一、新型流量计在水泥行业应用
运行中产生故障的第一类为仪表本身故障,即仪表结构件或元器件损坏引起的故障。第二类为外界原因引起的故障,如安装不妥流动畸变,沉积和结垢等。
1、调试期故障
本类故障在初始装用调试时就出现,但一经改进排除故障,以后在相同条件下一般就不会再度出现。常见调试期故障主要有安装不妥、环境干扰和流体特性影响三方面原因。
(1)管道系统和安装等方面
通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障,常见的例如将流量传感器安装在易积聚潴留气体的管网高点;流量传感器后无背压,液体迳直排人大气,形成其测量管内非满管;装在自上向下流的垂直管道上,可能出现排空等。
(2)环境方面
主要是管道杂散电流干扰,空间电磁波干扰,大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量,但如遇管道有强杂散电流(如电解车间管道)亦不一定能克服,须采取流量传感器与管道缘绝的措施。空间电磁波干扰-般经信号电缆弓I入,通常采用单层或多层屏蔽予以保护,但也曾遇到屏蔽保护还不能克服(见案例10)。
(3)流体方面
液体含有均匀分布细小气泡通常不影响正常测量,唯所测得体积流量是液体和气体两者之和;气泡增大会使输出信号波动,若气泡大到流过电极遮盖整个电极表面,使电极信号回路瞬时断开,输出信号将产生更大波动。低频(50/16 Hz-50/6 Hz)矩形波激磁电磁流量计测量液体中含有固体超过一定含量时将产生浆液噪声,输出信号亦会有一定程度波动。两种或两种以上液体作管道混合工艺时,若两种液体电导率(或各自与电极间电位)有差异,在混合未均匀前即进入流量传感器进行流量测量,输出信号亦会产生波动。电极材质与被测介质选配不善,产生钝化或氧化等化学作用,电极表面形成绝缘膜,以及电化学和极化现象等,均会妨碍正常测量。
2、运行期故障
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。
(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,调试期因无干扰源,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。
电磁流量计在使用中除了受周围环境条件,电磁场、静电场等要素发作的噪声影响外,被测介质的流体噪声也是非常重要的影响要素。流体噪声是一种直流极化电压,在低频矩形波励磁方法中尤为杰出,常有:浆液噪声、活动噪声和高端流速噪声。
流体噪声的发作要素有下面几种状况:
1、不锈钢电极的耐腐蚀是在其外表具有一个极薄的钝化层,使得电化学反响到达平衡状况。流体中的固体物碰击电极,使得电极外表钝化层被损坏,失掉电化学平衡。而金属材料与流体介质触摸具有从头康复生成外表钝化层坚持电化学平衡的才能。在到达电化学平衡时期,金属和流体中的游离离子在信号电场效果下不断进行着电化学反响。固体颗粒碰击电极,不断损坏维护的钝化层;电化学反响又重复生成钝化层,所以构成了电极间的电位不断大起伏地改变,这种改变的电位构成流量信号中的流体噪声。这种状况也即电磁流量计中通常讲的浆液噪声。理论和实习标明,影响电化学反响信号电场改变的频率增加,可使流体噪声起伏敏捷降低,这即是高频励磁和双频励磁能够解决浆液丈量的要素。
2、流体摩擦面料和电极,流体中发作的正、负离子从电解质流体中别离。面料和电极外表越粗糙,游离的离子浓度就越高。受电极信号电场的效果,一部别离子会向电极移动,构成噪声电压,这种噪声被称为活动噪声。活动噪声在低电导率丈量时体现比较杰出。活动噪声与外电场强度有关,高流速时感应信号越大,噪声起伏也越大,输出就会很不稳定。
3、流体电导率和pH值的急剧改变也会构成活动噪声,流量计上游加药体现的丈量不稳定即是典型比如。要素是不一样介质在不均匀混合时,流体中简单别离出正、负离子,受电极信号电场的效果,一部别离子会向电极移动,构成了活动噪声电压,构成输出的不稳定。
4、由于高流速活动流体接近面料和电极部位的层流边界层厚度变得很薄,如图3所示,面料和电极的粗糙度高度突破了流速层流边界层的厚度,流体碰击这有些粗糙度高度,发作流速发散和骤变。有一有些与丈量管中心轴方向相同(或相反)的流速重量,受信号权重函数的效果,对电极信号发作了很大影响,构成了大的正误差,这即是高端流速噪声。
可见,上述流体噪声中的活动噪音和高端流速噪音与丈量管的面料和电极外表粗糙度直接有关,极化电压发作的浆液噪声与电极外表粗糙度也有很大联系。
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