电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。
电磁流量计的优点是压损极小,可测流量范围大。
最大流量与最小流量的比值一般为100:1以上,适用的工业管径范围宽,最大口径可达3m;
输出信号和被测流量成线性,精确度较高,可测量电导率≥1μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆的导电流体流量。
目前的煤化工行业中德士古气化炉中的煤浆流量计大部分设计和选型中都采用的是电磁流量计;
但实际使用效果差异很大,这一问题一直是煤化工行业专业人员讨论的难题。
电磁流量计自04年投用以来,流量计运行稳定,衬里采用ETFE(增强聚四氟乙烯);
运行近5年来,没有任何磨损,与其他单位生产的煤浆流量计相比,质量优良,运行稳定。
由于水煤浆特殊的物理特性,使其测量难度很大。
它含有60%以上的极细的煤固体颗粒,再加上辅助添加剂,在高压工况下,其动力粘度高达800~1500mPa.s;
介质对衬里的挤压和对电极的冲刷环境要求电磁流量计传感器的衬里与测量导管的附着性能以及电极的抗噪声和防渗漏性能有着很高的要求;
而且水煤浆是非牛顿流体,设计管道流速很低,在1.0m/s左右,而且又有腐蚀性。
经多年煤化工装置的运行比较经验证明,采用煤浆电磁流量计测量水煤浆流量是目前惟一可靠的方式。
电磁流量计的合理选用及正确安装对提高流量计的测量精度和延长仪表寿命,都是极其重要的。
其选用原则有以下四点:
被测流体必须是导电液体,它不能测量气体、蒸汽、石油制品、甘油、酒精等物质,传感器的衬里很重要,必需稳定、耐压、耐磨。
口径与量程的选择。
流量计的量程根据不低于预计的最大流量值的原则选择满量程刻度;
常用流量超过满量程的50%,这样可获得较高的测量精度。
常用流速为2~4m/s合适。电极要有降噪功能的低噪声电极。
压力的选择:
使用压力必须低于电磁流量计额定工作压力,一般不超过16×105Pa,衬里的耐压也很关键,衬里在挤压后不能使电极高出衬里表面。
温度的选择。
被测介质温度不能超过衬里材料的容许使用温度,在高压状态下,一般≤120℃。
电磁流量计除了可以测量一般的导电液体的流量之外,还能测量液固两相流、粘度较高液体以及强酸、强碱、盐类液体介质的体积流量。与其它的流量计一样,电磁流量计在安装、接线完成之后,在正式运用之前,要先检查安装、接线是否正确,流量计能否正常的工作。在比必须要强调说明,对于一些缺乏使用经验的单位,流量计安装运行的人员要认真阅读电磁流量计的安装使用说明书。对于初次运行中遇到的问题,就要分析问题,电磁流量计在制造厂流量校准装置上调整效好,要核对好电磁流量传感器与电磁流量转换器所配套与仪表系数是否正确。一般是不经过任何调整就能投入运行使用了,如果在初次运行中所发现问题就需要现场调整,切记盲目的进行操作,不要把原本调整好的整套仪表都弄乱。
电磁流量计在投入运行使用时,传感器必须要充满实际测量的介质,在通电后静止状态下转零点调整。投入运行后要根据测量介质以及使用条件定期停流检查零点,尤其是对容易沉淀、容役染电极、含有固体的非清洁介质。在电磁流量计运行初期要检查多多,这样才能获得经验,来确定正常的检查周期,流量计两电极所接触电阻发生变化时,就表面了电极很可能被脏污介质所接触。接触电阻在变大时,就可能是脏污介质是绝缘性的沉积物。所接触的电极就变小了,也可能是脏污导电性的沉积物,两电极所接触的电阻就不对称,表面两电极受污染的程度不一致,电磁流量计电极与励磁线圈的绝缘电阻所下降就表面了传感器所受潮的程度。当绝缘电阻下降到一定的程度,是会影响到流量计的正常工作,励磁线圈会令电阻值保证了励磁线圈正常的参数,在实际应用中曾有一台电磁流量计在投入使用后不正常的工作,流量显示时有时无,甚至是会出现空管报警的提示现象。可以根据故障现象来查找原因未有结果表示,后来流量传感器单独做一接地极,故障现象会随时消失,运行就会正常。
电磁流量计在安装完毕后,要测量一下接地电阻,如果阻值偏大,好在接地极用减少因为杂散电流所产生的干扰电势。电磁流量计安装分为传感器安装与转换器安装,尤其是对传感器安装,是需要停水、割管、抽水、焊接或是打口等顺序,会使在安装时比较困难,并且需要长时间停水,是会对电磁流量计造成有一定的经济损失。如果是出现这种情况,是要在铸铁管道上安装电磁流量计时,就要采用全新的工艺方法,是用两个单盘补偿器来取代了传统的短管甲、乙。更是取消了打口工序与对管口的保养时间,特别是在阀门关闭不严的情况下,能够带水来操作,在停水之后,在安装一台电磁流量传感器仅仅需要半天的时间就能恢复供水,因此是缩短了安装的时间问题。减小了因为停水而造成的经济损失问题,并且收到了一定的社会效益。
1. 无流量输出。检查电源部分是否存在故障,测试电源电压是否正常;测试保险丝通断;检查传感器箭头是否与流体流向一致,如不一致调换传感器安装方向;检查传感器是否充满流体,如没有充满流体,更换管道或垂直安装。
2. 信号越来越小或突然下降。测试两电极间绝缘是否破坏或被短路,两电极间电阻值正常在(70~100)Ω之间;测量管内壁可能沉积污垢,应清洗和擦拭电极,切勿划伤内衬。测量管衬里是否破坏,如破坏应予以更换。
3. 零点不稳定,检查介质是否充满测量管及介质中是否存在气泡,如有气泡可在上游加装消气器,如水平安装可改成垂直安装;检查仪表接地是否完好,如不好,应进行三级接地(接地电阻≤100Ω);检查介质电导率应不小于5μs/cm;检查介质是否淤积于测量管中,清除时注意不要将内衬划伤。
4. 流量指示值与实际值不符。检查传感器中的流体是否充满管,有无气泡,如有气泡可在上游加装消气器;检查各接地情况是否良好;检查流量计上游是否有阀,如有,移至下游或使之全开;检查转换器量程设定是否正确,如不对,重新设定正确量程。
5. 示值在某一区间波动。检查环境条件是否发生变化,如出现新干扰源及其他影响仪表正常工作的磁源或震动等,应及时清除干扰或将流量计移位;检查测试信号电缆,用绝缘胶带进行端部处理,使导线、内屏蔽层、外屏蔽层、壳体之间不相互接触。
选用电磁流量计测量流量的流体必须是导电的,因此不导电的气体、蒸汽、油类、丙铜等物质不能选用电磁流量计测量流量。
运行故障
经初期调试并正常运行一段时期后在运行期间出现的故障,常见故障原因有:流量传感器内壁附着层,雷电击,环境条件变化。
1、内壁附着层
由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多,出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近,仪表还能正常输出信号,只是改变流通面积,形成测量误差的隐性故障;若是高电导率附着层,电极间电动势将被短路;若是绝缘性附着层,电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。
2、雷电击
雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流,进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有3条引入途径:电源线,传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析,引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的,其他两条途径较少。还从发生雷击事故现场了解到,不仅电磁流量计出现故障,控制室中其他仪表电常常同时出现雷击事故。因此使用单位要认识设置控制室仪表电源线防雷设施的重要性。现任已有若于设计单位队识和探索解决这一问题,如齐鲁石化设计院[1]。
3、环境条件变化
主要原因同上节调试期故障环境方面,只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。例如一台接地保护并不理想的电磁流量计,调试期因无厂扰源,仪表运行正常,然而在运行期出现新干扰源(例如测量点附近管道或较远处实施管道电焊)干扰仪表正常运行,出现输出信号大幅度波动。
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