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  行业资讯
电磁流量计有许多优点若选型安装使用不当将会引起误差
2012-3-24 8:35:15

电磁流量计的故障类型 
 
 对于需要进行测量、但在测量上有些问题的具有代表性的高温流体,我们列举以下三种。(涡街流量计,一体化孔板流量计)作为导热媒质或能源的高温气体、高温蒸汽,高速增殖反应堆用的、强导热煤质——液态金属钠等;钢铁工业中的铁水、钢水。就是这三种流体,出于精度和使用材料的不同,在测流量时要求的要点也分别不同,叙述一般的共同点是困难的。因此,此章中仅以高温气体、高温蒸气所使用的节流流量计的实用问题和以测量液态金属的电磁流量计为中心来叙述高温流体的流量测量。对于铁水、钢水还有两种测流量的方法:一种是应用高频集肤效应的流槽截面积测量的方式;另一种是电磁流量计的方式。这两种方式都可用于连续炼钢设备。为了能进行直接的、非接触形式的测量,也进行了多方面的研究和探讨,但是,实际上一般是通过把流量换算为液柱高或重量进行批量处理。因此,此章中不加叙述。另外,在测量液体金属钠的流量时,试验了在配管外安装检测器的超声波方式,不久将能实用化, 此处同样不加叙述。用节流机构测量高温流体的流量各种装置中的应用例子使用高温流体的部门以电力、钢铁、化学工业为主,范围非常广,它们要处理多种类型的流体。  

          在进行液体、水蒸气、气体等流量的测量时,人们从不同原理结构的多种类型的流量计中,首先研究了节流机构的差压流量计是否适用,而实际上应用也最多。这是因为它结构简单,而且有丰富的数据和实际使用经验。结果,节流装置作为过程检测仪表,其可信度比任何其他仪表都受人重视。企业用发电和各厂用的发电装置以高效率化和大容量化为目标,将锅炉的蒸气温度和压力提高到临界温度和压力。这种蒸气为高温、高压的过热蒸气,其温度达568℃,压力达240公斤力/厘米2。从锅炉流向汽轮机的高压蒸气的流量一般用喷嘴等节流装置来测量。在炼钢、炼铁中,将燃烧空气的温度提高再吹入高炉、转炉、烧结炉等炉内。这些燃烧空气的流量可用文丘利管等节流装置测量。另外,从这些炉中排出的气体也属于高温范围,可采用文丘利管测量该流量。由于排出的气体为高温气体,它具有腐蚀性且含有灰尘,在选用材料时,要考虑这些特点和使用条件,选用合乎使用目的的、耐腐蚀性的材料。在化学、石油化学工业中,例如:制氢装置、利用水蒸气改质法的改质炉,其反应管内的温度也加800-900℃左右。石油精制的接触改质装置.温度为420~580℃,压力为15—50公斤力/厘米2。这些装置中的炉内温度虽是高温,但因是测量和控制进入炉内之前的流量,所以.不用测量那么高温的流体。以上只不过是举出了几例。要测量的高温流体还很多,不胜枚举。考虑用节流装置测高温流体的流量时,与选择阀类材料一样,在重视温度的同时尤其要重视压力。选择了适当的材料,就可以测量高温范围的流量。但从材料强度上来看,拉伸强度、屈服点都随温度的上升而下降,大约达到400℃以上时,就出现蠕变现象,因此,可将此温度看作是节流装置中的最高温度。


目前,对于工业测量仪器来说,不同的种类,都自己规定了各自相应的高温范围。例如:温度计以1500~2000℃的范围为高温范围,对于调节阀、开关阀等阀类,谈到高温时,系指400~500℃以上的温度。流量计也按原理结构方式的不同而规定不同的高温范围。现在实用的工业温度上限对节流机构的差压流量计是540℃左右,容积式流量计是200℃左右,面积式流量计是400℃左右。


电磁流量计有许多优点,但若选型、安装、使用不当,将会引起误差增大,示值不稳定,甚至表体损坏。

        (1)管内液体未充满由于背压不足或流量传感器安装位置不良,致使其测量管内液体未能充满,故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现。若少量气体在水管管道中呈分层流或波状流,故障现象表现为误差增加,即流量测量值与实际值不符;若流动是气泡流或塞状流,故障现象除测量值与实际值不符外,还会因气相瞬间遮盖电极表面而出现输出晃动;若水平管道分层流动中流通截面积气相部分增大,即液体未满管程度增大,也会出现输出晃动,若液体未满管情况较严重,以致液面在电极以下,则会出现输出超满度现象。  

      实例1某造船厂有一台SKLD系列DN80mm电磁流量计测量水流量,运行人员反映关闭阀门后流量为零时,输出反而达到满度值。现场检查发现传感器下游仅有一段短管,水直接排入大气,截止阀却装在传感器上游,阀门关闭后传感器测量管内水全部排空。将阀门改装到位置2,故障便迎刃而解。这类故障原因在制造厂售后服务事例中是经常碰到的,当属工程设计之误。  

     (2)液体中含有固相液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体,可能产生的故障有;①浆液噪声;②电极表面玷污;③导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里;④衬里被磨损或被沉积物覆盖,流通截面积缩小。    实例2导电沉积层短路效应。电磁流量传感器测量管绝缘衬里若沉积导电物质,流量信号将被短路而使仪表失效。由于导电物质是逐渐沉积,本类故障通常不会出现在调试期,而要运行一段时期后才显露出来。    某柴油机厂工具车间电解切削工艺试验装置上,用SKLD系列DN80mm仪表测量和控制饱和食盐电解液流量以获取最佳切削效率。起初该仪表运行正常,间断使用2个月后,感到流量显示值越来越小,直到流量信号接近为零。现场检查,发现绝缘层表面沉积一层黄锈,擦拭清洁后仪表运行正常。黄锈层是电解液中大量氧化铁沉积所致。    本实例属运行期故障,虽非多见故障,然而若黑色金属管道锈蚀严重,沉积锈层,也会有此短路效应。凡是开始运行正常,随着时间推移,流量显示越来越小,就应分析有此类故障的可能性。  

      (3)有可能结晶的液体,电磁流量计应慎用有些易结晶化工物料在温度正常的情况下能正常测量,由于输送流体的导管都有良好的伴热保温,在保温工作时不会结晶,但是电磁流量传感器的测量管难以实施伴热保温,因此,流体流过测量管时易因降温而引起内壁结上一层固体。由于改用其他原理的流量计测量也同样存在结晶问题,所以在无其他更好方法的情况下,可选用测量管长度非常短的一种“环形”(oring)电磁流量传感器,并将流量计的上游管道伴热保温予以强化。在管道连接方法上,考虑流量传感器拆装方便,在一旦结晶时能方便地拆下维护。    实例3因液体结晶引起电磁流量计无法正常工作的例子并不少见。例如,湖南某冶炼厂安装一批电磁流量计测量溶液流量,因电磁流量传感器的测量管难以实施伴热保温,数星期后内壁和电极上就结了一层结晶物,导致信号源内阻变得很大,仪表示值失常。因这批电磁流量计口径较大,频繁拆洗不堪忍受,所以最后还是改用明渠流量计。  

      (4)电极和接地环材质选择不当引发的问题因材质与被测介质不匹配而引发故障的电磁流量计与介质接触的零部件有电极与接地环,匹配失当除耐腐蚀问题外,只要是电极表面效应。表面效应应有:①化学反应(表面形成鈍话膜等);②电化学和极化现象(产生电势);③触媒作用(电极表面生成气雾等)。接地环也有这些效应,但影响程度要小一些。    实例4上海某化工(冶炼)厂用20余台哈氏合金B电极电磁流量计测量浓度较高的盐酸溶液,出现输出信号不稳的晃动现象。现场检查确认仪表正常,也排除了会产生输出晃动的其他干扰原因。但是在多处其他用户用哈氏合金B电极仪表测量盐酸时运行良好。在分析故障原因是否由盐酸浓度差别上引起时,应当时尚无盐酸浓度对电极表面效应影响方面的经验,尚不能作出判断。为此仪表制造厂和使用单位一起利用化工厂现场条件,做改变盐酸浓度的实流试验。盐酸浓度逐渐增加,低浓度时仪表输出稳定,当浓度增加到15%~20%时,仪表输出开始晃动起来。浓度到25%时,输出晃动量高达20%。改用钽电极电磁流量计后运行正常。  

        (5)液体电导率超过允许范围引发的问题液体导电率若接近下限值也有可能出现晃动现象。因为制造厂仪表规范(specification)规定的下限值是在各种使用条件较好状态下可测出的最低值,而实际条件不可能都很理想,于是就多次遇到低度蒸馏水或去离子水,其导电率接近电磁流量计规范规定的下限值5,使用时却出现输出晃动。通常认为能稳定测量的导电率下限值要高1~2个数量级。    液体电导率可查阅有关手册,缺少现成数据则可取样用电导率仪测定。但有时候也有从管线上取样去实验室测定认为可用,而实际电磁流量计不能工作的情况。这是由于测电导率时的液体与管线内液体已有差别,譬如液体已吸收了大气中的CO2或NO,生成碳酸或硝酸,电导率增大。    对于含有颗粒或纤维液体产生的噪声浆液,采取提高激励频率的方法能有效地改善输出晃动。表9.4所示是频率可调的SKLD型DN300电磁流量计,测量浓度3.5%瓦楞纸板浆液,在现场以不同激励频率测量所显示瞬时流量晃动量。当频率较低,为50/32Hz时,晃动高达10.7%;频率提高到50/2Hz,晃动降低至1.9%,效果十分明显。