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延安煉油廠論電磁流量計常見故障

來源:陜西延長石油集團延安煉油廠電儀科作者:宜潔瓊發表時間:2017-10-28 08:51:03

 摘 要:作者通年的經驗,針對電磁流量計的工作原理及組成,通過對電磁流量計在日常使用中所發生的故障進行了總結和分析,提出了解決此類故障的措施及方法。

 
引言
          電磁流量計是一種根據法拉第電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表,它的工作原理是基于法拉第電磁感應定律的流量測量儀表,保證其測量準確度、正確安裝、合理使用和日常維護至關重要。電磁流量計使用中的一般會出現以下幾種情況:
          ①儀表元器件損壞引起的
          ②由于選用不當、安裝不妥及環境、流體特性等造成的,如顯示波動、精度下降甚至儀表損壞,這一般分為兩類:安裝調試時故障和正常運行時故障
 
1 工作原理
1.1 電磁流量計工作原理
          電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律的原理來測量導電液體體積流量的儀表。導體在磁場中做切割磁力線運動時,那么導體兩端就會感應一個與磁場方向和導體運動方向相互垂直的感應電動勢(見下圖)。感應電動勢的大小與磁感應強度和運動速度成正比。電動勢的方向按“弗來明右手定則”。
電磁流量計原理圖
          其值如下式:
          E=k BDV
          式中 E——感應電動勢,即流量信號,V;
          k——系數;
          B——感應強度,T;
          D——測量管內徑,m;
          V——平均流速,m/s。
          設液體的體積流量為 qv(M3/s),qv=πD2V/4)則 E=(4kB/πD)qv=kqv 式中 K 為儀表常數,K=4kB/πD。
電磁流量計外觀圖
1.2 電磁流量計組成
          電磁流量的組成主要是:流量傳感器和轉換器兩個部分組成.電磁流量傳感器的作用主要用來轉換電流體線性信號,傳感器可以提供整個工作環境下的勵磁電流,然而勵磁電流由電磁流量轉換器提供,在這個過程中同時發生:接受感應電勢信號,信號轉換、電壓信號、頻率信號,這樣的系統可以提供計算機網絡對流量的統計和控制。在測量管上下安裝有勵磁線圈,通勵磁電流后產生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內壁與液體相接觸,引出感應電勢,送到轉換器。
 
2 分析電磁流量計常見的故障
2 分析電磁流量計常見的故障
2.1 調試階段
          安裝調試要細心,發現問題,及時處理,解決問題,避免再次出現相同問題。這個階段出現的問題,主要是由于安裝不合理、環境干擾、設備本身特性等問題。
 
2.1.1 安裝階段
          安裝的位置要準確,在聚氣體管道的最高點,自上而下的垂直管點,安裝位置不正確經常會引起問題的出現。直接會影響傳感器的正常工作(傳感器后無背壓),在流體進入時,壓力不夠,不能充滿測量管。因此,在安裝時要盡量保持傳感器的豎直方向,同時保持電極軸線和地面平行。這樣也可以防止氣泡在電極處聚集,所以一定要保持傳感器在管道的坐高位置。兩種安裝方式都要保證傳感器兩端的閥門和旁路,這樣可以方便儀器儀表的維護,傳感器與管道同心是安裝的重點。安裝管道必須滿足安裝標準(前直管段 L1≥5DN ,后直管段 L2≥ 2DN ,DN 為導管直徑),特別注意不要將調節閥安裝在儀表上游,不然會大大降低儀表的準確度。同時還要配用電纜的正確選擇,還要校對對應表,確定選擇的信號電纜符合勵磁線圈的截面積。
 
2.1.2 安裝環境
          可能由于周圍環境的影響,影響電流,干擾強電氣波等因素因此的故障。對于這種現象要做好接地保護,不與其他動力電源共同接地。減小接地電阻,電阻值保持在 10? ,可以提高儀表的干擾抗性,保證安裝環境的標準性。同時也可以采取其他措施,減少環境帶來的干擾性,可以提高管道的絕緣性,抵抗大的干擾電流進入,從而不影響其正常的工作。
 
2.1.3 設備本身的特性
          固體和液體本身有各自不同的特性,在靜態下固體的作用面所能夠承受的剪切和法流體向應力。但是對液體來說,只要在運動的狀態下都能夠承受法向應力和切向應力的作用。同時固體在力的作用下,會發生變化,具有彈性變形和互相作用之間的力(遵循胡克定律),即:
          ① 固體變形量 k
          ② 固體作用力 f
          ③ 常量 t
          ④ 三者之間有這樣的 F=kt
 
          流體的剪切力和角變形速度有關系,不同的流動狀態之間的作用關系不同。
          ① 層流狀態下,服從牛頓內摩擦定律
          ② 紊流狀態,流體能夠停止變形
 
          總結:在作用力停止時,固體可以恢復形變,流體可以停止變形,但不能恢復原有的形狀或位置。電磁流量計的工作,在正常狀態下一般不會因為被測液體的分布所影響,但是分布不均勻或伴有大的氣泡,測量會增大誤差,因為氣泡太大會使儀表發生波動,從而掩蓋電極的表面,使電極瞬間短路,增大輸出信號的波動。
 
2.2 運行狀態
          在運行情況下傳感器本身內壁的附著層、自然環境(雷電)等環境變化所引起的,主要故障所在是儀表的本身,從檢測儀表開始維修故障。
 
2.2.1 傳感器內壁附著層
          附著層的電導率不能太大也不不能小,電磁流量計可以測量運行過程中產生的臟污流體來判斷發生故障原因。若附著物為絕緣層,則電極回路將出現斷路,儀表不能正常工作。若電導率顯著高于流體電導率,則電極回路會出現短路,儀表也不能工作,所以應當清除附著層。
 
2.2.2 自然環境
          在正常的工作環境中,會有雷電破壞電流儀表(相關請閱讀:電磁流量計防雷電擊須知電磁流量計防雷技術探討),雷電會通過電源線或勵磁線圈傳入,在控制室電源線的引入下世最高機率的。
 
2.2.3 環境條件變化
          有特強磁場,流散電流等應該采取相應的措施。
 
2.3 針對不同故障分析原因
          (1)無流量信號的原因:連接電纜損壞、電源沒有接
通、傳感器零件壞了等都是影響流量的原因。從傳感器開始檢查線路、零部件,再檢查電源、電纜、流動方向和傳感器的方向是否相同,分析這些象,查查原因。
          (2)流體自身有一定的波動和脈動,以及外界的一些干擾因素,影響輸出液體和零點漂移,要保證介質充滿管道,在傳感器兩端接地,移去干擾,改善絕緣性能。
          (3)轉換器設定參數不正確,未滿管,未處理好信號電纜,傳感器極間電阻變化,有支管流量未考核,這些都可能造成流量測量值與實際值不符時。 首先正確設定儀表參數,改換到能完全充滿的位置,然后按規定選定信號電纜并接牢,清除導電沉積層,密閉支管泄漏閥門,最后截斷未考核的支管流量。
          (4)傳感器、電纜、轉換器、顯示儀表等方面的原因引起信號超量程時。首先短接轉換器信號端子,然后判斷是哪部分故障,正確接線,正確設定儀表參數,最后采取隔離措施。
 
3 結語
          總之,對于電磁流量計的工作原理及正確的安裝技術,我們必須得熟練掌握,并且合理科學的使用。通過對日常生活中常見的故障的了解,學會排除故障的技能和方法,才能保證其能夠穩定的運行,準確計量,更好的服務生產工作。
 
作者:三暢電磁流量計
版權:陜西延長石油集團延安煉油廠電儀科,宜潔瓊
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