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醋酸(suān)生産中(zhōng)電磁流量計使(shǐ)用與故障處理
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摘(zhāi) 要： 醋酸生産工藝(yì)具有高溫、強腐蝕性(xìng)的特點(diǎn)，腐蝕介(jiè)質(zhì)種類多，腐蝕環境複雜，爲滿足計(jì)量需要，大(dà)多數的醋酸裝置采用電磁流量計
代替傳統的流量計，對電(diàn)磁流量計在測量過程中出現的故障，進行分析并(bìng)提出一些日(rì)常維護(hù)方法。
關鍵(jiàn)字： 電磁(cí)流量計；計量；故障
醋酸裝置中很(hěn)多都采用孔闆、渦街、渦輪、橢圓齒輪等流量測量儀表(biǎo)
。這些流(liú)量計有很多不足之處：容易磨損、被介質腐蝕後(hòu)洩漏、壽命短、維護(hù)工作量大(dà)，很難(nán)滿足生産要求[1]。随着(zhe)裝置的技改采用新型的電磁流量計代替設計的的流量計。這一改動(dòng)不但滿足了醋酸(suān)生産工藝要求又很大程度的降低了投資、減小了維(wéi)護強度。在實(shí)際生産中取得了非常(cháng)理想的效果。
1 電磁流(liú)量計的種類
電磁流量計可有(yǒu)多(duō)種分類，按勵磁(cí)方(fāng)式分(fèn)類、按傳感器
和(hé)轉換器的組成(chéng)分類、按連接方式分類按傳感器與(yǔ)管道的連接方式(shì)分類，也可按用途分類，本文主要介紹按勵磁方式的分類。
1）直流勵磁(cí)型。這種電磁流量計(jì)數(shù)量很少，隻用于測量液态金屬流量，如常溫下的汞(gǒng)和高溫下的液态(tài)鈉、鉀等。
2）交(jiāo)流工頻勵磁型。較(jiào)早期的電磁流量計用50Hz工頻市電勵磁，由于易受電磁幹擾和零(líng)點(diǎn)漂移等原因，現已逐漸被低頻矩形勵磁所代替(tì)。但在測量泥漿、礦(kuàng)漿等液固兩相流時，低頻矩形波(bō)勵磁方式由于不能克服固體擦過電極表面産生的尖峰噪聲，而工頻交(jiāo)流勵磁的儀表則不存在這(zhè)一缺點(diǎn)，所以國内外尚有一些電磁流量計仍采(cǎi)用交流勵磁(cí)方式。
3）低頻矩形波(bō)勵磁型。用于低頻(pín)矩形波勵磁方式(shì)功耗小(xiǎo)，零點穩定，是目前電磁流量(liàng)計的主要勵(lì)磁方式。其波形有“正-負”二值和“正(zhèng)-零-負-零”三值兩種。有的電(diàn)磁流量(liàng)計勵磁頻率可以由用戶設定，一般小口徑儀表用較高頻率，大口徑儀(yí)表用較低頻率。
4）雙頻勵磁型。勵磁電流的波形是在低頻矩形波上疊加高頻矩形波，主要爲克服二(èr)值矩形波勵磁存在的漿液噪聲和流動噪聲，提高儀表的穩定性和響應特性。
2 電磁(cí)流量(liàng)計的特點
電磁流量計是根據法拉(lā)第電(diàn)磁感應定律制成的一種流量測量儀表，用于測量管道中導電液體體積流量。由于電磁流量計(jì)的部(bù)件沒有轉動部分，也沒有阻礙流體流動的部件，因(yīn)此幾乎沒有壓力損失；被測液體隻與電磁流量計(jì)的管道襯(chèn)裏和電極相接(jiē)觸，因此隻要電(diàn)極和襯裏材料選擇合理，因此具有很好的耐腐蝕、耐(nài)磨損性(xìng)能[2]；安裝方便水平、垂直、傾(qīng)斜(xié)均可安裝；測量精度高(gāo)，可以達到0.5％；量程比大，一般(bān)爲1：20。
3 電(diàn)磁流量計的故障分析
電磁流量計在運行中會由于各種故障的發生(shēng)會造成測量不準(zhǔn)的現象(xiàng)，一般(bān)在運行中(zhōng)電磁(cí)流量計産生的故障大概可分爲兩類。一類爲(wèi)流量計本身故障，元器件損壞引發的故(gù)障；一(yī)類爲外界條件(jiàn)的改變引起的故障，例如(rú)安裝(zhuāng)的不合理造成流動(dòng)畸變，沉積(jī)和結垢等。
3.1 介質中含(hán)有氣泡出現測(cè)量(liàng)故障
介質從外(wài)界吸入氣體或者介質中溶解氣(qì)體轉(zhuǎn)變成遊離狀氣(qì)泡是液體中産生泡狀氣體的兩種途徑。如果介質中(zhōng)存在較大的氣泡，當氣(qì)泡通過電(diàn)極時(shí)整個電極就被遮蓋，使流量信号輸人回路瞬(shùn)時開路，從而輸出信号就會出現波動。判斷造成這種波動原因的可以這樣(yàng)做，将磁場的回路電流切(qiē)斷，切斷後如果流量計還有顯示并且還處于波動狀态，證明介質中存在氣泡會(huì)造成電磁流量(liàng)計波動(dòng)。用指針式萬(wàn)用表測量電磁流量計電(diàn)極電阻(zǔ)，會發現電磁流量計電(diàn)極的回(huí)路(lù)電阻要高于正常時的電阻值。
若是由于電磁流量(liàng)計安裝位置所的造成空氣進入被測介質，如果由于在管系高點安裝電磁流(liú)量計而貯留氣體(tǐ)，或由于外界吸入空氣引(yǐn)起的流量(liàng)計波動，則需要(yào)更換電磁流量計安(ān)裝(zhuāng)位置改裝在管線最低點安裝，或者采用U型管安裝。但是有些情況由于電磁流量計口徑較大或者安裝(zhuāng)的位置(zhì)不易改變，可以采取在(zài)流量計上遊安裝集氣(qì)包和(hé)排氣閥來解決這種情況[3]。
3.2 介質非滿管
在日常生産中偶爾會有(yǒu)非(fēi)滿管現象。這種現象可以看做是液體(tǐ)中含有氣泡的(de)典型情況。當電極水平面(miàn)低于介質液面時，流量計(jì)前(qián)後采用直管段比(bǐ)較理想，測量數據(jù)比較穩定。但是管(guǎn)内上半部的氣體(tǐ)體積也被算成介(jiè)質流量，因此這種情況下得測(cè)量誤差較大；當電極(jí)水平面高于介質液(yè)面時，電磁流量計的測量回路處于(yú)開路(lù)狀态，所測(cè)量的數據嚴重失真。處(chù)理這種介質非滿管所(suǒ)産生的故障可有如下(xià)辦法：盡量在自下而上流動的垂直管道上安裝電磁流量計；實際生(shēng)産中需要電磁流量計水平安裝，這種情況下應該安裝在管(guǎn)道的最(zuì)低端，并将且電磁流量計的電極軸線于地平線平行，（不然(rán)沉積物會(huì)覆蓋處于低(dī)位(wèi)的(de)電極）；爲了避免測量管内産生(shēng)負壓，應該将流量計的傳感器安裝在泵的下遊、控制閥的上遊；流量計傳感器的安裝口(kǒu)應有一定的背壓，并且應遠離直接(jiē)排放口[4]。
但是，最重要的還(hái)是電磁流量計在安裝時最好禁止出現介質(zhì)非滿管的情況。
3.3 電(diàn)磁流量計電極被(bèi)腐蝕
由于(yú)在醋酸(suān)生産的過程中會接觸(chù)到一些強腐(fǔ)蝕性的介質，所以當電磁流量計的電極材(cái)料選擇不(bú)當時，介質會腐蝕流量計的電極，最終導(dǎo)緻傳感器失(shī)效。因此會出現流量計輸出波動。隻有當電極被腐蝕(shí)後出現流量計故障我們才能發現電極材料不耐腐(fǔ)蝕，這種材料本身(shēn)性能問(wèn)題使用之前是無法辨别的。因此(cǐ)隻有更換新的電極來解決此種故障。所以電極腐蝕故障判斷處理都屬于事後(hòu)維護處理的方法。
3.4 待測液體性質導緻測量故(gù)障
如果被測介質電導率降低，電極(jí)的輸出阻抗會增大，這時轉換器輸入的阻抗就會引起負載效應，流量計就會産(chǎn)生測量誤差。如果電磁流量計出現(xiàn)這個故障則隻有選用滿足(zú)要(yào)求的低電導率電磁流量計，或者選用孔闆流量計等其它(tā)原理的流量計。
3.5 流(liú)量(liàng)計的電極結垢或電極短路造成的測量故障
當被測液體中含有金(jīn)屬時，流量(liàng)計的電極容易發生短路現象，這時(shí)流量計的測(cè)量值明顯偏小或趨于零。在日常生産運行中這(zhè)種現象不是經常發生(shēng)的。當測量高(gāo)粘度介(jiè)質時，由于介質易附着和沉(chén)澱在管壁，若被(bèi)測(cè)液體電(diàn)導率低于附着的介質電導率時，電極的信号電勢(shì)就會被(bèi)沉(chén)澱(diàn)分流從而不能正常工作，出現電極短路現象；如果沉澱的介質是非導電層，會造成電極開路流量計也不能正常工作。若氧化鐵鏽層附着于(yú)襯裏管壁，或者主要成分是金屬的沉澱物，其電導率(lǜ)大于液體電導率，實際流量值(zhí)會高(gāo)于流量計(jì)測得的流量值；若沉澱物是碳酸鈣等水垢層，則被(bèi)測液體的(de)電導率高于沉澱物的電導率(lǜ)，結果測得的流量值會(huì)小(xiǎo)于實際(jì)的(de)流量。
爲了防止流體中(zhōng)的(de)沉澱物影響流量計(jì)的工作，流量計的電極選用不易附着突出的尖形或半球形，并且可以更換式或者刮刀式清垢電極(jí)等。選用刮刀式電(diàn)極可定期手動刮除傳感器外的塵垢。或者(zhě)也可以将(jiāng)測量電路暫時斷開，通以短時間的(de)低壓大電流在電極間，焚燒清除油(yóu)脂(zhī)類沉澱物。也可(kě)采用提(tí)高液體流(liú)速的(de)辦(bàn)法來清掃管壁的附着(zhe)層。
3.6 待(dài)測介質的非對稱流動
在正常生産的情況下，管道内流體的流速是(shì)軸(zhóu)對稱分布，磁場均(jun1)勻(yún)。 而實(shí)際管道中流體的非軸對稱(chēng)流速分布經常(cháng)出(chū)現，此時，流體流向可分成沿管(guǎn)道軸線的直線流，待測(cè)液體的體積流量(liàng)就是它對管道橫截面的積分；另一種則(zé)是旋渦流。由于旋渦(wō)流的(de)出現對傳感器的輸出産生影響，流量計就會産生誤差(chà)[5]。爲了消除旋渦流對(duì)流量計傳感器的影響；流量計的(de)上(shàng)遊應該有(yǒu)足夠長的直管(guǎn)段，才能使流體的流速按同心圓分布；流量計附近的管道内(nèi)徑應與流量計内徑相同(tóng)，這樣才會使流速(sù)分布均勻；不然可(kě)用安裝流量調(diào)節器來部分補償上遊直管段的不足。
3.7 流(liú)量計(jì)襯裏(lǐ)變形導緻測量波動
流量計的襯裏(lǐ)一(yī)般都采用(yòng)氟塑(sù)料，這(zhè)樣流量計的襯裏非常容易發生變形，出現計量故障的現象。襯裏(lǐ)發生變形的主要原因有兩種：一氟塑料襯裏滲透進(jìn)蒸汽發生(shēng)熱擴散現(xiàn)象，通常襯裏材料、厚度、内外的溫差以及流體和蒸汽的類型、管道壓力等諸多因(yīn)素決定了滲透的程度；二是取決于氟塑料襯裏材料的本(běn)身的工(gōng)藝結構，一(yī)般采用聚四氟乙烯作爲氟塑料襯裏材料，聚(jù)四氟乙烯材料無粘結力僅靠壓貼與管壁結合，所以負壓管道不采用此種材質[6]。
爲了防止襯裏變形，我們一般采(cǎi)取以下措施：增加(jiā)法蘭和線(xiàn)圈盒之間的隔熱厚度，降低流體溫差減小熱擴散，使(shǐ)襯裏内外溫差最大程度上(shàng)得到改善，這樣就可(kě)以降低(dī)滲透(tòu)率減緩測量管壁(bì)内蒸汽的凝聚；此外，将(jiāng)聚四氟(fú)乙烯(xī)襯裏厚度加厚(hòu)或者更換另外形式的襯裏。
3.8 外部電磁的幹擾
在生産現場存(cún)在着管道雜散電流、靜電(diàn)、電磁波和磁場等幹擾(rǎo)源。電磁流量計的流量信号很小，非常容易被外界電(diàn)磁幹擾，而影響了電磁流量計的正(zhèng)常(cháng)工作。所謂的(de)電場幹擾是指，流量計測量管内(nèi)的電勢平衡被噪(zào)聲破壞後出現輸出信号(hào)波動異常。
爲了(le)減少外(wài)部磁(cí)場對(duì)流量計的幹擾，我們要(yào)在遠離強磁場源的位置安裝電(diàn)磁流量計傳感器。另外采取增強屏蔽措施來防止強電場的幹擾等(děng)。也可以将電磁流量傳感器與管道的(de)連(lián)接處做絕(jué)緣處理。
3.9 其他原因引起的故障
1）雷電打擊。電磁(cí)流量計在(zài)受到雷擊後容(róng)易(yì)在線路中感應出高電壓和電流，損壞流量劑。
2）環境條件變化。一旦流量計的工作(zuò)環境條(tiáo)件變化，運行期間出(chū)現新的幹擾源(yuán)，儀表的正常工作就會被(bèi)幹擾(rǎo)，流量計的輸出信号就會出現波動。
4 結束語
随着(zhe)現代科學技術的不斷發展(zhǎn)進步，電磁流量計的設計，新材料的應用，其生産工藝越來越成熟，對儀(yí)表的防護等級也日漸提高，電磁流(liú)量計(jì)使用性能(néng)更加穩定。根據實際生産情況的調查(chá)發現，電磁流量計的自身很少出現故(gù)障。因此，隻要我們對電磁流量計發生(shēng)的各種類型的故障及其産生(shēng)原因進行深刻分析，并且嚴格按标準進行安裝和使用，就(jiù)可以輕松(sōng)的對電磁流量計進(jìn)行日常維護了。
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發布時間：2015/1/4
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【關(guān)閉窗(chuāng)口
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