[摘要(yao)]電磁流量計(jì) 是種根據法(fǎ)拉第電磁感(gan)應定律來測(ce)量管内導電(diàn)介質體積流(liu)🍉量的感應式(shi)儀表，已在化(huà)工中得到廣(guang)泛應用，在運(yun)行中的故障(zhàng)判别方法受(shou)到了國内外(wài)使用者的關(guan)注，特别是對(dui)電磁流量計(jì)的安裝，直接(jiē)決定着電磁(ci)流量計的能(néng)否正常運行(háng)和大大減少(shao)日後的維護(hu)。
1測量原理
　　根(gen)據法拉第電(diàn)磁感應定律(lü)，當--導體在磁(ci)場中運動切(qiē)割🧑🏾‍🤝‍🧑🏼磁力線時(shí)，在導體的兩(liǎng)端即産生感(gan)應電勢e,其方(fāng)向由右手定(dìng)則确⁉️定，其大(dà)小與磁場的(de)磁感應強度(du)B,導體在磁場(chǎng)内的長度L及(jí)導🚶‍♀️體的運動(dòng)速度u成正☂️比(bǐ)，如果B，L,u三者互(hu)相垂直，則:
e=Blu
　　與(yǔ)此相仿，在磁(cí)感應強度爲(wei)B的均勻磁場(chang)中，垂直于㊙️磁(ci)場方向放一(yi)個内徑爲D的(de)不導磁管道(dao)，當導電液體(tǐ)在管道中以(yǐ)流速u流動🏃‍♀️時(shi)，導電流體就(jiu)切割磁力💜線(xiàn)。

　　如(rú)果在管道截(jie)面上垂直于(yu)磁場的直徑(jìng)兩端安裝一(yi)🏃🏻‍♂️對電極(圖1)則(zé)可以證明，隻(zhi)要管道内流(liú)速分布爲軸(zhóu)對稱分布，兩(liang)電極⭕之間📐也(ye)特産生感生(shēng)電動勢:

　　由上(shang)式可見，體積(ji)流量Q與感應(ying)電動勢e和測(ce)量管内徑D成(chéng)☔線性關系，與(yǔ)磁場的磁感(gan)應強度B成反(fǎn)比，與其它物(wù)理參數無關(guan)。
2電磁流量計(jì)的安裝
　　電磁(ci)流量計的正(zheng)确安裝對電(dian)磁流量計的(de)正常運行極(jí)爲🏃重要，也大(da)大減少日後(hou)的維護工作(zuò)量:電磁流量(liang)計的安裝要(yào)注意以下幾(ji)個問題:
(1)安裝(zhuāng)場所。測量混(hùn)合相流體時(shi)，應選擇不會(hui)引起相分離(li)的場🐆所:避免(miǎn)安裝在電動(dòng)機、變壓器等(deng)強電設🥰備附(fù)近，以免引🙇🏻起(qǐ)電磁場幹擾(rao):選擇測量管(guǎn)内不會⛱️出現(xian)負❓壓的場所(suo):避免💃🏻安裝在(zài)周圍有🏃‍♂️強腐(fǔ)蝕性氣☀️體的(de)場所:環境溫(wēn)度一-般應在(zài)♻️-25--60'C範圍内，盡💃可(kě)能避免🙇🏻陽光(guāng)直射:安裝在(zài)無振動或振(zhen)動小的㊙️場所(suo)。如果振動過(guò)大，則應在傳(chuan)感器前後的(de)管道加固定(ding)支撐;避免安(an)裝在🎯能被雨(yǔ)水直淋或被(bei)水浸💁沒的場(chǎng)所。
(2)直管段長(zhang)度。電磁流量(liàng)計對表前直(zhí)管段長度的(de)要求比🏃🏻‍♂️較低(dī)。-般，對于90°彎頭(tou)、T形三通、異徑(jing)管、全開閥]等(děng)流動阻力件(jian),離傳感器電(diàn)極軸中心線(xian)(不是傳感器(qì)進口端面)應(ying)有3-5D的直管段(duan)長度:對于不(bu)同開度的閥(fá)門，則要求有(you)10D的直管段長(zhang)度:傳感🐇器後(hou)一般應有2D的(de)直管段長度(dù)。當閥門不能(néng)全🌈開時，如果(guo)使閥門截流(liu)方向與傳感(gan)器🏃電極軸成(cheng)45°安裝，可大大(dà)減小附加誤(wu)差。
(3)安裝位置(zhi)和流動方向(xiàng)。電磁流量計(ji)可以水平、垂(chuí)直或🛀傾斜🏃安(an)❌裝。水平安裝(zhuāng)時，電磁流量(liang)計電極軸必(bi)須水平放置(zhì)。這樣可以防(fáng)止由于流體(tǐ)所夾帶的氣(qì)泡💋而産生的(de)電極短時間(jian)絕緣:也可防(fang)止電極被流(liú)體⛷️中沉積物(wù)覆蓋。不應将(jiāng)電磁流量計(ji)安裝🐪在最高(gao)點🈲，以免有氣(qi)體🏒積聚，安裝(zhuāng)在管系最高(gāo)處，爲不良的(de)安裝位置，應(ying)予以避免。
　　垂(chuí)直安裝時，應(ying)使流動方向(xiàng)向上，這樣可(kě)使無流量或(huò)流量很♍小時(shí)，流體中所夾(jia)帶的較重的(de)固體顆粒下(xia)沉，而較輕的(de)脂肪類物質(zhì)上升離開傳(chuan)感器電極區(qū).測量泥漿、礦(kuang)漿等液固二(er)相流時，垂直(zhi)安裝可以避(bì)免固相覺沉(chén)澱和電磁流(liu)量計襯裏不(bú)🔱均勻磨損。傳(chuán)感器安裝處(chù)應具有一-定(ding)背壓，電磁流(liu)量計出口直(zhí)接排空易造(zào)成測量管内(nei)液體非滿管(guan)，爲不良的安(ān)裝位置，應予(yǔ)以避免。爲了(le)防止傳💔感器(qi)内産生負💘壓(yā)🌈，電磁流量計(jì)應安裝在泵(bèng)的後面，而不(bú)♈應安裝在泵(beng)的前面。
(4)安裝(zhuang)旁路管。爲了(le)便于液流靜(jing)止時檢查和(he)調整零點，中(zhong)🆚小管徑應盡(jìn)可能安裝旁(páng)路管。在測量(liàng)含有沉澱物(wu)流體時，應考(kao)慮✏️便于清洗(xǐ)電磁流量計(jì)的安裝方式(shi)。如🔱圖2.

采(cai)用圖2安裝，即(jí)便是在生産(chǎn)中也可以切(qie)出來，進行維(wei)護和處理。
(5)接(jiē)地。
　　由于電磁(ci)流量計的工(gong)作原理和特(tè)性，接地屏蔽(bì)外界電磁幹(gàn)擾特别重要(yào):同時爲了使(shǐ)測量正确和(he)電極不會發(fā)生電流腐蝕(shí)，電✂️磁流量計(jì)必須單獨接(jie)地，并使傳感(gan)器和流體大(da)約處于相同(tong)電位。分離型(xíng)電磁流量計(ji) ，原則上接地(di)應在流量計(jì)側，轉換器接(jie)地應在同一(yi)接地🆚點，在大(dà)多數情況下(xià)，流量計的内(nei)裝參比電極(jí)或金屬管能(néng)确保所許的(de)電位平衡。因(yin)此，可以通過(guo)🈲内裝的參比(bǐ)電極和金屬(shǔ)管将管中流(liu)體接地，将流(liú)量計的接地(di)片與接地線(xiàn)相連。如果傳(chuan)感器安裝于(yu)帶陰極腐蝕(shi)🏃保護管道上(shang)，除了流量計(ji)和接地環--起(qi)接地外，還要(yao)😍用粗銅線繞(rào)過流量計跨(kua)接在管⚽道的(de)🌈兩法蘭上❗，使(shi)陰極🐉保護電(dian)流與流量計(jì)之間隔離。對(duì)于✉️金屬非接(jiē)地管道，應用(yong)粗銅線連接(jie)💔，保證法蘭至(zhì)法蘭和法蘭(lan)到流量計是(shi)連通的。對于(yu)非導電的塑(sù)料管或襯裏(lǐ)管，如果沒有(you)參比電極或(huò)由于電位平(ping)衡電流的存(cún)在，需将流體(ti)通😄過接地環(huán)接地。
3電磁流(liu)量計在煤化(hua)工生産中的(de)常見問題
　　電(diàn)磁流量計作(zuo)爲當前流程(cheng)工業廣泛使(shǐ)用的流量計(ji)🚶‍♀️，在應用🌍過程(cheng)中依據其故(gu)障與成因分(fèn)爲五類，下面(miàn)就電磁流量(liang)⭐計的這些常(cháng)見故障的成(chéng)因、檢測判别(bie)方法以及對(dui)故障的處理(li)方式簡要闡(chan)述。
3.1液體中含(han)有氣泡和非(fēi)滿管的現象(xiang)
　　液體中含有(yǒu)氣泡的現場(chang)導緻測量不(bu)準或測量值(zhí)波動(輸🧑🏾‍🤝‍🧑🏼出波(bō)動)，液體中泡(pao)狀氣體的形(xing)成有從外界(jie)吸入和液體(tǐ)中溶解氣體(tǐ)(空氣)轉變成(cheng)遊離狀氣泡(pao)兩種途🈲徑。若(ruo)液體中含有(you)較大❌氣泡，則(zé)因擦過電極(jí)時能遮蓋♊整(zheng)個電極，使流(liu)量信号輸入(rù)回路瞬時開(kai)路，導緻輸出(chū)信号出現波(bo)動。非滿管現(xian)象可以看作(zuo)♍液體中含有(yǒu)氣泡的一種(zhong)極端情況。液(yè)體未充滿管(guǎn)道可分爲液(ye)面高度高于(yu)測量電極水(shuǐ)平面或低于(yú)水平面兩種(zhǒng)情況。當管内(nei)液面高于電(dian)極水平面時(shi)，若管系的🔱前(qian)後直管段比(bi)較理想時，電(dian)磁流量計的(de)測量大多能(néng)夠穩定，但流(liu)量計所計量(liàng)的液體體積(ji)包含了管内(nei)的氣體體積(jī)，故這種測量(liang)存在着很大(da)的測量誤差(chà)。當管内液面(miàn)高度👈低于電(dian)極表面時，此(ci)時電極裸露(lù)在空氣中，測(cè)量回路實際(jì)處于開路狀(zhuàng)态。電磁流量(liang)計的測👄量值(zhi)和輸出處于(yu)一種随機的(de)🛀狀态，不停地(di)波動或是滿(mǎn)度。這❤️也是在(zai)非工作狀态(tài)㊙️即管道無液(ye)體介質時，電(dian)磁流量計指(zhi)示随機值，工(gong)藝人員有時(shi)🤞會認爲流量(liang)計出故障。
　　最(zuì)簡單的判别(bie)方法是當遇(yù)到波動時，切(qiē)斷磁場的勵(lì)磁回路電🧡流(liu)，如果此時儀(yí)表依然有顯(xian)示且不穩定(ding)時🤞，說明大多(duo)是由于氣🌈泡(pao)或非充滿管(guan)的影響造成(cheng)。如果此時以(yǐ)萬用表✔️測量(liàng)電極電阻，可(ke)測量到電極(ji)的回路電阻(zu)要比正常時(shi)高;引起這方(fang)面的現象🏃🏻‍♂️的(de)多數還是🐅在(zài)安裝方面的(de)原因，電磁流(liú)量計的安裝(zhuāng)合适與否直(zhi)接影響到測(ce)量✂️效果，同時(shi)對于🌈被測介(jiè)質中含有空(kōng)氣🤩的情況，如(ru)果判斷是由(yóu)安裝位置引(yin)起的，如因電(dian)磁流量計裝(zhuāng)在管道的高(gāo)點而滞留氣(qì)體或外界吸(xi)入空氣造成(chéng)流量計波動(dong)的話，更換安(an)裝位置是最(zuì)徹❌底的解決(jué)方法，在管線(xiàn)最低點或采(cai)用U型管安裝(zhuāng)。但很多應用(yòng)情況是口徑(jìng)較大或者安(ān)裝的位置不(bú)易改換，建議(yi)在流量計.上(shang)遊安裝集氣(qi)包和排氣閥(fá)，在安裝了排(pái)氣裝置後，測(ce)量即恢複正(zhèng)常。在流量計(jì)安裝時盡量(liang)避免出🈚現非(fei)滿管的情況(kuang)，如前面提及(jí)的在管線最(zuì)低🌂端安裝或(huò)有意将流量(liang)計安裝在U型(xíng)管道和垂直(zhí)管道上。典型(xing)💯故障:煤氣化(huà)33單元P-3301AB出口流(liú)量，由于安💃裝(zhuāng)在泵的出口(kou)高處水平管(guǎn)道上，造成工(gong)藝水沒充滿(man)電磁流量計(ji)，造成指示😍波(bō)動大，即✔️測量(liàng)值和輸出處(chu)于一種随機(jī)的狀态🐕，不停(tíng)地波動或是(shi)滿量程:工藝(yi)無法參🔴考，把(bǎ)電磁流量計(ji)改裝到垂直(zhi)管道或合适(shi)的水平管線(xiàn)上，才能徹🌍底(dǐ)⛹🏻‍♀️解決問題:存(cún)在同樣問題(tí)的還有33FT-0002、36FT-0001、36FT-0002，都是(shì)由于安裝位(wei)置♋不合适造(zao)成指示波動(dong)大。
3.2電極腐蝕(shí)
　　在排除氣泡(pao)的因素後有(you)因電極腐蝕(shi)而造成測量(liàng)值晃動㊙️的情(qíng)✔️況，且都以傳(chuan)感器失效而(er)告終。
　　由于電(dian)極材料的選(xuǎn)擇不當造成(cheng)電極爲被測(ce)液體所腐蝕(shí)，從而💋導緻流(liu)量計輸出波(bō)動。電極一旦(dan)被腐蝕後，所(suǒ)造🚶成的🙇🏻結果(guǒ)對此🤟的解決(jue)方法，隻有更(gèng)換新的電極(ji)🌂。
3.3電極結垢及(jí)電極短路
　　電(dian)極短路的判(pan)别比較簡單(dān)，若被測介質(zhì)中含有金屬(shǔ)物質🈚時，電極(jí)短路較易診(zhen)斷，此時測量(liang)值明顯偏小(xiǎo)或趨于零。但(dàn)這種現象在(zai)日常運行中(zhong)并不多見。因(yīn)電磁流量計(jì)經常應用于(yu)原水和污水(shuǐ)等計量環境(jing)，電極結💔垢的(de)發生幾率較(jiào)高。當電極結(jie)垢時，表現爲(wèi)信号逐漸減(jian)小，直至絕緣(yuan)而使得信号(hào)回路開路，此(ci)時流量信号(hao)被隔絕。
　　當被(bèi)測介質的粘(zhān)度較高時，易(yì)在管壁附着(zhe)和沉澱，若附(fù)😘着的介質是(shì)比被測液體(tǐ)電導率高的(de)導電物質，則(zé)信号電勢被(bèi)分流而💜不能(néng)工作，即電極(jí)短路，若是非(fēi)導🏃🏻‍♂️電層，就是(shi)我們日常所(suo)說的電極結(jie)垢，則使🤟電極(jí)開路而不能(néng)工🈲作。結合工(gong)藝工況拆🤩下(xia)清洗電🏃🏻‍♂️磁流(liu)量計是一個(ge)比較徹底的(de)方法。
　　典型案(àn)例:煤氣化14單(dān)元，渣池循環(huán)水泵P-1402AB出口去(qu)V-1402的渣池水的(de)電磁流量計(jì)14FT-0003,由于渣池水(shuǐ)含細渣和污(wu)垢，加上是🈚水(shui)平🐇安裝，更容(rong)🌂易造成襯裏(li)和電極結垢(gòu)，從而造成流(liu)量計的指示(shì)逐漸減小。解(jie)決方案，是管(guan)路進行改造(zao)，增加旁路，便(biàn)于生産期間(jiān)可以交出，清(qīng)洗電🔞磁流量(liàng)計。
3.4襯裏變形(xing)
　　測量不準确(què)或電磁流量(liàng)計損壞。襯裏(lǐ)變形，大多發(fā)生在氟塑料(liào)的襯裏，氟塑(su)料襯裏特别(bie)是聚四氟乙(yi)烯(PTFE)襯裏本身(shēn)的🏃🏻‍♂️工藝結構(gou)，因爲聚四氟(fú)乙烯與管壁(bì)間僅靠🌈壓貼(tie)，無粘結力🏃‍♂️，故(gu)不能用于負(fu)👉壓管道。聚四(sì)氟乙烯(PTFE)實用(yong)溫度不能大(dà)于150°，因此，聚四(si)氟乙烯(PTFE)襯裏(lǐ)☀️的電磁流量(liang)計不能應用(yòng)于高溫場合(hé)管道，若在高(gāo)溫下瞬時形(xíng)🔞成♈負壓後則(zé)會引起襯裏(lǐ)變形。

　　典型案(an)例:煤化工裝(zhuāng)置中，泵P-1601打到(dào)J-1602的電磁流量(liang)計16FT-0012，在生産工(gōng)作過程中，指(zhi)示逐漸變小(xiao)，停車拆開檢(jiǎn)查，檢查發現(xiàn)四氟襯裏變(biàn)形，向内鼓泡(pao)，如圖3:後分析(xi)原因發現管(guǎn)道介質溫度(du)工況在150°以上(shàng)，因電磁流量(liàng)計是四氟襯(chèn)裏，使用溫度(dù)不應超過150°，另(ling)外工藝停泵(beng)P-1601，沒有打開排(pái)放，電磁流量(liàng)計安裝位置(zhì)又高，溫度冷(lěng)卻冷凝後形(xing)成負壓🆚，造成(cheng)襯裏變形。

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