摘要:爲獲(huò)得正常測(cè)量正确率(lǜ),電磁流量(liang)傳感器上(shàng)💃遊要🔞有一(yī)定長度直(zhí)管段,但其(qí)長度與大(da)部分其他(tā)流量儀表(biao)相比要求(qiú)較低。90°彎頭(tou)、T形管、全開(kāi)閘閥後通(tōng)常認爲🌏隻(zhī)要離電極(ji)中心線(不(bu)是傳感器(qi)進口端連(lian)接面)5倍直(zhi)徑(5D)長度的(de)直管段,不(bu)同開度的(de)閥則需10D;下(xià)遊直管段(duan)爲2~3D或無要(yào)求;但要防(fáng)止蝶閥🌈閥(fá)片伸人到(dao)🌈傳感器測(ce)量管内。
1電(dian)磁流量計(jì)原理與結(jie)構
1.1概述.
　　電(dian)磁流量計(jì) (以下簡稱(chēng)EMF)是利用法(fǎ)拉第電磁(ci)感應定律(lǜ)制成的-種(zhong)測量導電(diàn)液體體積(ji)流量的儀(yí)表。50年代初(chū)EMF實現了工(gong)業化💃應用(yong),近年來世(shi)界範圍EMF産(chan)量約占工(gong)業流量儀(yi)表台數的(de)5%~6.5%。70年代以來(lái)出現鍵控(kòng)低頻矩形(xíng)波激磁方(fang)式，逐漸替(ti)代早期應(yīng)用的工頻(pín)交流激磁(cí)❓方式,儀表(biao)‼️性能有了(le)很💛大提高(gāo),得到更爲(wei)廣泛的應(yīng)用。
1.2原理與(yu)機構
　　EMF的基(ji)本原理是(shì)法拉第電(diàn)磁感應定(ding)律,即導體(ti)在磁♌場中(zhōng)切割磁力(lì)線運動時(shi)在其兩端(duān)産生感應(yīng)電動勢。導(dǎo)電性液體(ti)在垂直于(yú)磁場的非(fei)磁性測量(liàng)管内流動(dong)，與流動方(fāng)☔向垂直的(de)方向上産(chǎn)生與流量(liàng)成比例的(de)感應電勢(shi),電動勢的(de)方向按“弗(fú)來明右手(shou)規則”,其值(zhí)如下式:
E=kBDV
式(shì)中:E一感應(yīng)電動勢,即(ji)流量信号(hào),V;
k---系數;
B--磁感(gan)應強度,T;
D--測(ce)量管内徑(jìng),m;
V---平均流速(su)，m/s。
設液體的(de)體積流量(liàng)爲,則式中(zhōng):k-儀表常數(shu),
　　k=4KB/πD。EMF由流量傳(chuán)感器和轉(zhuan)換器兩大(da)分組成。傳(chuan)感器典型(xing)結構,測量(liàng)管上下裝(zhuang)有激磁線(xiàn)圈,通激磁(cí)電流後産(chǎn)生磁場穿(chuan)過測💜量管(guan),一對電極(jí)裝在測量(liang)管内壁與(yǔ)液體相接(jiē)觸,引出感(gǎn)應電勢，送(sòng)到轉換器(qì)。激磁電流(liú)則由轉換(huan)☔器提供。
2電(dian)磁流量計(ji)故障類型(xíng)
　　電磁流量(liàng)汁運行中(zhong)産生故障(zhang)的第一類(lei)爲儀表本(běn)身故🏃‍♀️障,即(jí)儀表結構(gou)件或元器(qi)件損壞引(yǐn)起的故障(zhang);第二類爲(wei)外界原因(yin)引起✌️的故(gù)障,如安裝(zhuāng)不妥流動(dong)🌐畸變，沉積(ji)和結垢等(deng)。本文重點(dian)讨論的是(shi)應用方面(miàn)和上述第(dì)二類外界(jiè)原因的故(gu)障。按照故(gù)障發生時(shi)期分類，可(ke)分🌏爲:①調試(shì)期故障;②運(yùn)行期故障(zhàng)。調試期故(gù)障出現在(zai)新裝用後(hòu)調試初期(qi)🏃‍♀️,主要原因(yin)是儀表選(xuǎn)🌏用或設定(dìng)⚽不當，安裝(zhuāng)不妥等。運(yun)行期故障(zhàng)足在運行(hang)一段時期(qi)後出現，主(zhu)✉️要原因有(you)流體中雜(za)質附着電(diàn)極襯裏，環(huan)境條件變(bian)化出現新(xin)幹擾源等(deng)。按故障外(wai)界源頭分(fen)析來自3個(gè)方面:①管道(dao)系統和安(an)裝等方面(miàn)引起的;②環(huán)境方面引(yin)起的;③流體(tǐ)方面引起(qi)的。來源①主(zhu)✏️要在調試(shi)期表現出(chū)來;來源②和(he)③則在調試(shi)期和運行(háng)期均會出(chū)現。
2.1調試期(qī)故障
　　本類(lèi)故障在電(dian)磁流量計(jì)初始裝用(yòng)調試時就(jiù)出現,但一(yi)經改進排(pai)除故障,以(yi)後在相同(tong)條件下一(yī)般就不會(huì)再度出現(xiàn)。常見調試(shì)期故障主(zhu)要有安裝(zhuāng)不妥、環境(jìng)幹擾、流體(tǐ)👉特性影響(xiang)3方面原因(yīn)。屏蔽保護(hu)還不能克(kè)服。
2.1.3流體方(fang)面.
　　液體含(hán)有均勻分(fen)布細小氣(qì)泡通常不(bu)影響正常(chang)測量,唯所(suǒ)💔測⭐得體積(ji)流量是液(ye)體和氣體(tǐ)兩者之和(hé);氣泡增大(da)會使輸出(chū)信号波動(dòng),若氣泡大(da)到流過電(diàn)極🥵遮蓋整(zheng)個電極表(biao)面,使電極(jí)信号回路(lù)瞬時斷開(kāi)輸出信号(hào)将産生更(gèng)大波動。低(di)頻(50/16Hz~50/6Hz)矩形波(bō)激磁電磁(ci)流量計測(cè)量液體中(zhong)含有固🌂體(ti)超過一-定(dìng)含量時将(jiāng)産🔴生漿液(ye)噪聲🔴,輸出(chu)信号亦會(hui)有♻️一定程(cheng)度波動。兩(liǎng)種或兩種(zhǒng)以上液體(ti)作管道🌈混(hùn)合工藝時(shí),若兩種液(yè)體電導率(lǜ)(或各自與(yǔ)電🈲極間電(dian)位)有差異(yi),在混合未(wei)均勻前即(ji)進人流量(liàng)傳感✉️器進(jìn)行流量測(ce)量,輸出信(xin)号🏃🏻‍♂️亦會産(chǎn)生波動。電(diàn)極材質與(yu)被測介質(zhi)選配不善(shàn),産生鈍化(hua)或氧化等(deng)化學作♈用(yòng),電極表面(mian)形成絕緣(yuan)膜,以及電(dian)化學和極(ji)化現象等(deng),均會🈚妨礙(ai)正常測量(liàng)。
2.2運行期故(gù)障
　　經初期(qi)調試并正(zhèng)常運行一(yi)段時期後(hòu)在運行期(qī)間出現🔞的(de)💜故障💜,常見(jian)故障原因(yīn)有:流量傳(chuan)感器内壁(bì)附着層,雷(léi)電擊,環境(jìng)條件變化(huà)。
2.2.1内壁附着(zhe)層
　　由于電(diàn)磁流量計(jì)測量含有(you)懸浮固相(xiàng)或污髒體(ti)的機會⚽遠(yuǎn)比其🐉他流(liú)量儀表多(duō),出現内壁(bi)附着層産(chan)生的故障(zhang)概率也就(jiu)相對較🆚高(gāo)。若附着層(céng)電導率與(yǔ)液體電導(dao)率相近,儀(yi)表還能正(zhèng)常🍓輸出信(xìn)号，隻是改(gai)變流通面(mian)積❓,形成測(ce)量誤差的(de)隐性故障(zhang);若☔是高電(diàn)導率附着(zhe)層,電極間(jiān)電動勢将(jiāng)被短路;若(ruò)是絕緣性(xìng)附着層,電(diàn)極表面🔞被(bei)絕緣而斷(duàn)開💔測量電(diàn)路。後兩種(zhong)現象均會(huì)使🏃‍♀️儀表無(wu)💯法工作。
2.2.2雷(lei)電擊
　　雷電(diàn)擊在線路(lù)中感應瞬(shun)時高電壓(yā)和浪湧電(dian)流，進入儀(yí)表就會👉損(sǔn)壞儀表。雷(lei)電擊損儀(yi)表有3條引(yin)入途徑:電(diàn)源線,傳感(gan)器勺轉換(huan)器間的流(liú)量信号線(xiàn)和激磁線(xian)。然而從雷(léi)電故障中(zhōng)損壞⚽零部(bu)件的分析(xi),引起故障(zhàng)的感應高(gao)電壓和浪(làng)湧電流大(dà)部分足從(cong)控制室電(dian)源線路🔱引(yin)人的,其他(tā)兩條途徑(jing)較少。還從(cong)發生雷擊(ji)事故現場(chǎng)🏃‍♂️了解到,不(bú)僅電✔️磁流(liú)量計出現(xian)故障，控制(zhì)室中其他(ta)儀表電常(chang)常同時出(chū)現雷擊事(shi)故。因此使(shǐ)用單位要(yào)認識🏃🏻‍♂️設置(zhi)控制室儀(yí)表電源線(xian)防雷☂️設施(shī)的重要性(xing)。
2.2.3環境條件(jian)變化.
　　主要(yào)原因同上(shàng)節調試期(qī)故障環境(jìng)方面,隻是(shì)幹擾✍️源不(bú)在調試㊙️期(qi)出現而在(zai)運行期間(jiān)再介人的(de)。例如㊙️一台(tai)接地保護(hù)并不理想(xiǎng)的電磁流(liú)量計,調試(shì)期因♻️無廠(chǎng)擾⛷️源,儀表(biao)運行正🍓常(chang),然而在運(yun)行期出現(xiàn)新幹擾源(yuan)(例如測量(liang)點附近管(guǎn)道或較遠(yuǎn)處實施管(guǎn)道電焊)幹(gan)擾儀表正(zheng)常運行,出(chu)現輸出信(xin)号大幅度(du)波動。
3丙烯(xi)酸裝置中(zhōng)電磁流量(liang)計簡介及(jí)故障分析(xī)
3.1電磁流量(liàng)計簡介
　　丙(bǐng)烯酸裝置(zhi)中采用的(de)一種電磁(cí)流量計,其(qi)爲電磁流(liu)量計AXF系列(liè)☂️流量計是(shi)基于數十(shí)年現場經(jing)驗實踐💛研(yan)發的産品(pǐn),不僅耐用(yong)，而且易于(yu)操作。可更(geng)換電極和(hé)電極粘污(wū)度診斷功(gong)能的結🧑🏾‍🤝‍🧑🏼合(hé)大大提高(gāo)了系統可(ke)維護性。AXF采(cǎi)用能消除(chú)流體噪音(yin)的“雙頻勵(lì)磁法”和爲(wei)惡劣環境(jing)下使用新(xin)增的可選(xuan)“增強🚩型雙(shuang)頻勵磁🏃‍♀️法(fa)”,确保系統(tǒng)穩定性和(hé)快速響應(ying)。
3.2電磁流量(liang)計的安裝(zhuang)問題
3.2.1直管(guǎn)段長度問(wèn)題
　　爲獲得(dé)正常測量(liang)精度,電磁(cí)流量傳感(gǎn)器上遊也(ye)要✉️有一🔞定(ding)長度直管(guan)段,但其長(zhǎng)度與大部(bù)分其它流(liu)量儀表相(xiàng)比要求較(jiào)低。90°彎頭、T形(xing)管、全開閘(zha)閥後通常(chang)認爲隻要(yào)離電極中(zhōng)心線(不是(shì)傳感器進(jìn)口端連接(jie)面)5倍直徑(jing)(5D)長度的直(zhí)管段,不同(tong)開度的閥(fa)則💁需10D;下遊(you)直管段爲(wèi)(2~3)D或無要求(qiu);但要防止(zhǐ)蝶閥閥片(pian)🍉伸人到傳(chuán)感器測量(liàng)管内。各标(biāo)準或檢定(ding)規程所提(ti)出上下遊(you)直管段長(zhang)度亦不--緻(zhi),這是由于(yú)爲保證😄達(da)到當前0.5級(ji)精🔱度🌈儀表(biǎo)的要求。
3.2.2安(an)裝位置和(he)流動方向(xiang)問題
　　傳感(gǎn)器安裝方(fāng)向水平、垂(chui)直或傾斜(xie)均可,不受(shòu)限制。但測(ce)量固液兩(liǎng)相流體最(zui)好垂直安(an)裝，自下而(ér)上流動。這(zhe)樣能避免(mian)水平安裝(zhuang)時襯裏下(xia)半部局部(bù)磨損嚴重(zhong),低流速時(shi)固相沉澱(diàn)等缺點。水(shui)平安裝時(shi)要使✨電極(jí)軸線平行(hang)于地平線(xiàn),不要處于(yu)垂直于地(di)平線,因爲(wei)處于地步(bù)的電極易(yì)被沉積物(wù)覆蓋,頂部(bu)電極💞易被(bèi)液體中偶(ǒu)存氣泡擦(ca)過遮住電(dian)極表面,使(shi)輸出信号(hào)波動。
3.3強流(liu)束的幹擾(rǎo)
　　丙烯酸裝(zhuang)置中,有一(yī)台比較重(zhong)要的電磁(ci)流量計,其(qi)安🛀裝位置(zhi)如圖1所示(shi)。電磁流量(liang)計FT-1230安裝在(zài)彎曲管道(dào)的底部位(wei)置，前❗後直(zhí)管段🏃🏻‍♂️長度(dù)均符合要(yào)求。但裝置(zhi)🈚投運後,很(hěn)長時間工(gong)作不正常(cháng)。從DCS趨勢圖(tú)上看出流(liu)量波動很(hěn)大,趨勢圖(tu)雜亂，而經(jing)反複檢查(chá),儀表安裝(zhuāng),電極及接(jiē)地均無問(wen)題。後又檢(jiǎn)查工藝上(shàng)遊工業管(guǎn)道安裝的(de)情況,主管(guan)道的流東(dong)💚由三股流(liú)束F1,F2,F3組成,其(qí)中F3來自一(yī)❓個高位槽(cao),和電磁流(liu)量計安裝(zhuang)位置标高(gāo)差了約20m。而(ér)D段管道長(zhǎng)🐇約1m,H段管道(dào)長約1.5m。F3流束(shu)從高位槽(cáo)下來後，由(yóu)🏃🏻于其巨大(dà)的位能轉(zhuǎn)💋還成動能(neng),使得F3未能(neng)🔴和F1,F2混合好(hǎo)而直接穿(chuan)過電🧑🏽‍🤝‍🧑🏻磁流(liu)量計,也即(ji)有2種不同(tóng)👌流束的流(liú)體穿過電(dian)磁流量計(jì)。這股流束(shù)形成了對(dui)主流體的(de)幹擾,使電(dian)磁流量計(ji)指示紊亂(luan)波動。找到(dào)原因後,将(jiang)♋電磁流量(liàng)計FT-1230從A位置(zhi)移🧑🏽‍🤝‍🧑🏻到B位置(zhì),B位置距原(yuan)管道彎曲(qǔ)部分約2m。改(gǎi)進安裝位(wei)置後♻️,這一(yi)難題終于(yu)得到解決(jue)。

3.4容器内(nèi)部局部阻(zǔ)力變化對(dui)流的幹擾(rǎo)
　　丙烯酸裝(zhuang)置内有一(yi)台電磁流(liú)量計，其原(yuan)安裝位置(zhi)如圖2所示(shi)。其前後直(zhí)管段長度(dù)及接地均(jun1)符合要求(qiu)，但是開車(chē)🌐後流量示(shì)🤟值一直跳(tiào)動,且查不(bú)出來原因(yin)。一個偶然(rán)的機👄會,母(mu)液🔴罐的攪(jiǎo)拌器停止(zhi)運行後卻(que)發現電磁(cí)流量計示(shi)值穩定了(le)🈲。經檢查發(fā)現,此攪拌(bàn)🍉器示側壁(bì)安裝,且位(wei)置距電磁(cí)流量計管(guǎn)線出口翻(fan)♌起的波浪(làng)改變了管(guǎn)道出口的(de)阻力。電磁(cí)流量💁計出(chū)口到容器(qì)壁的距離(lí)D1約1.5m,由于距(jù)離太短,攪(jiǎo)拌波浪使(shǐ)管道出口(kou)的壓力波(bō)動,從而使(shǐ)電磁流量(liang)計出口流(liú)速不穩,使(shǐ)電磁流量(liang)計示值産(chǎn)生跳動。後(hòu)将電磁流(liú)量計從A位(wei)置移到B位(wèi)置,距原安(an)裝約10m,電磁(ci)流量計才(cái)得以正常(chang)運行。

4總結(jie)
　　 丙烯酸裝(zhuang)置中,在電(diàn)磁流量計(jì)現實安裝(zhuang)中遇到了(le)很🛀🏻多問題(ti),經過不斷(duan)地學習和(he)對有經驗(yàn)師傅的請(qing)教,從👅而對(duì)電磁💞流量(liàng)計安裝的(de)有關問題(tí)有了較爲(wei)深刻認識(shi)。

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