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因安(ān)裝問(wèn)題和現場情況導致的智能液體流量(liàng)計故障的分析

點(diǎn)擊次數:2155 發布時間(jiān):2021-01-02 05:57:55
摘要:本文主要講述了智能液體(tǐ)流量計故(gù)障類型,以及在丙烯酸裝置中因為安裝問題和現場情況導致的智(zhì)能液體(tǐ)流量計故障的分(fèn)析,從而幫助用戶對智能液體流量計安裝的(de)有關問題能有更加深刻的認識。
1、智能液體流量計原理與結構(gòu)
1.1概述
智能液體流(liú)量計(jì)(以下(xià)簡稱EMF)是利(lì)用法拉*電磁感(gǎn)應(yīng)定律製成的一種測量導(dǎo)電液體(tǐ)體積流量的儀(yí)表。50年代(dài)初EMF實現了工業化(huà)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)低頻矩形波激磁方式,逐漸替代早期應(yīng)用的工頻交流激磁方(fāng)式,儀表性能有了很大提高,得到更為廣泛的(de)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,即導體在磁場(chǎng)中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電(diàn)動勢。導(dǎo)電性液體在垂直於磁場的非磁性測(cè)量管內流動,與流動方向垂直(zhí)的(de)方向上(shàng)產生與流(liú)量成比例的感應電勢,電動(dòng)勢的方向按“弗來明右手規(guī)則”,其值(zhí)如下式:E=kBDV
式中:E---感應電動勢,即流(liú)量信號,V;
k---係數(shù);
B---磁感應強(qiáng)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,則式中:k---儀表常數,k=4KB/πD。EMF由流量傳感(gǎn)器和轉換器兩大部分組成。傳感器典型結構,測量(liàng)管上下裝有激磁線圈,通激磁電流後產生磁場穿過測量管,一對電*裝在測量管內壁與液(yè)體相接觸,引(yǐn)出感應電勢,送到轉換器(qì)。激磁電流則由轉換器提供(gòng)。
2、智能液體(tǐ)流量計故障(zhàng)類型
電磁流量汁運(yùn)行中產生故障的*一類為儀表本身故障,即儀表結構件或元器件損(sǔn)壞引起(qǐ)的(de)故障;*二類為外界原因引起的故障,如安(ān)裝不(bú)妥流動畸變,沉積和結(jié)垢等。本文重點討論的是應用方麵和上(shàng)述*二類外界原因的(de)故障。按照故障發生時期分(fèn)類,可分(fèn)為:①調試期故障(zhàng);②運行期故障。調試期故障出現在(zài)新裝用後調試初期,主要(yào)原因是(shì)儀表選用或設定不(bú)當(dāng),安裝不妥等。運行期故障足在運行(háng)一段時期後出現,主要原因有(yǒu)流體中雜質附著電*襯裏(lǐ),環境條件(jiàn)變化出現新幹擾源等。按故(gù)障外界源頭分析來自3個方麵:①管道係統和安裝等方麵引起的;②環境方麵引起的;③流體方麵引起的。來源①主要在調試期表現出(chū)來;來源②和③則在調試期和運行期均會出現。
2.1調試期故障
本類故障在智能液體流量計初(chū)始裝用調(diào)試時就出現,但一經(jīng)改進排除(chú)故障,以後在相同條件下一般就不會再(zài)度出現。常見調試期(qī)故障(zhàng)主要有安(ān)裝不(bú)妥、環(huán)境幹擾、流體特性影響3方麵原因。
2.1.1管道係統和安裝(zhuāng)等方麵
通常是電磁流量傳感器(qì)安裝位置不正確引起的故障,常見的例如將(jiāng)流量傳感器安裝在易(yì)積聚瀦留氣體的(de)管網高點;流(liú)量傳感器(qì)後無背壓(yā),液體逕直排(pái)人大氣,形成其測量管內非滿管;裝在自上向下流(liú)的垂直管道(dào)上,可能(néng)出現排空等。
2.1.2環境方麵
主要(yào)是管道(dào)雜散電流幹擾,空間電磁波幹擾,大電機磁場幹擾(rǎo)等。管道雜散電流幹擾(rǎo)通常采取良好單獨接(jiē)地保護可獲得滿意測(cè)量(liàng),但如遇(yù)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(dào)緣絕的措施。空間電磁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,但也曾遇到屏蔽保護還不(bú)能克服。
2.1.3流體方麵
液(yè)體含有均(jun1)勻分布細小氣泡通常(cháng)不影響正(zhèng)常(cháng)測量,唯(wéi)所(suǒ)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,若氣泡大到流(liú)過電*遮蓋整個電*表麵(miàn),使電*信號回路瞬時斷開,輸出信號將產生更大波動。低頻(50/16Hz~50/6Hz)矩形波激磁智能液體流量計測量液體中含有固體超過一定含量時將(jiāng)產生漿液噪聲,輸出(chū)信(xìn)號亦會有一定(dìng)程(chéng)度波動。兩種或兩種以(yǐ)上液體作管(guǎn)道混合工藝時,若(ruò)兩種液體電導率(或各自與電(diàn)*間電位)有差異,在(zài)混合未均勻前即進入流量傳感器進行流量測量,輸出信號亦會產生波動。電*材質與被測介質選配不善,產生鈍化或氧化(huà)等化學作用,電*表麵形成(chéng)絕緣膜,以及電化學和*化現象等,均會妨礙正常測量。
2.2運行(háng)期故障
經初期調試並正(zhèng)常運行一(yī)段時期後(hòu)在運行期間出現的故障,常見故障原因有:流(liú)量傳感器內壁附著層,雷電擊,環(huán)境條件變化(huà)。
2.2.1內壁附著層
由於智能液(yè)體流量計測量含有懸浮固相或汙髒體的機會遠比其(qí)他流量儀表多,出現內壁附著層產生的故障概(gài)率也就相(xiàng)對較高。若附著層電導率與液體電導率相近,儀表還能正常輸出信號,隻是改變流通麵積,形(xíng)成測量誤差的隱性故障;若是高電導率附著(zhe)層,電(diàn)*間電動勢將被短路;若(ruò)是絕緣性附著(zhe)層,電*表麵被(bèi)絕緣而斷開測(cè)量電路。後兩種(zhǒng)現象均會使儀(yí)表無法工(gōng)作。
2.2.2雷電擊
雷電擊在線路中感應瞬時高電壓和浪湧電流,進入儀表就會損壞儀表。雷電擊(jī)損儀表有3條引入途徑:電源線(xiàn),傳感器勺轉換器間的流量信號(hào)線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析,引起故障的感應(yīng)高電壓和浪湧電流大部分足從控製室電源線路引入的,其他兩條途(tú)徑較少。還從發生雷擊事故現場了解到,不(bú)僅智能(néng)液體流量計出現故(gù)障,控製室中其他(tā)儀表電常(cháng)常同時(shí)出現雷擊事故(gù)。因(yīn)此使用單(dān)位要認識設置控製室儀表電源線防雷設施的重要性。
2.2.3環境條件變化
主要原因同上節調試期故障環境方麵,隻是幹擾源不在調(diào)試(shì)期(qī)出現而在(zài)運行期間再介入的。例如一台接(jiē)地保護並不理想的智能液體流量計,調(diào)試期因無廠擾源,儀表運行正常,然而在(zài)運行期出現新幹擾源(例如測量點附近管道或(huò)較(jiào)遠處實施管道電焊)幹(gàn)擾儀表正常運行,出現輸出信號大幅度波動(dòng)。
3、丙烯(xī)酸裝置中智能液體流(liú)量計(jì)簡介(jiè)及故障分析
3.1智能液體流量計簡介
丙烯酸裝置中采用的(de)一種(zhǒng)智能液體流量計,其為智能(néng)液體流量計(jì)是(shì)基(jī)於數十年現場經驗(yàn)實踐研發的產品,不(bú)僅耐用,而且易於(yú)操作。可更換電*和電*粘汙度診斷功能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“雙頻勵磁法”和(hé)為惡劣環(huán)境下使用新增的可選“增(zēng)強型雙頻勵磁法(fǎ)”,確保係統穩定性和快速響(xiǎng)應(yīng)。
3.2智能液體流量計的安裝問題
3.2.1直管段長度問題
為獲得正常(cháng)測量精確度,電磁流量傳感器上遊要有(yǒu)一(yī)定長(zhǎng)度直管段,但(dàn)其長度與大部分其他流量儀表相(xiàng)比要求較低。90°彎頭、T形管、全(quán)開閘閥後通常認為隻要離電*中心線(不是傳感器進口端連接麵)5倍直徑(5D)長度的直管段,不同(tóng)開度的閥則(zé)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感器測量管內。各標準或檢定規程所提(tí)出上下遊直管段長度亦不一致,這是由於為保證達到當前0.5級精度儀表的要求。
3.2.2安裝位置和流(liú)動方向問題
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可,不受限製。但測量固液兩相(xiàng)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(quē)點。水平安裝時要使電*軸線平行於(yú)地平線,不要處於垂直於地(dì)平線,因為處於(yú)地步的電*易被(bèi)沉積物覆蓋,頂部電*易被液體中偶存(cún)氣(qì)泡擦過遮住電*表(biǎo)麵,使(shǐ)輸出信號波動。
3.3強流束的幹擾
丙烯酸裝置(zhì)中(zhōng),有一台比較(jiào)重要的智能(néng)液體流量計,其安裝位置如圖1所示。智能液體流量計安裝在彎曲管道的底部位(wèi)置,前後直管段長度均(jun1)符合要求。但裝(zhuāng)置投運後(hòu),很長時間工作不正常。從DCS趨勢圖上看(kàn)出流量波動很大,趨勢圖雜亂,而經反複檢查,儀表安裝,電*及接地均無問題。後又檢查工藝上遊工業管道安裝的情況,主管道的流束由三股流束F1,F2,F3組成,其中F3來自一(yī)個高位槽,和智能液體流量計安裝位置標(biāo)高差了約20m。而D段管道長(zhǎng)約1m,H段管道長約1.5m。F3流(liú)束從(cóng)高位槽下來後,由於其巨大的位能轉還成動能(néng),使得F3未能(néng)和F1,F2混合好而直接穿過智能液體流量計,也即有2種不同流束的流體穿過智能液體流量計。這股流束形成了對主流體的幹擾,使(shǐ)智能液體流量計指示紊(wěn)亂波動。找到原因後,將智能(néng)液體流量計從A位置移到B位置,B位置(zhì)距原管道彎曲部分約2m。改進安裝位置後,這一難題終於得到解決。
3.4容器內部局部阻力變(biàn)化對流量的幹擾
丙烯酸裝置內(nèi)有一台智能液體流量計,其原安裝位置如圖2所(suǒ)示。智能液體(tǐ)流量計其前後直管段長度及(jí)接地均符合要求,但是開車後流量示(shì)值一直跳動,且查不出來原(yuán)因。一個偶然的機會,母液罐的攪拌器停止運(yùn)行後卻(què)發現智能液體流(liú)量計示值穩定了(le)。經檢查發現,此攪拌器示(shì)側壁安裝,且位置距(jù)智能液體流量計管線出(chū)口翻起的波浪改變了管道出口的阻力。智能液體流量計出口到容器壁的距離D1約1.5m,由於距離太短,攪拌波浪使管道(dào)出口(kǒu)的壓力波動,從而(ér)使智能液體流量(liàng)計出口流(liú)速不穩,使智能液體流量(liàng)計示值產(chǎn)生(shēng)跳動。後將智能液體流量計從A位置移到B位置,距原安裝約10m,智能液體流量計才得以正常運行。
4、總結
丙烯酸裝置中,在智能液體流量計現實安(ān)裝中遇到了很多問題,經(jīng)過筆者不斷地學習和對有經驗師傅的請教,從而對智能液體流量計安裝的有關問題有了(le)較(jiào)為深刻認識。

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