我们要对电磁流量计采取科学合理的维护和保养方法,停机即不使用的时候,很多人发现在购买电磁流量计使用一段时间以后,再次使用发现测量数据的不准确。其实这不是电磁流量计本身存在的质量问题。是因为使用者没有按照说明书中的方法保养和维护。
一、电磁流量计维护之零点检查和调整
电磁流量计投入运行前,通电后必须在电磁流量传感器充满液体静止状态下调整零点。投入运行后亦要针对使用条件定期停流作零点检查;尤其对沉淀、易污染电极,含有固相的非清洁液,在运行初期应多作检查,以获得经验确定正常检查周期。交流激磁方式的电磁流量计与矩形波激比,更易产生零点漂移,因此更要注意检查和调整。
举两个沉积层产生故障的应用失误的例子。一个是石油钻探固井工程中,灌注水泥浆的流总量是重要工艺参数,经常用高压电磁流量计。仪表间歇使用,用毕后以清水冲洗传感器测量管,其余时间是空管。由于清洗不彻底,测量管内壁残留水泥浆固化成薄层,近二个月积聚形成绝缘层,包覆了整个电极表面,导致运行不正常到最终不能工作。
另一个是电解切削工艺验装置上,用电磁流量计控制饱和食盐水流量,间隙使用一段时期后发现流量信号渐渐减弱,2个月后信号为零。原因是电解切削过程中氧化铁沉积管壁,形成短路所致。清除层积即立即恢复正常。
二、电磁流量计维护之定期检查传感器电性能
首先,粗略地测量电极间电阻。断开传感器与转换器间信号连线,传感器内充满液体,用万用表测量两电极与接地端的电阻值,是否在制造厂规定值范围内,且所测得两值大体相同。记录下首次测量的电阻值,此值对以后判断传感器故障原因(如沉积层是导电的还是绝缘的)是有用的。
其次,将传感器放空液体,擦净内壁,待完全干燥后用兆欧计测量两电极和接地端子间的电阻。
最后,检查激磁线圈绝缘电阻,卸下传感器激磁线圈,将端子与转换器间接线,用兆欧计测量线圈的绝缘电阻。
一 电磁流量计的工作原理和组成结构
应用法拉第电磁感应定律做为测量原理的电磁流量计,是目前工业中测量导电液体流量的常用仪表。它的应用很广,可以测量各种腐蚀性介质以及带有悬浮颗粒的浆液。
设在均匀磁场中,垂直于磁场方向有一个直径为D的管道。管道由不导磁的材料制成管道内表面衬挂绝缘衬里。当导电的液体在导管中流动时,则导电液体切割磁力线,于是在和磁场及流动方向垂直的方向上产生感应电势,如安装一对电极,则电极间产生和流速成比例的电势差。
E=BDυ*10-8伏
其中:E——感应电势(伏);
B——磁感应强度(高斯);
D——管道内径(厘米);
υ——液体在管道中的平均速度(厘米/秒)
实际使用中的电磁流量计,都是采用交变磁场工作,此时
B=Bmax*simωt
E=Bmax*simωt*D*υ*10-8
=(4Q/Dπ)*10-8*Bmax*simωt=KQ
其中K=4*10-8*Bmax*simωt/πD
流量Q=πDE*108/4Bmax*simωt即感应电势E和流量Q成正比。
对于一台仪表来说,磁感应强度是已知的,并且基本不变。所以,只要设法测出E,则流量Q就知道了。
二 电磁流量计的安装
1.电磁流量计的安装位置可以自己根据需要选择。并且其传感器可以倾斜或者垂直安装。但是,不管采用何种形式的安装,都要注意二个电极的轴线必须大致在水平方向上。
2.还要注意电磁流量计的传感器要安装在能保证测量管中充满被测介质,不能有非满管或有气泡聚集在测量管内的现象。所以不要把传感器安装在管道的最高处,而要安装在较低的向上倾斜的管道上。在垂直管道上安装时,不要安装在液体流向自上而下,而要安装在自下而上的管道上。不可将传感器安装在水泵的入口处,因为此处很容易形成真空,影响计量效果。
3.安装传感器时要注意传感器上箭头的方向,是指液体流动的方向。
4.虽然电磁流量计的传感器对震动不很敏感,但如果安装在震动较强的地方时,需要在安装传感器的管道二侧加支撑。
5.如果被测介质是严重污浊液体或容易在管道结垢的液体,可以在安装传感器的测量管上加一个旁通管,以便于拆卸清洗。
对于DN≥350的管道,如果增加旁通管成本较高,也可以采用刮刀式电极的传感器,当需要清理传感器电极上的污物时,可以打开外壳盖板,旋转几圈旋钮就可以了。也可以采用可拆卸电极式的传感器,拆卸电极时,可带压进行,不影响工艺设备的运行。但是,以上二种只是清洗传感器的电极,如果传感器的测量管道被严重污染结垢,还是需要将传感器拆下清洗。
6.在电磁流量计传感器安装的要求上,对直管段长度的要求一般在传感器上游侧不小于10个D(D为管道的直径),在下游侧不小于2D。但在实际的安装中,由于我们公司地处山区,受地理环境的制约,特别是大口径管道,要满足上游侧10个D较困难,根据我们的实践,上游侧一般能保证5个D计量效果也不错。
7.对转换器的安装,一般安装在室内,不要直接暴露在阳光下就可以了。
8.电磁流量计接地环的安装,针对工艺管道的内表面没有绝缘涂层、有绝缘涂层和具有阴极保护的三种不同的管道,要采用三种不同的安装方式。
三 电磁流量计的运行和维护
电磁流量计在运行中出现的故障是指流量计经调试并正常运行一段时间后出现的故障。常见的运行期故障一般由流量传感器内壁有附着层、雷电打击、运行环境条件变化以及系统零位改变等因素引起的。
1.传感器内壁附着层
如果测量的介质是脏污流体,运行一段时间后,常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层,则电极回路将出现断路,仪表不能正常工作;若附着层电导率显著高于流体电导率,则电极回路将出现短路,仪表也不能正常工作。所以,应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
2.雷电打击
雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流,使仪表损坏。它主要通过电源线、励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途经引入,尤其是从控制室电源线引入的占绝大部分。
3.环境条件变化
在调试期间由于环境条件尚好(例如没有干扰源),流量计工作正常,此时往往容易疏忽安装条件(例如接地并不怎么良好)。在这种情况下,一旦环境条件变化,运行期间出现新的干扰源(如在附近管道上进行电焊,附近安装了大型变压器等),就会干扰仪表的正常工作,输出信号就会出现波动。
4.系统的零点变化
正常运行情况下,电磁流量计的系统零点随着系统的长期运行而使元器件老化、励磁线圈绝缘强度降低、测量电极极化与污染、系统接地电阻(电位)增加等因素均会造成系统零点的变化与漂移。所以,要定期检查流量计的系统零点,进行调整和维护。电磁流量计的系统零点在传感器充满介质且不流动时出现。此时可对系统进行零位调整。
在气化装置中使用了多台,气化装置试车运行期间遇到的故障如下:
1、流量信号突然下降或无指示
工艺操作人员反映,从循环灰水冷却器出来的灰水流量表流量值突然下降,依照多年仪表维护经验,判断出现此种情况的主要原因是电极间的绝缘变坏或被短路,造成信号送不出去。经过仔细认真的检查,发现信号插座被腐蚀,于是用清水清理并烘干,回装后正常。当然,除了以上原因,还有可能是测量导管内壁有污垢沉积,测量导管衬里被破坏,具体原因具体处理。
2、输出信号晃动
仪表人员巡检时发现,电磁流量计输出信号晃动厉害,检查确认被测流体无波动或者脉动,并且管道内为满管液体的情况下,经仔细检查,电磁流量计本身无故障,发现不远处有一设备检修人员正在焊接一接头,判定为电焊机工作时产生电磁干扰所致,远离电磁干扰后该流量计指示正常。
3、零点不稳定
工艺停车时,浓灰浆流量表的零点不稳定,检查发现该表所测量的管道内有污垢沉积,附着在测量管内壁,从而导致该流量计的零点变动,去除电极上和电极附近的赃物,污垢后,发现零点还是有些变动,用bt200重新校零后,该表显示正常。当然,出现零点不稳定的原因除了以上所分析的还可能是以下四种原因:
管道未充满液体或者液体中有气泡;
管道是否存在泄漏;
否有外界电磁干扰的影响;
4、测量值与实际值不符
在保证所测管道内液体已充满传感器并静止的情况下,用bt200重新调校该表的零点后,测量值和实际值还有误差,经过仔细检查发现发现转换器的量程设定错误,重新设定符合该表的正确量程后指示正常,产生不符的原因还可能有下面几个方面:传感器安装位置不妥,未满管或者被测液体中含有气泡,这类故障主要是管网工程设计不良,还有相关设备不完善导致;信号电缆的绝缘能力下降。
首先现场和主控室联校确认电缆线的连接是否正确,再检查接线端子处或者电缆的接头处是否受潮,导致电缆绝缘能力下降;传感器上游流动状况不符合要求。传感器上游流动状况常受安装空间限制,不符合规定要求,比如接近产生扰流的阻流件却没有足够长的直管段,这些都会引入影响测量准确度因素,测量管内壁存在淤积层或管壁被磨损,从而改变流通面积,影响测量值;传感器极间电阻变化或者电极绝缘下降。此故障往往是接线端雨水侵入从而使之受潮所致。排除潮气即可恢复绝缘。