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因安裝(zhuāng)問題(tí)和現場情況導致的脂肪酸流量計故障的分析

點擊次(cì)數:1947 發布時間:2019-11-29 02:42:44
摘要:本文主(zhǔ)要講述了脂肪酸流量計故障類(lèi)型,以及在丙烯酸裝置中因為安裝問題和現場情況導致的脂肪酸流量計故障的分(fèn)析,從而幫助用戶(hù)對脂肪酸流量計安裝的有關問題能有更加深刻的認識。
1、脂肪(fáng)酸流量計原理與結構
1.1概述
脂肪(fáng)酸流量計(以下簡稱EMF)是(shì)利用法拉*電磁感應定律製成的一種測量導電液體體積流量的儀表。50年代初EMF實現了(le)工業化應用,近年來**範圍EMF產量約占工業流量儀表台數的5%~6.5%。70年代以來出現鍵控(kòng)低頻(pín)矩形波激磁方式,逐漸替代早期應用(yòng)的工頻交流激磁方式,儀表性能有了很大(dà)提高,得到更為廣泛的應用。
1.2原(yuán)理與機構
EMF的基本原理是法拉*電磁感應定律,即(jí)導體在磁場中切割磁力線運動時在其(qí)兩端(duān)產生感應電動勢。導電性液體在垂直於(yú)磁場的非磁性測量管內流動,與流動方向垂直的方向上產生與流量(liàng)成比例的感應電勢,電動勢的方向按“弗來明右手規則”,其值如下式:E=kBDV
式中:E---感應(yīng)電(diàn)動勢,即流量信號,V;
k---係數;
B---磁感應強度,T;
D---測量管內徑,m;
V---平均流速,m/s。
設液體的體(tǐ)積流量為,則式中:k---儀表常(cháng)數,k=4KB/πD。EMF由流量傳感器和轉換器兩大部分組(zǔ)成。傳感器典型結(jié)構,測量管上下裝有激磁線圈,通激磁(cí)電流後產生磁場(chǎng)穿過(guò)測量管,一對電(diàn)*裝在測量管內壁與液體相接觸,引出感應電勢,送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由(yóu)轉換器(qì)提供。
2、脂肪酸流(liú)量計故障類型
電磁流量汁運行中產(chǎn)生(shēng)故障的(de)*一(yī)類為儀表本身故障,即儀表結構件或(huò)元器件損壞引起的故障(zhàng);*二類為外界原因引起的故障(zhàng),如安裝不妥流動畸變(biàn),沉(chén)積和結垢等。本文重點討論的是應用方麵(miàn)和上述(shù)*二類(lèi)外界原因的(de)故障。按照(zhào)故障發生時期分類,可分為:①調試期故障;②運行期故障。調試期故障出現在新裝用後調試初期,主要原因是儀表選用或設定(dìng)不當,安裝不妥等。運行期故障足在運行一段時期後出現,主要原因有流體中雜質附著電(diàn)*襯裏,環境條件變化出(chū)現新幹擾源等。按故障外界源頭分析來(lái)自(zì)3個方麵:①管道係統和安裝等(děng)方麵引起(qǐ)的;②環境方麵引起的;③流體方麵引起的。來源①主要在調試(shì)期表現出來;來源②和③則在調試期和運(yùn)行期均(jun1)會出現。
2.1調試(shì)期故障
本類故障在脂肪酸流(liú)量計初始裝用調試時就出現,但一經改進排(pái)除故障,以後在相同條(tiáo)件下一般就不會再(zài)度出現。常見調試期故障主要有安裝不妥、環境幹擾、流體特(tè)性影(yǐng)響3方(fāng)麵原因。
2.1.1管道係統(tǒng)和安裝等方麵(miàn)
通常是電磁流(liú)量傳感器(qì)安裝位置不(bú)正確引起的故障,常見的例(lì)如將(jiāng)流量傳感器安裝在易積聚瀦留氣體的(de)管網高點;流量(liàng)傳感器後無背壓,液體逕直排人大氣,形成其(qí)測(cè)量管內非滿管;裝在自上向下流的垂直管道上,可能出現排(pái)空等。
2.1.2環(huán)境方麵
主要是管道(dào)雜散電流幹擾,空間電磁波幹擾,大電機磁場幹(gàn)擾等。管道雜散電(diàn)流幹擾通常采取(qǔ)良好單(dān)獨接地保護可獲得滿意測量,但如遇管道有強雜散電流亦不一定能克服,須采取流量傳感器與管道緣絕的措施。空間電磁(cí)波幹擾一般經信號電纜引入,通常采用單層或多層屏蔽予以保護,但也曾遇到屏蔽(bì)保護還不能克(kè)服。
2.1.3流體方麵
液體含(hán)有均勻分布細小(xiǎo)氣泡通常(cháng)不影(yǐng)響正常測量,唯(wéi)所測得體積流量是液體和氣體兩者之和;氣泡增大會使輸出信號波動,若(ruò)氣泡(pào)大到流過電*遮蓋整個電*表麵,使電*信號回路(lù)瞬時斷開,輸出信號將產生更大波動。低頻(50/16Hz~50/6Hz)矩(jǔ)形波激磁脂肪(fáng)酸流量計測量液體中含有固體超過一定含量時將產生(shēng)漿液噪聲,輸出信號亦會有一定程度(dù)波動。兩種或兩種以上液(yè)體作管道混合工藝時,若兩種液體電導率(或各自與電*間電位)有差異,在混合未均勻(yún)前即進入流量傳感器進行流量測量,輸出信號亦(yì)會產(chǎn)生波動。電*材質與被測介質選配不善,產(chǎn)生鈍化或氧化等化學作用,電*表麵(miàn)形成絕緣膜,以及電化學和*化現象等,均會妨礙正常測量(liàng)。
2.2運行期故障
經初期調試並正常運行一段時期後在運行期間出現的故障,常見故障原因有:流(liú)量傳感器(qì)內壁附著層,雷電擊,環境條件變化。
2.2.1內壁附著層
由於脂肪酸流量計測量含有懸浮固相或汙髒體的機會遠比其他流量儀表多,出現內壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導率與液體電導率(lǜ)相近,儀表(biǎo)還能正常輸出信號(hào),隻是改變(biàn)流通麵積,形成測量誤差的隱性故障;若是高電導率附著層(céng),電*間電動(dòng)勢將被短路;若是絕緣性附著層(céng),電*表麵被絕緣而斷開測量電路。後兩種現象均會使儀表無法工作。
2.2.2雷電(diàn)擊(jī)
雷電擊在線路中感應瞬時高電壓和浪湧電流(liú),進入(rù)儀表就(jiù)會損壞儀表。雷電擊損(sǔn)儀表有3條引入途徑:電源線,傳感(gǎn)器勺轉換(huàn)器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件(jiàn)的分析,引(yǐn)起故障的感應高電壓和浪(làng)湧電(diàn)流大部分足(zú)從控製(zhì)室電源線(xiàn)路引入(rù)的,其他兩條途徑較少。還從發生雷擊事故現場了(le)解到,不(bú)僅脂肪酸流量計出現故障,控製室中其(qí)他儀表電常常同(tóng)時出現雷(léi)擊事故。因此使用單位要認識設置控製室儀表電源線防雷(léi)設施的重要性。
2.2.3環境條件變化
主要原因同上節調試期故(gù)障環境方麵,隻是幹擾源不在調試期出現而在運行期間再介入的。例如一台接地(dì)保護並不理想的脂肪酸流量計,調試期因無廠擾源,儀表運行正常,然而在(zài)運(yùn)行期出現新幹擾源(例如測(cè)量點附近管道或較遠處實施管(guǎn)道電焊)幹擾儀表正常運行(háng),出現輸出信號大幅度(dù)波動。
3、丙烯酸裝(zhuāng)置中(zhōng)脂肪酸流量計簡介及故障分析
3.1脂肪酸流(liú)量計簡介
丙烯酸裝置中采用的一種脂肪酸(suān)流量計,其為脂肪酸流量計是(shì)基於數十年現場經驗實踐研發的產(chǎn)品,不僅耐用,而且易於操作。可更換電*和電*粘汙度診斷功能(néng)的結合大大提高了係統可維(wéi)護性。LDE采用能消除流體噪音的“雙頻勵(lì)磁法”和為惡劣環境下使用新增的(de)可選“增(zēng)強型雙頻(pín)勵磁法”,確保(bǎo)係統穩(wěn)定性和快速響應。
3.2脂肪酸流量計的安裝問題
3.2.1直管段(duàn)長度問題
為獲得正常測量精確度,電(diàn)磁流量傳感器上遊要有一定長度直(zhí)管段(duàn),但其長度(dù)與(yǔ)大部分其他流量儀表相比要求較(jiào)低。90°彎頭、T形管、全開(kāi)閘閥(fá)後通(tōng)常認為隻要離電*中心線(xiàn)(不是傳感器進口端連接麵)5倍直徑(5D)長度的直管段,不同開度的閥則需10D;下遊直管段為2~3D或無要求;但要防止蝶閥閥片伸入到傳(chuán)感(gǎn)器測量管內。各標準或檢(jiǎn)定規程所提出上下遊直管段長度亦不一致,這是由於為保(bǎo)證達到當前0.5級精度儀表的要求。
3.2.2安裝位置和流動方向問(wèn)題
傳感器安裝方向水(shuǐ)平、垂直或傾斜均可,不受限製。但測(cè)量固液兩相流體*好垂直安裝,自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯裏下半部局部磨損嚴重,低流速時固相沉澱等缺點。水平安裝時要使電*軸線平行於地平線(xiàn),不要處於垂直於地平線,因為處於地步(bù)的電*易被沉積物覆蓋,頂部電*易被液(yè)體(tǐ)中偶存(cún)氣泡擦(cā)過(guò)遮住電*表麵,使輸出信(xìn)號(hào)波動。
3.3強流束(shù)的幹擾
丙烯酸裝置中,有一台比較重要的脂肪酸流量計,其安裝位(wèi)置如圖1所示。脂肪酸流量計安裝(zhuāng)在彎(wān)曲管道的底部位置,前後直管段長度均符合要求。但(dàn)裝置投運後,很長時間工作不正(zhèng)常。從DCS趨勢圖上看出流量波動很大,趨(qū)勢圖雜亂,而經(jīng)反複檢查,儀表安裝,電*及接地均無(wú)問題。後又檢查工藝(yì)上(shàng)遊工業管道安(ān)裝的情況,主管道的流束由三股流束F1,F2,F3組成,其中F3來自一個高位(wèi)槽,和脂肪酸流量(liàng)計安裝位置標(biāo)高差了(le)約20m。而D段管(guǎn)道長約1m,H段管道長約1.5m。F3流束從高位槽下來後,由於其(qí)巨大的位(wèi)能轉還成動能,使得F3未能和F1,F2混合好而直接穿(chuān)過脂肪酸流(liú)量計,也即有2種不同流束的流體穿過脂肪酸流量計(jì)。這股流束形成了對主流體的幹擾,使脂肪酸流量計指示紊亂波(bō)動。找(zhǎo)到原因後,將脂肪酸流量計從A位置移到B位置,B位置距原(yuán)管道彎曲部分約2m。改進安裝位置後,這一難題終於(yú)得到解決。
3.4容器內部局部阻力變化對流量的幹擾(rǎo)
丙烯酸裝置內有一(yī)台脂肪酸流量計(jì),其原安裝位置如(rú)圖2所示。脂肪酸流量計其前後直管段(duàn)長度及接地均符合要求,但是開車後流量示值一直跳動,且查不出來原因。一個偶然的機會,母液罐的攪拌器停止運行後卻發現脂肪酸流量計示值穩定了。經檢查發現,此攪拌器示側壁安裝,且位置距脂(zhī)肪酸流量計管(guǎn)線出口翻起的波浪改(gǎi)變了管道出口的阻力。脂肪酸流量計(jì)出口到容器(qì)壁的距離D1約1.5m,由於距離太短,攪拌波浪使管道出口的壓力波動(dòng),從而使脂肪酸流量計出(chū)口流速不(bú)穩,使脂肪酸流量計示值產生跳動。後將(jiāng)脂肪(fáng)酸流量計從A位置移到B位(wèi)置,距原安裝約(yuē)10m,脂肪酸流量計才得以正常運行。
4、總結
丙烯酸裝置中,在脂肪酸流量計現實安裝中遇(yù)到了很多問題,經過筆者不斷地學習和對有經驗師傅的請教,從而對脂肪酸流量計安裝的有關問題有了較為深刻認(rèn)識。

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