化工企業(yè)電磁流量計的安裝及故障

1.引言
　　流量是化工生產(chǎn)中重要的測定參數(shù)之一,，而電磁流量計在化工應用中約占工業(yè)流量儀表總數(shù)的5%-6.5%,，特別是2000年以來，這個數(shù)值仍有上升趨勢,。在工業(yè)生產(chǎn)過程各種參數(shù)（如壓力,、溫度、液位等）的測量中,，以流量測量zui為復雜,，也是較難準確測量的參數(shù)。在數(shù)十種常用流量測量儀表中,，電磁流量計因其本身的優(yōu)勢和特點而處于重要的使用位置,。就測量導電液體流量而言，不管目的是監(jiān)控還是計量,，電磁流量計都能做到測量穩(wěn)定,、可靠、精度高,、易維護,。
　　2.電磁流量計的工作原理和結構
　　電磁流量計的基本原理是法拉第電磁感應定律，即導體在磁場中切割磁力運動時在其兩端產(chǎn)生感應電動勢,。如圖1所示,，在EMF測量管內(nèi)的導電介質(zhì)相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場,。當有導電介質(zhì)流過時,，則會產(chǎn)生感應電勢,，由管道內(nèi)部的兩個電極測量并引出感應電壓,。測量管道通過不導電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)流體與測量電極的電磁隔離,。假設電磁感應線圈產(chǎn)生磁場強度B（T）為恒定,，產(chǎn)生的感應電壓Ue（V）正比于流體平均速度（m/s），系數(shù)為k,，測量管內(nèi)徑L（m）為已知,，則體積流量Qv（m3/s）可通過如下公式計算：
　　Uc=kBL (1.1)
　　Qv=L2/4-(L/4B)Ue (1.2)
　　EMF由流量傳感器和變送器兩大部分組成。傳感器測量管上下裝有勵磁線圈,，通勵磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管,，一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應電勢,，送到變送器,。勵磁電流則由變送器提供。
　　

       3.電磁流量計的性能
　　適用于電導率大于5μS/m的導電液體,，介質(zhì)的zui高壓力為4Mpa,，介質(zhì)的溫度范圍為-60～180℃,，具有測量精度高、量程比大（zui大可達1000:1）,、系統(tǒng)無壓力損失,、附加功能多等特點。前后直管段為5D和2D,。電磁流量計的傳感器zui高防護等級可達IP68（潛水型）,，有普通型、隔爆型和本安型三類產(chǎn)品,。電磁流量計可以在任意管道上安裝,，但是電磁流量計測量電極的軸線必須保持水平方向，且與管道中心線互相垂直,。電磁流量計的傳感器一定要安裝在不產(chǎn)生氣體的管道上,，同時液體必須充滿管道。用于易粘附,、沉積,、結垢等介質(zhì)時，流速要求應不低于2m/s,，提高到3-4m/s或以上,，起到自清洗、防止粘附沉積等作用,。用于礦漿等磨蝕性強的流體,，流速應低于2～3m/s，以降低襯里和電極的磨損,。襯里,、電極和接地環(huán)材料的選擇也很關鍵，受襯里材料和電極絕緣材料的溫度限制,，不能測量較高溫度的液體,。
　　4.電磁流量計的安裝
　　傳感器可安裝在任何位置，垂直水平也可傾斜,，但安裝應保證測量管內(nèi)任何時候都能充滿介質(zhì),，不得有不滿管現(xiàn)象或者有大量氣泡能過傳感器(圖3)傳感器水平安裝時電極中心軸線盡量水平(圖4)。
　　對于液固兩相介質(zhì),，是垂直安裝(圖5),。
　　傳感器應遠離大功率變頻器或強磁場源。外磁場強度<400mA(圖6),。
　　保證直管段長度(圖7),。
　　工藝管道密封橡膠墊接地法蘭應同心，不得相互錯位，避免產(chǎn)生漩渦流,，影響流量信號(圖8),。
　　在傳感器臨近管道進行焊接或火焰切割時，要有隔離措施防止襯里受熱,。
　　其他需要注意的安裝事項：
　　a.盡可能避免測量管內(nèi)變成負壓,；
　　b.選擇震動小的場所，特別對一體型儀表,；
　　c.避免附近有大電機,、大變壓器等，以免引起電磁場干擾,；
　　d.易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所,；
　　e.盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
　　f.盡可能避免受陽光直照
　　5.電磁流量計實際應用故障的分析
　　5.1 故障現(xiàn)象
　　在某次調(diào)度值班中,，發(fā)現(xiàn)在合成車間一個重要裝置內(nèi)的一個電磁流量計的流量數(shù)值有時會出現(xiàn)大幅度跳動,，特別是在開車的時候，從趨勢圖上看出流量波動很大,，趨勢圖雜亂,，已經(jīng)無法正確辨讀現(xiàn)場實際流量值。
　　5.2 故障分析
　　安排技術人員進行故障排查,。首先排除調(diào)度集控室到現(xiàn)場流量計之間的網(wǎng)絡波動及時鐘不同步問題,，又對現(xiàn)場儀表安裝,、電極、接地反復檢查,，均無問題,，一直查不出原因,。一個偶然的機會,，在混合罐內(nèi)的攪拌器停運后發(fā)現(xiàn)流量數(shù)值穩(wěn)定了,，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)，此攪拌器是側壁安裝,，且其位置距流量計管線出口位置僅1m,。很顯然,，是攪拌器槳葉所翻起的浪波改變了管道出口的阻力,。流量計出口到容器壁的距離D1約1.5m，由于距離太短,，攪拌浪波使管道出口壓力波動,，從而使流量計出口流速不穩(wěn)，使流量值產(chǎn)生跳動,。之前安裝位置原理參見圖9,。
　　電磁流量計安裝在位置A，其前后直管段長度及接地均符合要求，但因混合罐內(nèi)的攪拌器是側壁安裝,，所以實際攪拌器離電磁流量計距離較近,，影響管道出口壓力，從而使電磁流量計流速出現(xiàn)較大波動,。
　　5.3 更改方案
　　經(jīng)過技術人員分析得出故障原因后,，還是從安裝位置考慮，更換電磁流量計安裝位置,。經(jīng)過設計,，將流量計從位置A移動到位置B，既符合流量計安裝要求,，又避免了混合罐中攪拌器的影響,，*解決了此次流量計流量值跳動故障。改動后安裝位置原理參見圖10,。
　　5.4 其他故障
　　在實際應用中,，還會遇到各種各樣電磁流量計的故障現(xiàn)象，如：指示與實際流量結果不一致,、零點不穩(wěn)定,、無指示、液晶數(shù)字顯示連續(xù)降數(shù)等等現(xiàn)象,。處理和預防方法除了保證電磁流量計的安裝要符合要求,，使用過程中要愛惜維護，遇到故障時首先分析影響及干擾因素,。當遇到非安裝因素造成的故障,，可按一下基本步驟先排查：
　　a.檢查流量計管線閥門是否全部打開，管道是否充滿液體,，流量計是否在接近流量范圍上限值流量下工作,；
　　b.檢查儀表電源開關、保險絲等供電設施是否正常,；檢查故障點是在電纜中或是在接收儀表中,；
　　c.檢查轉換器的編號和儀表系數(shù)與傳感器是否正確；
　　d.檢查量程設定是否正確,；
　　e.檢查流量計輸出連接是否正確及接地是否良好,；
　　f.按轉換器部分規(guī)定內(nèi)容檢查。
　　6.結束語
　　電磁流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種,，對工業(yè)自動化的發(fā)展起著重要的作用,。為了更好的發(fā)揮自動化儀表對工業(yè)自動化的支持和推動作用，自動化儀表專業(yè)人員在具備一定的專業(yè)知識的前提下,，有必要在運用方面和維護方面掌握一定的技巧和注意事項,，只有如此,，才能滿足企業(yè)需求，才能更好的為企業(yè)發(fā)展,。