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醋酸生産中(zhōng)電磁流量(liàng)計使用與故障處理


摘 要: 醋(cù)酸生産(chǎn)工藝具有高溫、強腐蝕性的特點,腐蝕介質種類多,腐蝕環(huán)境複雜,爲滿足計量需要,大(dà)多數的醋酸(suān)裝置采用電磁流量計 代替傳統的流量計,對電磁流量計在測量過程中出現的故障,進行分析并(bìng)提(tí)出(chū)一些(xiē)日常維護方法。
關鍵字(zì): 電磁流(liú)量計;計量;故障

醋酸裝置中很多都采用孔闆、渦街(jiē)、渦輪、橢圓齒輪等(děng)流量測量儀表 。這些流(liú)量計(jì)有很多(duō)不足之(zhī)處:容(róng)易磨(mó)損、被介質腐蝕後洩(xiè)漏、壽命短、維護工作量大,很難(nán)滿足生産要求(qiú)[1]。随着(zhe)裝置的技改采用新型的電磁(cí)流量(liàng)計代(dài)替設計的(de)的流量計(jì)。這一改動不但滿足了醋酸生産工藝要求又(yòu)很大程(chéng)度的降低了投資(zī)、減小了維護強度。在實際生産中取得了非常(cháng)理想的效果。

1 電磁流量(liàng)計(jì)的種類

電磁流量計(jì)可有(yǒu)多種分類,按勵磁方(fāng)式分類、按傳感器 和轉換器的組成分類、按連接方式(shì)分類按(àn)傳感器與管道的連接方式分類,也(yě)可按用途分類(lèi),本文主要介紹按勵磁方式的(de)分類。

1)直流勵磁(cí)型。這種電磁流量計(jì)數量很少,隻用于測量液态金屬流量,如常溫下的汞(gǒng)和高溫下的液态鈉、鉀等。

2)交(jiāo)流工頻勵磁型。較(jiào)早期的(de)電磁流量計用50Hz工頻市電勵磁,由于易受電磁幹擾和(hé)零點漂移等原因,現已逐漸被低頻矩形勵磁所(suǒ)代替。但在測量泥漿、礦漿等液固兩相流時,低頻矩形波勵磁方式由于不能(néng)克服固體擦過電極表面産生的尖峰噪聲,而工頻交流勵磁(cí)的儀表則(zé)不存在這一缺點,所(suǒ)以國内外尚有一些電磁流量(liàng)計仍采(cǎi)用交流勵磁方式。

3)低頻矩形(xíng)波勵磁型。用于低頻矩形波勵磁方式功耗小,零點穩(wěn)定(dìng),是目前(qián)電磁流量計的主要勵(lì)磁方式。其波形有“正-負(fù)”二值和“正-零-負-零(líng)”三值兩種。有的電磁流量計勵磁頻率可以由用戶(hù)設(shè)定,一(yī)般小口徑儀(yí)表(biǎo)用較高頻率,大口徑儀(yí)表用較低頻率。

4)雙頻勵磁(cí)型(xíng)。勵磁電流的波形(xíng)是在低頻矩形波上疊加高頻矩形波,主要爲克服二值矩形波勵磁存在的漿液(yè)噪聲和流(liú)動噪聲,提高儀(yí)表的穩定性和響應特性。

2 電磁流量(liàng)計的(de)特點

電磁流量(liàng)計是根據法拉(lā)第電(diàn)磁感應定律制成的(de)一(yī)種流量(liàng)測量儀表,用于測量管道中導電(diàn)液體體積流量。由于電磁流量計的部(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(sǔn)失;被測液(yè)體隻與電磁流量計的管(guǎn)道襯(chèn)裏和電極相(xiàng)接觸,因此隻要電極和襯裏材料選擇合理,因此具有很好(hǎo)的耐腐蝕、耐磨損性能[2];安裝方便水平、垂直、傾斜均可安裝;測量精(jīng)度高,可以達到0.5%;量程比大,一般(bān)爲1:20。

3 電磁流量計的故障分析

電磁流量計(jì)在運(yùn)行中會(huì)由于各種故障的發生(shēng)會造成測量不準的現象,一般在運行中電磁流量計産生的故障大概可分(fèn)爲兩類。一類爲流量(liàng)計本(běn)身故障,元(yuán)器件損壞引(yǐn)發的故障(zhàng);一(yī)類爲外界條件的改變引起的(de)故障,例如安裝的不合理造成流動畸變,沉積(jī)和結垢等。

3.1 介質(zhì)中含有氣泡出現測量(liàng)故障

介質從外界吸入(rù)氣體或者介質中溶解氣體(tǐ)轉變成遊離(lí)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(jiào)大的氣泡,當氣泡通過電極時整個電極就被(bèi)遮蓋,使流量信号輸人回路瞬(shùn)時開路,從而輸出信(xìn)号就會出現波動。判斷造(zào)成這種波動原(yuán)因的可以這樣(yàng)做,将磁場的回路電流切斷,切斷後如果流量計還有顯示并(bìng)且還處于(yú)波動狀态,證明介質中存在氣泡會造成電磁流量計波動(dòng)。用指針式萬用表測(cè)量電磁流量計電極電阻,會發現電磁(cí)流量計電極的(de)回路電阻要高于正常時(shí)的電(diàn)阻值。

若是由于電磁流量計安裝位置所的造成空氣進(jìn)入被測介質,如果由于在管系高點安裝(zhuāng)電磁流量計而(ér)貯留(liú)氣體,或由于外界吸入空氣引起的流量(liàng)計波動,則需要更換電磁流量計安裝位置改裝在管線最低點安裝,或者采用U型管安裝(zhuāng)。但(dàn)是有些情況由(yóu)于電磁流量計口徑較大或者安裝的位置不易改變,可(kě)以采(cǎi)取在(zài)流量計上遊安裝集氣(qì)包和排氣閥來解(jiě)決這(zhè)種情況[3]。

3.2 介質非(fēi)滿管

在(zài)日常生産中偶爾會有非滿管現象。這種現象可以看做是液體中含有氣泡的(de)典型情況。當電極水平面低于介質(zhì)液面時,流量計前後采用直管段比(bǐ)較理想,測量數據(jù)比較穩(wěn)定。但是管内上半部的氣體體積也被算成介質流量,因此這(zhè)種情況下得測(cè)量誤(wù)差較大;當電極(jí)水平面高于介(jiè)質液(yè)面時(shí),電磁流量(liàng)計的測量回路處于開路(lù)狀态,所測量的數據嚴重失真。處理這種介質非滿管所産生的故障可有如下辦法:盡量在自下而上(shàng)流動的垂直管道上(shàng)安裝電磁流(liú)量計;實際生産中(zhōng)需要電磁流量計(jì)水平安(ān)裝,這種情況下應該安裝在管道的最低(dī)端,并将(jiāng)且電磁流量(liàng)計的電極軸線于地平線平行,(不然沉積(jī)物會覆蓋處于低位的電極);爲了避免測量管内産(chǎn)生負壓,應該将流量計的傳感器安裝在泵的下遊、控制(zhì)閥的上遊;流量計傳(chuán)感器的安裝口(kǒu)應有一定的背壓,并且(qiě)應遠離直接排放口[4]。

但是,最重要的還是電磁流量計在安裝時最好禁止(zhǐ)出現介質非滿管的情況。

3.3 電磁流量計電極被(bèi)腐蝕

由于在醋酸(suān)生産的過程中會接觸(chù)到一(yī)些強腐(fǔ)蝕性的介質,所以(yǐ)當電磁流量計的電極材料選(xuǎn)擇不當時,介質會腐蝕流量計的電極,最終導緻傳(chuán)感器失效(xiào)。因此會出現流量計輸(shū)出波動。隻有當電極被腐蝕(shí)後出現流(liú)量計故障我們才能發現電(diàn)極材料不耐(nài)腐蝕,這種材料本身(shēn)性能問題使用之前是無法辨别的。因此隻有更換新的電極來解決此種故障。所以電極(jí)腐蝕故障(zhàng)判斷處(chù)理都屬于(yú)事後(hòu)維護處理的方法。

3.4 待(dài)測液體性質導緻測量故障

如果被(bèi)測介質電導率降低,電極的輸出阻抗會增大,這時轉換器輸入的阻抗就會引起負載效(xiào)應,流量計就會産生測量誤差。如果電磁流量計出現這個(gè)故障則隻有選用滿(mǎn)足要求的低電導率電磁流(liú)量計,或者選(xuǎn)用孔闆流(liú)量計等(děng)其它原理的流量計。

3.5 流(liú)量計的電極結垢或電極短路造成(chéng)的(de)測量故障

當被測液體(tǐ)中含有金(jīn)屬時,流量計的電極容易發生(shēng)短路現象,這時流量(liàng)計的測量值明顯偏小或趨于零。在日(rì)常(cháng)生産運行中這種現象不是經常發(fā)生的。當測量高(gāo)粘度介(jiè)質時,由于介(jiè)質易附着和沉澱在管壁,若被測液體電(diàn)導率低于(yú)附着的介質電(diàn)導率時,電極的信号電勢就會被沉澱分流從而不能正常工作,出現電極短路現象;如果沉(chén)澱的介質是(shì)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(yè)體電導率,實際流量值會高于流量計(jì)測得的流量值;若沉澱物是碳(tàn)酸鈣等水垢層,則被(bèi)測液體的電導率高于沉澱物的電導率,結果(guǒ)測得的流量值會小于實際的流量(liàng)。

爲了防止流(liú)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(fù)着突(tū)出的尖形或半球形,并且可以更換(huàn)式或(huò)者刮刀式清垢電極等。選用刮刀式電極可定期手動刮除傳(chuán)感器外的塵垢。或者也可以将測量電路(lù)暫時斷開,通以短時間的(de)低壓大電流在電極間(jiān),焚燒清除油(yóu)脂類沉澱物。也可采用提(tí)高液體流(liú)速的辦法來清掃管壁的附着層。

3.6 待測介質的非對稱流動

在正常生産的情況下(xià),管道内流體(tǐ)的流速是軸(zhóu)對稱分布,磁場均勻。 而實際管道中流體的非軸對(duì)稱流速分布經常出現,此時,流(liú)體流向(xiàng)可分成沿管道軸(zhóu)線的(de)直線流,待測(cè)液體的體積流量就是它對(duì)管道橫截面的積分(fèn);另一種則是旋渦流。由于旋渦流的出現對傳感器的輸出産生影響,流量計就會産生誤差[5]。爲了消除旋渦(wō)流對流量計(jì)傳感器的影響;流量計的上遊應該有足夠長的直管段,才能使(shǐ)流體的流速按同心(xīn)圓分布(bù);流量計附近的管道内徑應與流量計内徑(jìng)相同,這樣才會使流速分布均勻;不(bú)然可用安裝流量(liàng)調(diào)節器來部分補償上遊直(zhí)管段的(de)不足。

3.7 流量計(jì)襯裏(lǐ)變形導緻(zhì)測量波動

流量計的襯裏(lǐ)一般都采用(yòng)氟塑(sù)料,這(zhè)樣流量計的襯裏非常容易發(fā)生變形,出現計量故障的(de)現象。襯裏發生變形的主要原因(yīn)有(yǒu)兩種:一氟塑料襯裏滲透進蒸汽發生熱擴散現象,通常襯裏材(cái)料、厚度、内外的溫差(chà)以及流(liú)體和蒸汽的類型、管(guǎn)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(liào)的本身的工藝結構,一(yī)般采用聚四氟(fú)乙烯作爲氟塑料襯裏材料,聚四氟乙烯材料無粘結力僅靠壓貼與管壁結合,所以負壓管(guǎn)道不采用此種材質[6]。

爲了防止(zhǐ)襯裏(lǐ)變形,我們一般采(cǎi)取以下(xià)措施:增加法蘭(lán)和線(xiàn)圈盒之間的隔熱厚度,降低流體溫差減小熱擴散,使襯裏内外溫差最(zuì)大程度上得到改善,這樣就可(kě)以降低滲透(tòu)率減緩(huǎn)測量管壁内蒸汽的(de)凝聚;此外,将(jiāng)聚四氟(fú)乙(yǐ)烯(xī)襯裏厚度加厚或者更換(huàn)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(liú)、靜電、電磁波和磁場(chǎng)等幹擾源。電磁流量計的(de)流量信号很小,非常容易被外界電(diàn)磁幹擾,而影響(xiǎng)了電(diàn)磁流量計的正(zhèng)常(cháng)工作。所謂的電場幹擾是指,流量計測(cè)量管内的電(diàn)勢平衡被噪聲破(pò)壞後出現輸出信号波動異常。

爲了減少外部磁場對流量計的幹擾(rǎo),我(wǒ)們要(yào)在遠離強磁場源的位置安裝電磁流量計傳感器。另外采取(qǔ)增強屏蔽措施來防止強電場的幹擾等。也可(kě)以将電磁流量傳感器與管道的連接處做絕(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(liàng)計在受到雷擊後(hòu)容易在線路中感應出(chū)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(gōng)作環境條件變化,運行期間出(chū)現新的幹擾源(yuán),儀表的(de)正常工作就會被幹擾,流量計的輸出信号就會(huì)出現波動。

4 結束語

随着現代科學技術的不斷發展進步,電磁流量計的設計,新材料的(de)應用,其生産工藝越來越成熟,對儀表的防護等級也日漸提高,電磁(cí)流量計(jì)使用性能(néng)更加穩定(dìng)。根據實際(jì)生産情況的調查(chá)發現,電磁流量計的自身很少出(chū)現故障。因此,隻要我(wǒ)們對電磁(cí)流量計發生的各種類型(xíng)的故障及其産生(shēng)原(yuán)因進行深刻分析,并且嚴格按标準(zhǔn)進行安裝和使用,就可以輕松(sōng)的對電磁流量計進行日常維護了。
 
發(fā)布時間:2015/1/4 該信息已被浏覽1889次(cì)! 關(guān)閉窗口

 
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