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。

8、流量计衬里变形导致测量波动

流量计的衬里一般都采用氟塑料,这样流量计的衬里非常容易发生变形,出现计量故障的现象。衬里发生变形的主要原因有两种:一氟塑料衬里渗透进蒸汽发生热扩散现象,通常衬里材料、厚度、内外的温差以及流体和蒸汽的类型、管道压力等诸多因素决定了渗透的程度;二是取决于氟塑料衬里材料的本身的工艺结构,一般采用聚四氟乙烯作为氟塑料衬里材料,聚四氟乙烯材料无粘结力仅靠压贴与管壁结合,所以负压管道不采用此种材质。

为了防止衬里变形,我们一般采取以下措施:增加法兰和线圈盒之间的隔热厚度,降低流体温差减小热扩散,使衬里内外温差zui大程度上得到改善,这样就可以降低渗透率减缓测量管壁内蒸汽的凝聚;此外,将聚四氟乙烯衬里厚度加厚或者更换另外形式的衬里。

9、其他原因引起的故障

1)雷电打击。电磁流量计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)环境条件变化。一旦流量计的工作环境条件变化,运行期间出现新的干扰源,仪表的正常工作就会被干扰,流量计的输出信号就会出现波动。

案例 电磁流量传感器与连接管道绝缘,可消除大杂散电流影响[2]

浙江省某自来水公司安装两台DN900MT900型电磁流量计,一台运行正常,另一台在1~2h周期内出现有高达50%FS波动。用户认为两台仪表使用条件相仿,故障是由仪表方面原因引起的。勘查现场周围环境,上下游紧接流量传感器的是两段长0.5m有良好接地的无衬里短钢管,然后连接到有水泥衬里的钢管。接地等电气连接均符合要求,同时,排除了管网流动脉动可能性。

转换器与传感器相距约10m。有一数百千伏安的三相变压器装在附近,分别离转换器和传感器约2m和8m。

分析故障原因有以下两种可能:(1)大功率变压器产生的磁场干扰;(2)管道上杂散电流干扰。要证明是否是变压器磁场干扰影响,因要关闭变压器涉及面广,安排为第二步检查,首先检查是否是管道杂散电流干扰。不加励磁电流用示波器测量两极间电势,其值应为零。然而实际测得峰值Vpp高达1V的波形畸变交流电势。初步判断即使良好接地,仪表还会受到管道杂散电流干扰影响。

采取将电磁流量传感器连同两段短钢管与管网管道电气绝缘,使流量传感器与液体同电位。仪表投入运行,输出显示即呈稳定正常,也排除了电力变压器磁场干扰对流量测量的影响。同时测得干扰电流有60mA AC,电流方向来自流量传感器上游。

这一措施也适用于有阴极保护电流的管道,作为试排除管道电流干扰影响的方法。

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电磁流量计量表故障分析及案例

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