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电磁流量计选型及常规故障检测

来源:编辑:发表时间:2020-09-10 10:29:28

 摘  要 :随着我国工业的飞速发展,电气仪表工程行业在我国工业生产中也逐步发挥着越来越重要的作用。其中电磁流量计应用也越来越广泛,很多企业中的工艺流程参数越来越依赖电磁流量计,电磁流量计应用领域广泛 , 大口径仪表较多应用于给排水工程 ; 中小口径常用于高要求或难测场合 , 如钢铁工业高炉风口冷却水控制 , 造纸工业测量纸浆液和黑液 , 化学工业的强腐蚀液 , 有色冶金工业的矿浆 ; 小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。文章针对电磁流量计选型、在安装与调试中需要遵守的基本要求做了具体先容,针对电气仪表在安装和调试中易出现的问题和应对方法做详细阐述。

 
1 背景
云锡文山锌铟冶炼有限企业是年产 10 万吨锌 60 吨铟的一家大型冶炼企业,在生产现场有酸性、碱性、中性等介质,且这些介质多数都有较高的温度,在现场使用的电磁流量计品牌多数为科隆的电磁流量计,其衬里材料用的基本都是聚四氟乙烯 PTFE,电极材料用了含钼不锈钢 SS316L、哈氏合金 C、钽三种材料,基于现场介质种类较多,不同的介质材料需选择不同的衬里材料和电极材料,所有选型选对是很重要的,同时现场流程较长、较复杂大家使用了 200 多台电磁流量计,问题频发,所以就要求大家维护人员必须掌握电磁流量计的安装要求及流量计的工作原理、常发故障,并能有效解决出现的问题。
 
2 工作原理
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。**大流量与**小流量的比值一般为 20:1 以上,适用的工业管径范围宽,**大可达 3m,输出信号和被测流量成线性,精确度较高,可测量电导率大于等于 5us/cm 的酸、碱盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。
 
但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。当导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中会产生感应电势,感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理,导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时,也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定,感应电势的大小由公式 EX=BDV(1)确定。式中 EX- 感应电势 ;B- 磁感应强度,D- 管道内径,v- 液体的平均流速,然而体积流量 qv 等于流体的流速 V 与管道截面积(ΠD²)
/4 的乘积,将式(1)代入该公式得 :QV=(ΠD/4B)*EX。由公式可知,在管道直径 D 已定且保持磁感应强度 B 不变时,被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极,就可引入感应电势 Ex,测量此电势的大小,就可求得体积流量。如果知道被测介质的密度也可求出质量流量。
 
3 选型
(1)工艺管径和流量范围——决定流量计口径及是否需要用异径管。
(2)使用环境工况条件要素 :防护等级、防爆要求、电源电压、工艺管道材质(金属与绝缘管路)——决定接地法兰的需求。
(3)被测介质的理化性能 : 电导率、温度、压力、含气泡,固体颗粒成分、腐蚀性——决定电极材料,型式、衬里材料。
(4)对仪表结构要求——一体、分体选择、分体型应提供电缆长度需求。
(5)对仪表精度要求——确定使用转换器规格。
(6)对仪表输出信号、显示内容、通讯接口及自诊断功能的要求——决定转换器型号。
(7)对仪表价格的心理价位
 
选型原则 :保证满足测量现场的工况条件 ;达到仪表使用的精度与功能要求 ;力求价格便宜适中
 
(8)电磁流量计电极材质的选择
含钼不锈钢 SS316L/316Ti :主要用于生活工业用水、原水、下水、污水、稀酸、稀碱等弱腐蚀性酸、碱、盐液。哈氏合金 C、哈氏合金 B :弱酸、弱碱。
 
钛 :能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硝酸)、有机酸、碱等的腐蚀,不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂时则耐酸腐蚀大为降低。
 
钽 :具有优良的耐腐蚀性,和玻璃很相似,除了氢氟酸、碱外,几乎能耐一切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和 175℃以下的硫酸)的腐蚀。在碱中不耐腐蚀。
 
铂铱 :抗腐蚀性能相当广泛。低噪音电极 :可选哈氏合金材质或 SS316 材质,可适应于浆料和纤维介质。
 
(9)电磁流量计衬里的选择
应根据被测介质的腐蚀性,磨损性及温度来选择。硬橡胶及氯丁橡胶,可耐一般的弱酸,碱腐蚀,耐温 80℃,氯丁橡胶有耐磨性,聚四氟乙烯几乎能耐除热磷酸以外的强酸、碱腐蚀,介质温度可达 180℃,但不耐磨损。聚氨酯橡 o 胶有较好的耐磨损性,但不耐酸、碱腐蚀。耐温度性也差,介质温度小于 65℃。
 
在大家现场多数温度较高,所以大多使用聚四氟已烯材质的衬里。
 
4 安装要求
(1)传感器上箭头方向必须与实际流量方向一致(如反向安装,转换器菜单中流动方向一项必须更正)。
(2)安装必须保证传感器所在的管道在测量时是满管的,可参考下面几种安装方式。
(3)必须确保前 5DN 后 2DN 的直管段。
(4)传感器和转换器必须良好接地。接地含义。给信号源参考零电位,使被测介质与大地相连通 ;安全性要求(如雷击);抗外界干扰 ;接地点离传感器越近越好 , 绝不能与其它设备接地点相连接,要求接地电阻≤ 10Ω。
 
接地要求。电磁流量计变送器外壳、屏蔽线、测量导管及变送器两端的管道都要接地且单独设置接地点,绝不能接在电机电气等公用地线或上下水官道上 ;转换器部分已通过电缆线接地,毋须再行接地,以免因电位不同而引入干扰。
 
带接地环的接地方法。如工艺管道为绝缘材料,须配用接地环稳定边界条件,提高测量定性和精度。另外,有些电磁流量计有内置接地,在这种情况下可以不装接地环。不过,**好都装。
 
5 电磁流量计故障检测方法
 
5.1 检测传感器电极故障测量方法
当管道内无介质时,电极间绝缘。
R1、2 ≥ 20 MΩ
R1、3 ≥ 20 MΩ
R2、3 ≥ 20 MΩ
 
当管道内有介质时,电极间电阻与仪表口径、介质电导率有关,口径越大电阻越大、电导率越高电阻越小。对于 100mm 口径仪表、介质是自来水,电极间的电阻
 
大约是 :
R1、2=300---600 kΩ
R1、3=300---600 kΩ
R2、3=300---600 kΩ
请注意它们是相互对称的。
 
5.2 检测传感器线圈故障方法
线圈电阻 7、8 端子的电阻在 100 欧左右,且数据非常稳定基本不会波动 1 欧以内。如果达到千欧级别的电阻,说明线圈有问题。
 
5.3 显示数据波动
可检查管道里面是不是有空气 ;管道是不是满管 ;实际流量是否确实是波动。
 
5.4 电极结垢的简易方法
当电极间电阻 R1、2、R1、3、R2、3 偏大或不对称时,将传感器 2、3 号线接到转换器 7、8 号端约十分钟,恢复正常接线。
 
其原理是 :原线圈供电回路对电极供电,在电极表面对介质电解,形成气泡带走结垢。如果此办法行试了不行,就需拆下传感器进行清理,在清理的过程中注意不能用水进行冲洗,否则会导致电极结一层氧化膜,在开机时会长时间无法正常工作。

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