化(huà)工企業電磁流量計的(de)安裝及故障

1.引言
　　流量是化(huà)工生産中重要的(de)測定參數之一，而電磁流量計在化(huà)工應用(yòng)中約占工業流量儀表總數的(de)5%-6.5%，特别是2000年以來(lái)，這(zhè)個(gè)數值仍有上升趨勢。在工業生産過程各種參數（如壓力、溫度、液位等）的(de)測量中，以流量測量最爲複雜(zá)，也(yě)是較難準确測量的(de)參數。在數十種常用(yòng)流量測量儀表中，電磁流量計因其本身的(de)優勢和(hé)特點而處于重要的(de)使用(yòng)位置。就測量導電液體流量而言，不管目的(de)是監控還(hái)是計量，電磁流量計都能做(zuò)到測量穩定、可(kě)靠、精度高(gāo)、易維護。
　　2.電磁流量計的(de)工作原理(lǐ)和(hé)結構
　　電磁流量計的(de)基本原理(lǐ)是法拉第電磁感應定律，即導體在磁場(chǎng)中切割磁力運動時(shí)在其兩端産生感應電動勢。如圖1所示，在EMF測量管内的(de)導電介質相當于法拉第試驗中的(de)導電金屬杆，上下(xià)兩端的(de)兩個(gè)電磁線圈産生恒定磁場(chǎng)。當有導電介質流過時(shí)，則會産生感應電勢，由管道内部的(de)兩個(gè)電極測量并引出感應電壓。測量管道通(tōng)過不導電的(de)内襯（橡膠，特氟隆等）實現流體與測量電極的(de)電磁隔離。假設電磁感應線圈産生磁場(chǎng)強度B（T）爲恒定，産生的(de)感應電壓Ue（V）正比于流體平均速度（m/s），系數爲k，測量管内徑L（m）爲已知，則體積流量Qv（m3/s）可(kě)通(tōng)過如下(xià)公式計算(suàn)：
　　Uc=kBL (1.1)
　　Qv=L2/4-(L/4B)Ue (1.2)
　　EMF由流量傳感器和(hé)變送器兩大(dà)部分(fēn)組成。傳感器測量管上下(xià)裝有勵磁線圈，通(tōng)勵磁電流後産生磁場(chǎng)穿過測量管，一對(duì)電極裝在測量管内壁與液體相接觸，引出感應電勢，送到變送器。勵磁電流則由變送器提供。
　　變送器：圖1
　　傳感器：圖2
　　3.電磁流量計的(de)性能
　　适用(yòng)于電導率大(dà)于5μS/m的(de)導電液體，介質的(de)最高(gāo)壓力爲4Mpa，介質的(de)溫度範圍爲-60～180℃，具有測量精度高(gāo)、量程比大(dà)（最大(dà)可(kě)達1000:1）、系統無壓力損失、附加功能多(duō)等特點。前後直管段爲5D和(hé)2D。電磁流量計的(de)傳感器最高(gāo)防護等級可(kě)達IP68（潛水(shuǐ)型），有普通(tōng)型、隔爆型和(hé)本安型三類産品。電磁流量計可(kě)以在任意管道上安裝，但是電磁流量計測量電極的(de)軸線必須保持水(shuǐ)平方向，且與管道中心線互相垂直。電磁流量計的(de)傳感器一定要安裝在不産生氣體的(de)管道上，同時(shí)液體必須充滿管道。用(yòng)于易粘附、沉積、結垢等介質時(shí)，流速要求應不低于2m/s，最好提高(gāo)到3-4m/s或以上，起到自清洗、防止粘附沉積等作用(yòng)。用(yòng)于礦漿等磨蝕性強的(de)流體，流速應低于2～3m/s，以降低襯裏和(hé)電極的(de)磨損。襯裏、電極和(hé)接地環材料的(de)選擇也(yě)很關鍵，受襯裏材料和(hé)電極絕緣材料的(de)溫度限制，不能測量較高(gāo)溫度的(de)液體。
　　4.電磁流量計的(de)安裝
　　傳感器可(kě)安裝在任何位置，垂直水(shuǐ)平也(yě)可(kě)傾斜，但安裝應保證測量管内任何時(shí)候都能充滿介質，不得(de)有不滿管現象或者有大(dà)量氣泡能過傳感器(圖3)傳感器水(shuǐ)平安裝時(shí)電極中心軸線盡量水(shuǐ)平(圖4)。
　　對(duì)于液固兩相介質，最好是垂直安裝(圖5)。
　　傳感器應遠(yuǎn)離大(dà)功率變頻(pín)器或強磁場(chǎng)源。外磁場(chǎng)強度<400mA(圖6)。
　　保證直管段長(cháng)度(圖7)。
　　工藝管道密封橡膠墊接地法蘭應同心，不得(de)相互錯位，避免産生漩渦流，影(yǐng)響流量信号(圖8)。
　　在傳感器臨近管道進行焊接或火焰切割時(shí)，要有隔離措施防止襯裏受熱(rè)。
　　其他(tā)需要注意的(de)安裝事項：
　　a.盡可(kě)能避免測量管内變成負壓；
　　b.選擇震動小的(de)場(chǎng)所，特别對(duì)一體型儀表；
　　c.避免附近有大(dà)電機、大(dà)變壓器等，以免引起電磁場(chǎng)幹擾；
　　d.易于實現傳感器單獨接地的(de)場(chǎng)所；
　　e.盡可(kě)能避開周圍環境有高(gāo)濃度腐蝕性氣體；
　　f.盡可(kě)能避免受陽光(guāng)直照(zhào)
　　5.電磁流量計實際應用(yòng)故障的(de)分(fēn)析
　　5.1 故障現象
　　在某次調度值班中，發現在合成車間一個(gè)重要裝置内的(de)一個(gè)電磁流量計的(de)流量數值有時(shí)會出現大(dà)幅度跳動，特别是在開車的(de)時(shí)候，從趨勢圖上看出流量波動很大(dà)，趨勢圖雜(zá)亂，已經無法正确辨讀現場(chǎng)實際流量值。
　　5.2 故障分(fēn)析
　　安排技術人(rén)員(yuán)進行故障排查。首先排除調度集控室到現場(chǎng)流量計之間的(de)網絡波動及時(shí)鐘(zhōng)不同步問題，又對(duì)現場(chǎng)儀表安裝、電極、接地反複檢查，均無問題，一直查不出原因。一個(gè)偶然的(de)機會，在混合罐内的(de)攪拌器停運後發現流量數值穩定了(le)，繼續檢查發現，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(de)浪波改變了(le)管道出口的(de)阻力。流量計出口到容器壁的(de)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，使流量值産生跳動。之前安裝位置原理(lǐ)參見圖9。
　　電磁流量計安裝在位置A，其前後直管段長(cháng)度及接地均符合要求，但因混合罐内的(de)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(yǐng)響管道出口壓力，從而使電磁流量計流速出現較大(dà)波動。
　　5.3 更改方案
　　經過技術人(rén)員(yuán)分(fēn)析得(de)出故障原因後，還(hái)是從安裝位置考慮，更換電磁流量計安裝位置。經過設計，将流量計從位置A移動到位置B，既符合流量計安裝要求，又避免了(le)混合罐中攪拌器的(de)影(yǐng)響，徹底解決了(le)此次流量計流量值跳動故障。改動後安裝位置原理(lǐ)參見圖10。
　　5.4 其他(tā)故障
　　在實際應用(yòng)中，還(hái)會遇到各種各樣電磁流量計的(de)故障現象，如：指示與實際流量結果不一緻、零點不穩定、無指示、液晶數字顯示連續降數等等現象。處理(lǐ)和(hé)預防方法除了(le)保證電磁流量計的(de)安裝要符合要求，使用(yòng)過程中要愛(ài)惜維護，遇到故障時(shí)首先分(fēn)析影(yǐng)響及幹擾因素。當遇到非安裝因素造成的(de)故障，可(kě)按一下(xià)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範圍上限值流量下(xià)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(de)編号和(hé)儀表系數與傳感器是否正确；
　　d.檢查量程設定是否正确；
　　e.檢查流量計輸出連接是否正确及接地是否良好；
　　f.按轉換器部分(fēn)規定内容檢查。
　　6.結束語
　　電磁流量計作爲工業流量測量儀表的(de)一種，對(duì)工業自動化(huà)的(de)發展起著(zhe)重要的(de)作用(yòng)。爲了(le)更好的(de)發揮自動化(huà)儀表對(duì)工業自動化(huà)的(de)支持和(hé)推動作用(yòng)，自動化(huà)儀表專業人(rén)員(yuán)在具備一定的(de)專業知識的(de)前提下(xià)，有必要在運用(yòng)方面和(hé)維護方面掌握一定的(de)技巧和(hé)注意事項，隻有如此，才能滿足企業需求，才能更好的(de)爲企業發展。