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醋酸生産中(zhōng)電磁流量計使(shǐ)用與故(gù)障處理(lǐ)
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摘 要： 醋(cù)酸生産(chǎn)工藝(yì)具有高(gāo)溫(wēn)、強腐(fǔ)蝕性的特(tè)點，腐蝕介質種類多，腐蝕(shí)環境複雜，爲滿足計(jì)量需要，大(dà)多數的醋酸裝置采(cǎi)用電磁(cí)流(liú)量計
代替(tì)傳(chuán)統的流(liú)量計，對電磁流(liú)量計在測量過(guò)程中出現(xiàn)的故障，進(jìn)行分析并(bìng)提出(chū)一(yī)些日常(cháng)維(wéi)護方法。
關鍵(jiàn)字： 電(diàn)磁流(liú)量計；計量(liàng)；故障
醋酸(suān)裝置中很(hěn)多都采用(yòng)孔闆、渦街(jiē)、渦輪、橢圓齒輪(lún)等流量測量儀(yí)表
。這些流(liú)量計有很(hěn)多不足之(zhī)處：容(róng)易磨損、被介質腐蝕後洩(xiè)漏、壽命短、維護(hù)工作量大，很難(nán)滿足生産(chǎn)要求(qiú)[1]。随着裝(zhuāng)置的技(jì)改采用新(xīn)型的(de)電磁(cí)流量(liàng)計代(dài)替設計的(de)的流(liú)量計(jì)。這一改動(dòng)不但滿足(zú)了醋酸生産工藝要(yào)求又很大(dà)程度的降低了投資、減小了(le)維護強(qiáng)度。在(zài)實際(jì)生産(chǎn)中取得了非常理想的(de)效果。
1 電(diàn)磁流量計(jì)的種(zhǒng)類
電磁流量計(jì)可有(yǒu)多種(zhǒng)分類(lèi)，按勵磁方式分(fèn)類、按傳感(gǎn)器
和(hé)轉換器的(de)組成(chéng)分類、按(àn)連(lián)接方(fāng)式分(fèn)類按傳感(gǎn)器與管道的連(lián)接方式分類，也可按用途(tú)分類(lèi)，本文(wén)主(zhǔ)要介紹(shào)按勵(lì)磁(cí)方式的(de)分類。
1）直流勵磁(cí)型。這種電(diàn)磁流量計數量很少(shǎo)，隻用于測(cè)量液态金(jīn)屬流量，如(rú)常(cháng)溫下的汞和(hé)高溫下(xià)的液态(tài)鈉、鉀等。
2）交流工(gōng)頻勵磁(cí)型。較早(zǎo)期的電磁流量(liàng)計用50hz工頻市電(diàn)勵磁，由于(yú)易受(shòu)電磁幹擾和零(líng)點漂移(yí)等原因(yīn)，現已(yǐ)逐漸被低頻矩形勵磁所(suǒ)代替。但在(zài)測量(liàng)泥漿、礦(kuàng)漿(jiāng)等液固兩相流(liú)時，低(dī)頻矩(jǔ)形波勵磁方(fāng)式(shì)由(yóu)于不能(néng)克服(fú)固體(tǐ)擦過電極(jí)表面産生(shēng)的尖峰噪聲，而工頻(pín)交流勵磁的儀表則不存(cún)在這一缺點，所(suǒ)以國内(nèi)外(wài)尚有(yǒu)一些(xiē)電(diàn)磁流量(liàng)計仍(réng)采用交流(liú)勵磁方式(shì)。
3）低頻(pín)矩形(xíng)波(bō)勵磁型。用于低(dī)頻矩形(xíng)波勵磁(cí)方式功(gōng)耗小(xiǎo)，零(líng)點穩定(dìng)，是目前電(diàn)磁流(liú)量計的主要(yào)勵磁方式。其(qí)波形(xíng)有“正(zhèng)-負(fù)”二值和“正-零-負(fù)-零(líng)”三值兩種。有(yǒu)的電磁(cí)流量計勵(lì)磁(cí)頻(pín)率可以由用戶(hù)設定(dìng)，一般小口(kǒu)徑儀表(biǎo)用較高(gāo)頻率(lǜ)，大口(kǒu)徑儀(yí)表用(yòng)較低頻(pín)率(lǜ)。
4）雙頻勵磁(cí)型。勵(lì)磁電流的波形(xíng)是在(zài)低頻矩形(xíng)波上(shàng)疊(dié)加高頻(pín)矩形波(bō)，主(zhǔ)要爲(wèi)克服二值矩形(xíng)波勵(lì)磁(cí)存在的(de)漿液噪聲和流(liú)動噪聲，提高儀(yí)表的(de)穩定性(xìng)和(hé)響應(yīng)特性(xìng)。
2 電磁(cí)流量計的特點(diǎn)
電磁流(liú)量(liàng)計是根據(jù)法拉第電(diàn)磁感應(yīng)定律制(zhì)成的(de)一種流量測量儀(yí)表，用于測量(liàng)管道中導(dǎo)電液(yè)體體(tǐ)積流(liú)量。由于電磁(cí)流(liú)量計的部件沒有轉(zhuǎn)動部分，也(yě)沒有(yǒu)阻礙(ài)流體(tǐ)流動的部件，因(yīn)此幾乎(hū)沒(méi)有(yǒu)壓(yā)力損(sǔn)失；被(bèi)測液(yè)體隻與電磁流量計(jì)的(de)管道襯(chèn)裏和電極相接(jiē)觸，因(yīn)此隻要電(diàn)極和襯裏材料(liào)選擇合理，因此具有很好(hǎo)的耐(nài)腐蝕、耐磨損性(xìng)能[2]；安裝(zhuāng)方便水平、垂直(zhí)、傾斜均可安(ān)裝；測(cè)量精(jīng)度高(gāo)，可以達到(dào)0.5％；量(liàng)程比(bǐ)大(dà)，一般(bān)爲1：20。
3 電磁流量(liàng)計(jì)的故障(zhàng)分(fèn)析
電(diàn)磁流量(liàng)計在運(yùn)行中會由于各種故障的發生(shēng)會造成(chéng)測量不(bú)準的(de)現象，一般在運(yùn)行中(zhōng)電磁(cí)流量(liàng)計産生的(de)故障大概可分(fèn)爲兩(liǎng)類。一類爲(wèi)流量計本(běn)身故(gù)障，元(yuán)器件損壞(huài)引發的故(gù)障；一(yī)類爲(wèi)外界條件(jiàn)的改變引(yǐn)起的(de)故障，例(lì)如安裝的不(bú)合(hé)理造成流動(dòng)畸變，沉積(jī)和結垢(gòu)等(děng)。
3.1 介質(zhì)中含有氣泡出(chū)現測量故(gù)障
介質從外(wài)界吸入氣體或者介質中溶解氣體轉(zhuǎn)變成(chéng)遊離狀氣(qì)泡是液體中産生泡(pào)狀(zhuàng)氣體的兩種(zhǒng)途(tú)徑。如果介質(zhì)中(zhōng)存在較(jiào)大的氣(qì)泡，當氣(qì)泡通(tōng)過電極時整個電(diàn)極就被(bèi)遮蓋(gài)，使流量信(xìn)号輸人回路瞬(shùn)時開路，從(cóng)而輸(shū)出信号就會出(chū)現波動。判(pàn)斷造(zào)成這(zhè)種波(bō)動原因的可以這樣(yàng)做，将磁(cí)場的回(huí)路電(diàn)流切斷，切(qiē)斷後(hòu)如(rú)果流量(liàng)計還(hái)有顯示并(bìng)且還處于波動(dòng)狀态，證明(míng)介質(zhì)中存在氣泡會(huì)造成電磁(cí)流量(liàng)計波(bō)動。用指針(zhēn)式萬用(yòng)表測量(liàng)電磁流量計電(diàn)極電(diàn)阻，會(huì)發現電磁流量計電(diàn)極的回路電阻(zǔ)要高(gāo)于(yú)正常時(shí)的電阻值。
若(ruò)是由于電磁流量(liàng)計安裝位置所(suǒ)的造成空氣進(jìn)入被測介(jiè)質，如果由于(yú)在管系(xì)高點安(ān)裝(zhuāng)電磁流量(liàng)計(jì)而貯留(liú)氣體，或由于外(wài)界(jiè)吸(xī)入空氣引(yǐn)起的流(liú)量計波(bō)動，則需要更換(huàn)電磁流(liú)量(liàng)計安(ān)裝位(wèi)置改裝在(zài)管線最(zuì)低(dī)點安(ān)裝，或者采用u型(xíng)管安裝(zhuāng)。但(dàn)是有(yǒu)些情況(kuàng)由于電(diàn)磁流(liú)量計(jì)口徑(jìng)較大或者安裝(zhuāng)的位(wèi)置不易改(gǎi)變，可以采取在(zài)流量計上遊安(ān)裝集氣包(bāo)和排(pái)氣閥來解(jiě)決這(zhè)種情況(kuàng)[3]。
3.2 介質非(fēi)滿管
在(zài)日常生(shēng)産中偶爾會有非滿(mǎn)管現象。這種現象可以看(kàn)做是液體中含有氣泡(pào)的典型(xíng)情況。當(dāng)電極水平面低于介質(zhì)液面(miàn)時，流量計(jì)前後采用直(zhí)管(guǎn)段比較理想，測量數據比較穩(wěn)定。但是(shì)管内上(shàng)半(bàn)部的氣體體(tǐ)積也(yě)被(bèi)算成介(jiè)質流量，因(yīn)此這(zhè)種情況(kuàng)下得測(cè)量誤(wù)差較(jiào)大；當電極水平(píng)面高(gāo)于介(jiè)質液面時(shí)，電磁流量計的(de)測量(liàng)回路處于(yú)開路狀态，所測(cè)量的數據嚴重(zhòng)失真。處理這種(zhǒng)介質(zhì)非(fēi)滿管所(suǒ)産生的故障可有如下(xià)辦法：盡(jìn)量(liàng)在自下而上(shàng)流動(dòng)的垂(chuí)直管道上安裝電磁(cí)流量計；實際生(shēng)産中(zhōng)需要電磁流量計水(shuǐ)平安(ān)裝，這(zhè)種情況下應該(gāi)安裝在管道的最低(dī)端，并(bìng)将且電磁流量(liàng)計(jì)的電極軸線(xiàn)于地平(píng)線平行(háng)，（不然沉積物會(huì)覆蓋(gài)處于低位(wèi)的電極）；爲(wèi)了避免測(cè)量(liàng)管内産(chǎn)生負(fù)壓，應該将流量計(jì)的傳感(gǎn)器安裝在(zài)泵的(de)下遊、控制(zhì)閥的(de)上遊；流(liú)量(liàng)計傳(chuán)感器(qì)的(de)安裝口(kǒu)應有一定的背壓，并且(qiě)應遠離(lí)直接排放(fàng)口[4]。
但(dàn)是，最(zuì)重要的還(hái)是電磁流量計(jì)在安(ān)裝時最好禁止出現(xiàn)介質(zhì)非滿(mǎn)管的情況(kuàng)。
3.3 電(diàn)磁流量計電(diàn)極被(bèi)腐蝕
由于(yú)在醋酸生(shēng)産的(de)過程中會接觸(chù)到一些強腐蝕(shí)性的(de)介質(zhì)，所以(yǐ)當電磁流量計的電極材(cái)料選擇不當時，介質會腐(fǔ)蝕流量計(jì)的電極，最終導(dǎo)緻傳(chuán)感(gǎn)器失效(xiào)。因此會出(chū)現流(liú)量計(jì)輸出波動(dòng)。隻有當電極被腐蝕(shí)後出現流(liú)量計故障我們(men)才能(néng)發現(xiàn)電極(jí)材料(liào)不(bú)耐腐蝕(shí)，這種(zhǒng)材(cái)料本身(shēn)性能問題使用(yòng)之前是無法辨(biàn)别的。因此隻有(yǒu)更換(huàn)新(xīn)的電極(jí)來解決此種故障。所以電(diàn)極腐(fǔ)蝕故(gù)障(zhàng)判斷處理都屬于(yú)事後(hòu)維護(hù)處理(lǐ)的方(fāng)法。
3.4 待(dài)測(cè)液體性(xìng)質導緻測量故(gù)障
如果被測介(jiè)質電導率(lǜ)降低(dī)，電極的(de)輸(shū)出阻抗會增大，這時(shí)轉換(huàn)器輸入的(de)阻抗就會(huì)引起負載效應(yīng)，流量(liàng)計就會産(chǎn)生測量誤差(chà)。如(rú)果電(diàn)磁流量計出現這個(gè)故障則隻有選(xuǎn)用滿足要(yào)求的低電導率電磁流量計，或者(zhě)選用孔闆流(liú)量計(jì)等其(qí)它(tā)原理的(de)流量計。
3.5 流量計的電極結(jié)垢或(huò)電極(jí)短路(lù)造(zào)成(chéng)的測量故(gù)障
當(dāng)被(bèi)測液體(tǐ)中含(hán)有金(jīn)屬時(shí)，流量(liàng)計的(de)電極(jí)容易發生(shēng)短路(lù)現(xiàn)象，這時流量(liàng)計的測量值明(míng)顯偏小(xiǎo)或趨于(yú)零。在(zài)日(rì)常生産(chǎn)運行中這種現(xiàn)象不是經常發(fā)生的(de)。當測量高(gāo)粘度介質(zhì)時，由(yóu)于介質易(yì)附着(zhe)和沉澱在(zài)管壁(bì)，若(ruò)被測液體電(diàn)導率低(dī)于(yú)附着(zhe)的介質電導率(lǜ)時，電極(jí)的信号(hào)電勢就(jiù)會被沉(chén)澱(diàn)分流從而不(bú)能正(zhèng)常工作，出(chū)現電極短路現(xiàn)象；如果沉(chén)澱的(de)介質(zhì)是非導電(diàn)層，會造成電極(jí)開路流量(liàng)計也(yě)不能(néng)正常(cháng)工作(zuò)。若氧化(huà)鐵(tiě)鏽層附着于(yú)襯裏管(guǎn)壁，或(huò)者主(zhǔ)要成(chéng)分是金屬的沉(chén)澱物，其電(diàn)導率(lǜ)大于液體(tǐ)電導率，實(shí)際流(liú)量值(zhí)會高(gāo)于流(liú)量計(jì)測得(dé)的流量(liàng)值；若沉澱物是碳(tàn)酸鈣等(děng)水(shuǐ)垢層，則被(bèi)測液(yè)體的(de)電導(dǎo)率高于沉(chén)澱物的電(diàn)導率，結果(guǒ)測得(dé)的流(liú)量值(zhí)會小(xiǎo)于實(shí)際的(de)流量。
爲了(le)防止(zhǐ)流體中的(de)沉澱物影(yǐng)響流(liú)量計的(de)工(gōng)作，流量計(jì)的電極選用不(bú)易(yì)附(fù)着突(tū)出的尖(jiān)形或半(bàn)球形，并且可以(yǐ)更換式或者刮(guā)刀式清(qīng)垢電極等。選(xuǎn)用刮刀式電極可定期手(shǒu)動刮除傳感(gǎn)器(qì)外的塵垢。或者(zhě)也可以将測量(liàng)電路(lù)暫時斷開，通以短時間的(de)低壓(yā)大(dà)電(diàn)流在(zài)電極間(jiān)，焚燒清除油(yóu)脂類沉澱(diàn)物。也(yě)可采(cǎi)用提(tí)高液體流(liú)速的(de)辦法(fǎ)來清(qīng)掃管壁的(de)附着層。
3.6 待(dài)測介質(zhì)的(de)非對稱流(liú)動
在正常(cháng)生(shēng)産的情(qíng)況下(xià)，管道内流體的(de)流速是軸(zhóu)對稱(chēng)分布，磁(cí)場(chǎng)均勻(yún)。 而實(shí)際(jì)管道中(zhōng)流體的非軸對(duì)稱流速(sù)分布(bù)經(jīng)常出現，此時，流(liú)體流向可分成(chéng)沿管道軸線的直線(xiàn)流，待測液(yè)體的體(tǐ)積(jī)流(liú)量(liàng)就是它(tā)對管道(dào)橫截(jié)面(miàn)的積分(fèn)；另一種則是旋渦流。由于(yú)旋渦(wō)流的出現(xiàn)對傳(chuán)感器的輸出産(chǎn)生影響，流量計就會(huì)産生誤差(chà)[5]。爲了消(xiāo)除旋渦(wō)流對流量計傳(chuán)感器的影響；流(liú)量計的(de)上(shàng)遊應(yīng)該有(yǒu)足夠長的直管(guǎn)段(duàn)，才能使(shǐ)流體的流(liú)速(sù)按(àn)同心圓分布；流(liú)量計附近(jìn)的管(guǎn)道内徑應與流(liú)量計内徑(jìng)相同(tóng)，這樣才(cái)會(huì)使流(liú)速分布均勻；不然可用安裝流(liú)量調(diào)節器(qì)來部(bù)分補償上遊直(zhí)管段的不(bú)足。
3.7 流(liú)量計(jì)襯裏變形(xíng)導緻測量波動
流量(liàng)計的襯裏(lǐ)一般(bān)都采用氟塑料，這樣流量(liàng)計的襯裏非常(cháng)容易發生(shēng)變形，出現(xiàn)計量(liàng)故障(zhàng)的現(xiàn)象(xiàng)。襯裏發(fā)生變形的(de)主要原因(yīn)有兩種：一(yī)氟塑料(liào)襯(chèn)裏滲(shèn)透進(jìn)蒸汽(qì)發生熱擴散現象，通(tōng)常襯(chèn)裏(lǐ)材料(liào)、厚(hòu)度、内外(wài)的(de)溫差(chà)以及流體和蒸(zhēng)汽的類型(xíng)、管道(dào)壓(yā)力等諸多因(yīn)素決定了滲透(tòu)的程(chéng)度(dù)；二(èr)是取(qǔ)決于(yú)氟(fú)塑(sù)料襯(chèn)裏材料的本身的工藝結構，一(yī)般采用(yòng)聚(jù)四氟(fú)乙烯作(zuò)爲(wèi)氟塑(sù)料襯裏材料，聚(jù)四氟乙烯材料無粘(zhān)結(jié)力(lì)僅靠(kào)壓貼(tiē)與管壁結(jié)合，所以負壓管(guǎn)道不采用此種(zhǒng)材質(zhì)[6]。
爲了防止(zhǐ)襯裏(lǐ)變形(xíng)，我們(men)一般(bān)采(cǎi)取以下(xià)措施(shī)：增加法蘭和線圈盒之間(jiān)的隔熱厚度，降(jiàng)低流體溫(wēn)差減(jiǎn)小熱擴(kuò)散，使襯(chèn)裏内外溫(wēn)差最(zuì)大程度上(shàng)得到改善(shàn)，這樣就可(kě)以(yǐ)降低滲透率(lǜ)減緩測量管壁(bì)内蒸汽的凝聚(jù)；此外，将聚四氟(fú)乙烯襯裏厚度(dù)加厚或者更換(huàn)另外形式(shì)的襯(chèn)裏。
3.8 外(wài)部電(diàn)磁的幹擾
在(zài)生(shēng)産現(xiàn)場存(cún)在(zài)着管道(dào)雜(zá)散電流、靜電(diàn)、電磁波和磁場等幹擾源(yuán)。電磁流量(liàng)計的流量(liàng)信号(hào)很(hěn)小(xiǎo)，非常(cháng)容易被外界電(diàn)磁幹擾，而(ér)影響(xiǎng)了電磁流量計(jì)的正常工(gōng)作。所(suǒ)謂的(de)電場幹擾是(shì)指，流量計測(cè)量管(guǎn)内的電勢(shì)平衡被噪聲破(pò)壞後出現(xiàn)輸出(chū)信号波(bō)動異常(cháng)。
爲(wèi)了減少(shǎo)外部(bù)磁場對(duì)流量計(jì)的幹擾，我們要(yào)在遠離(lí)強(qiáng)磁場(chǎng)源的(de)位(wèi)置(zhì)安裝(zhuāng)電磁(cí)流量(liàng)計傳(chuán)感器。另(lìng)外采取增強屏蔽(bì)措施(shī)來防止(zhǐ)強電場(chǎng)的幹擾等。也可(kě)以将電磁(cí)流量(liàng)傳感器與(yǔ)管(guǎn)道(dào)的連接(jiē)處(chù)做絕(jué)緣處理。
3.9 其他原(yuán)因引起(qǐ)的故障(zhàng)
1）雷電打擊(jī)。電磁(cí)流量計在受到雷擊後容易在線路(lù)中感應出(chū)高電壓和電流，損(sǔn)壞(huài)流量劑。
2）環(huán)境條件變(biàn)化。一旦流量計(jì)的工(gōng)作環境條件變化，運(yùn)行(háng)期間出(chū)現新的幹(gàn)擾源(yuán)，儀表(biǎo)的正(zhèng)常工(gōng)作就會被(bèi)幹擾(rǎo)，流量計的輸出(chū)信号就會出現波動(dòng)。
4 結束語
随(suí)着現(xiàn)代科(kē)學技術的不(bú)斷(duàn)發展進步，電(diàn)磁流量計的設(shè)計(jì)，新材(cái)料(liào)的應用，其生(shēng)産工藝越來越(yuè)成熟，對(duì)儀(yí)表的(de)防護等(děng)級也日(rì)漸提高(gāo)，電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計(jì)使用性能(néng)更加穩(wěn)定(dìng)。根(gēn)據實際(jì)生産情況(kuàng)的調查(chá)發(fā)現，電磁流(liú)量計的自(zì)身很少出現故(gù)障。因此，隻要我(wǒ)們對(duì)電磁(cí)流量計發生(shēng)的各種(zhǒng)類型(xíng)的故障及(jí)其産(chǎn)生原因進(jìn)行深刻分析，并且嚴格按标準(zhǔn)進行安裝和使(shǐ)用，就可以輕松(sōng)的對電(diàn)磁流量(liàng)計進行(háng)日常維(wéi)護了。
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發布時間(jiān)：2015/1/4
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