电磁流量计在化工中的应用

张进美 王 旭

(河南煤业化工集团中原大化仪表公司,河南濮阳 457004)

0 引 言

电磁流量计由于具有压力损失小,耗能少,且测量范围宽等特点,所以,在自动化程度越来越高的化工生产中,电磁流量计逐步被广泛的应用。河南煤业化工集团中原大化公司在煤化工气化装置中采用了多台横河的ADMAG AE电磁流量计,下面具体介绍一下我在仪表的日常维护中遇到的故障及解决方法。

1 电磁流量计工作原理和特点

1.1 工作原理

电磁流量计由变送器和转换器两部分组成,两者之间用连接线(包括励磁线、信号线)相互连接。

变送器是基于电磁感应定律工作的,如图1所示。

被测介质垂直于磁力线方向流动,因而在与介质流动和磁力线方向都垂直的方向上产生一感应电动势E。

图1 电磁流量计原理示意图

式中 B——磁感应强度,T(特斯拉);

d——两电极间距离(管径),cm;

v——被测介质的平均流速,cm/s。

被测介质的体积流量Q与d和v有关

由上式得

当磁场强度B、两电极间距离d一定时,则 E=kQ

转换器是一个高输入阻抗,且能抑制各种干扰成分的交流毫伏传感器。

1.2 ADMAG AE电磁流量计的特点

(1)测量管是一段光滑的直管,无活动及阻流部件,基本上无压力损失,对于大口径管道来说,节能效果显著。

(2)采用开关稳压电源系统。这种电路系统控制了二级电压,因此电源电压的变化不影响转换器正常工作。

(3)ADMAG AE采用双频励磁,具有快速响应和消除输出噪声功能,有PFA、聚氨脂和陶瓷等衬里可供选择,因此,可测量各种腐蚀性介质流量。

(4)转换器备有多种功能,如:以工程单位设定量程,多量程,累积,脉冲输出,各种报警检测,以及励磁和信号处理。

(5)量程比宽,为1320(孔板为1∶3,涡轮为1∶5)。

2 应用中遇到的故障及故障分析

我公司气化装置中使用了多台电磁流量计,在2008年,气化装置试车运行期间遇到的故障如下:

2.1 流量信号突然下降或无指示

工艺操作人员反映,从循环灰水冷却器 E-1401B出来的灰水流量表14FT0002流量值突然下降,依照我们仪表人员的多年仪表维护经验,我们判断出现此种情况的主要原因是电极间的绝缘变坏或被短路,造成信号送不出去。我们仪表人员经过仔细认真的检查,发现信号插座被腐蚀,于是,我们用清水清理并烘干,回装后正常。当然,除了以上原因,还有可能是测量导管内壁有污垢沉积,测量导管衬里被破坏,具体原因具体处理。

2.2 输出信号晃动

仪表人员巡检时发现,14FT0003流量计输出信号晃动厉害,于是,我们仪表人员和工艺操作人员及时取得联系,并确认被测流体无波动或者脉动,并且管道内为满管液体的情况下,经仪表人员仔细检查,电磁流量计本身无故障,发现不远处有一设备检修人员正在焊接一接头,于是,我们仪表人员判定为电焊机工作时产生电磁干扰所致,远离电磁干扰后该流量计指示正常。

2.3 零点不稳定

工艺停车时,操作人员反映,进入C-1701的浓灰浆流量表17FT0003的零点不稳定,仪表维护人员检查发现该表所测量的管道内有污垢沉积,附着在测量管内壁,从而导致该流量计的零点变动,我们去除电极上和电极附近的赃物,污垢后,发现零点还是有些变动,我们用BT200重新校零后,该表显示正常。当然,出现零点不稳定的原因除了以上所分析的还可能是以下四种原因:

(1)所测管道未充满液体或者液体中有气泡。(2)管道是否存在泄漏。

(3)是否有外界电磁干扰的影响。(4)信号回路绝缘是否被破坏。

2.4 测量值与实际值不符

在工艺生产中,工艺人员反映14FT0001的测量值与实际值不符,在工艺人员的配合下,保证所测管道内液体已充满传感器并静止的情况下,我们仪表人员用BT200重新调校该表的零点后,测量值和实际值还有误差,经过仔细检查发现转换器的量程设定错误,重新设定符合该表的正确量程后指示正常,产生不符的原因还可能有下面几个方面:

a.传感器安装位置不妥,未满管或者被测液体中含有气泡,这类故障主要是管网工程设计不良,还有相关设备不完善导致。

b.信号电缆的绝缘能力下降。首先现场和主控室联校确认电缆线的连接是否正确,再检查接线端子处或者电缆的接头处是否受潮,导致电缆绝缘能力下降。

c.传感器上游流动状况不符合要求。传感器上游流动状况常受安装空间限制,不符合规定要求,比如接近产生扰流的阻流件却没有足够长的直管段,这些都会引入影响测量准确度因素,测量管内壁存在淤积层或管壁被磨损,从而改变流通面积,影响测量值。

d.传感器极间电阻变化或者电极绝缘下降。此故障往往是接线端雨水侵入从而使之受潮所致。排除潮气即可恢复绝缘。

3 使用电磁流量计应注意的事项

1)被测介质温度不能太高,一般不超过120℃,压力一段不超过1.6MPa,流速不得低于0.3m/s;

2)被测介质必须是导电性液体,最低电导率> 20s/cm,被测介质中不能含有较多的铁磁性物质及气泡,不能用于气体、蒸汽、石油制品等非导电性流体。

4 结 语

由于电磁流量计的测量点比较分散,运行环境比较复杂,因此,在流量计的维护中要求仪表人员不仅要掌握好其测量原理,还要能对常见故障进行及时的处理,以上是我在工作中的一点经验总结,希望能给读者们有所提示,有所帮助。

[1] 施引萱.仪表维修工试题集.北京:化学工业出版社,2001.

[2] 王森.仪表工试题集.北京:化学工业出版社,2002.