電磁流量計测量不准现状分析以及校准方法浅析
發布日期:2017-11-08 08:35

電磁流量計早在上個世紀50年代已經實現了廣泛的工業化應用。本文主要針對電磁流量計在我公司真空制鹽采輸鹵應用過程中,出現的一些故障、測量不准確等現象做簡要分析,以及相關的解決辦法與建議。主要針對 我公司鹵水輸送管道結垢導致的測量不准確的現狀,分析其成因提出解決思路與方法進行探討。

1.前言

電磁流量計是利用法拉第電磁感应定律制成 的一種測量導電液體體積流量的儀表。其測量原理 是當導體在磁場中作切割磁力線運動時,在導體中 會産生感應電勢,感應電勢的大小與導體在磁場中 的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運 動的速度成正比。如圖1所示,導電流體在磁場中 作垂直方向流動切割磁力線時,也會在管道兩邊的 電極上産生感應電勢。

其感應電勢爲E=kBVD 其中:

K——儀表常數

B 磁感應強度

V——測量管道截面內的平均流速 D——測量管道截面的內徑 測量流量時,導電性的液體以速度v流過垂直 于流動方向的磁場,導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓,其感應電壓信號通過兩 個或兩個以上與液體直接接觸的電極檢出,並通過 電纜送至轉換器通過智能處理,轉換成標准信號4? 20mA  0~lkHz 輸出。

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2.故障現狀介紹與原因分析

2.1 電磁流量計使用概况

電磁流量計早在上個世紀50年代已經實現了 廣泛的工業化應用,也廣泛應用于制鹽化工等欧美成 的計量,我公司真空制鹽采輸鹵應用過程中,部分 電磁流量計出现的一些故障、测量不准确等现象。 目前在我们公司電磁流量計主要对液体鹽鹵,水和渣漿流體進行流量檢測,獲得瞬時流量和累積流 量。三個礦區有約100台電磁流量計,使用时间长 短不一,有的壽命在十年以上,但近幾年由于井組 增多,注入井組介質不斷變化,鹵水類型不斷轉換, 以及管道切換頻繁導致的測量不准確時有發生。

前段时间我们使用電磁流量計,由于注水介质 發生改變,出現注水流量比平常顯著降低 100m3/h降低至20?30m3/h ),出卤量明显偏高的现 象,针对这一现象曾做以下工作:

測量數據發生顯著變化的部分井組,在焊接管 道时曾拆开流量計,流量計内部结垢情况如图2

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2.2電磁流量計故障原因主要有兩類

第一類是外部原因引發的故障,例如安裝不當 導致流動畸變,傳感器內壁沈積和結垢。由于鹵水 和不同注水介質在管道流動的過程中,由于溫度、 壓力等的變化,介質發生了化學反應,易在管路和 流量計内壁上结垢,受流量計流通截面积变化的影 響,儀表的檢測准確性也會發生變化。另一方面,鹵 水電導率隨濃度、成份等發生的變化。電導率(EC) 示溶液的導電能力,不同濃度之間和不同pH值之 間,鹵水的電導率變化很明顯。通過現場儀表數據 分析,数据变化范围较大。管路和流量計内壁上结垢會明顯影響流體的電導率,增大管路截面的電阻 值,降低电信号输出,从而影响流量計的准确性。

第二类是仪表自身故障,即仪表自身结构件或 元器件损坏引发的故障。

3.鹵水輸送管道流量數據不准原因分析

结合我公司電磁流量計在卤水输送管道现状,可以从设备自身维保、流通介质性质、使用环境等方面分析,流量計数据不准确,主要由以下几个方面原因:

3.1內壁附著層

由于電磁流量計测量的流体大多含有悬浮固 相或者脏污体,電磁流量传感器內壁附著層出现的 故障频率较高,如果附着层与液体二者的电导率接 近,仪表仍然可以进行正常信号输出,只是改变了 流体的流通面积,将导致测量误差的隐形故障,如 果附着层是高电导率,電磁流量传感器电极间的电 势易短路,如果附着层是绝缘性,電磁流量传感器 电极表面被绝缘将断开了测量回路。后两种现象需 要清洁附着层或更换传感器才能使仪表正常工作。

3.2雷電擊

线路遇雷击时会瞬时产生很高电压和浪涌电 流,仪表遭雷击后极易损坏。雷電擊主要通过三个 途径进入仪表:仪表电源线,转换器和传感器间的 激磁线与流量信号线。从雷电故障中损坏的仪表零 部件分析,雷電擊大部分经电源线路进入仪表从而 引发故障,而其他两种途径比较少。

3.3環境條件變化

環境條件變化所引起的故障主要是因为仪表在 運行期間出現了新的幹擾源。例如一台接地保護並不 良好的電磁流量計,调试期因无外界干扰源,仪表能 夠正常運行,然而在運行期出現新的幹擾源後(例如: 管道旁新增高壓電網、測量點附近管道或較遠處實施管道電焊,車輛過往頻繁振動加大等等),干扰了仪表 正常运行,出现了電磁流量計信号输出较大振荡。

3.4突發事件對表計影響

傳感器長時間浸泡水中,本廠區閥門井遇到暴 雨外加斷電的情況,導致儀表全部浸泡在水中,長 8小時。事後經過及時檢查處理,大部分恢複,而 密封不嚴實的儀表,內部勵磁線圈、電路板等全部 損壞,傳感器無法工作,只能更換儀表。

4.解決方法與思路

根据電磁流量計工作原理和工作环境要求,解 决電磁流量計测量不准主要是从前期選型、保证工 作环境、消除干扰因素、定期校准等几方面入手。

4.1前期選型

首先不同测量介质的类型选取合适的仪表,这 里涉及的内容主要有管道口径大小、压力等级、测 量介质酸碱性、腐蚀性、噪音、电极特点、衬里材质、 接地性能等;尽量选用陶瓷衬里的電磁流量計,如 果预算允许,就用电容式電磁流量計,因没有接液 电极,同时又是陶瓷内衬里,这样效果会好一些;有 条件情况下,要求供货商对陶瓷衬里进行镜面抛光处理,这样处理后,衬里不易结垢,即使有轻微结 垢,也会在维护时容易处理掉。

第二是根据现场工况选择分体式、一体式,防 护等级等。

4.2安裝地點、方式選擇

流量計前后直管段长度直接影响测量准确 度,很多仪表前期设计合符要求,但后期因为欧美成检 修等各种原因,需要增加各种阀门、冲洗管道等管 件,会导致直管段要求不够,直接导致测量不准确; 因此,前期设计安装尽量放大表计前后直管段长度。

保证安装仪表的管道充满测量介质。流量計 测量段长度范围内不可以有气室、气袋等。

4.3采取防垢措施及裝置

根据流量計自身性能特点及安装要求,结合在 我公司使用现状以及故障原因分析,在電磁流量选 型、使用等方面可采取以下措施:

(1)選擇合適的安裝位置。當停流時,漿液中的 沉渣不在流量計测量管的位置聚集,减少结垢的机 率。在易结垢的管路段上,加装除垢超声波流量計, 可保证流量計段30m以內管路不結垢。

(2)加旁路冲洗装置。在流量計不运行时或产生 管道阻碍时,及时用清水对流量計进行冲洗处理。

(3)選擇大口徑。在滿足生産需求情況下,選擇 稍大口径的流量計,虽然计量精度会略有下降,但 維保量會減少許多。

(4)選擇沒有外部幹擾的環境。安裝在沒有震 动的位置,流量計两边的管道要用支架支撑,减少工 作时的管道震动,同时流量計检修时便于拆装;给流 量計安裝外防護罩,減少環境對表計的損害和影響。

(5)定期校准。已安装的无法拆除的流量計,进 行定期校准標定,該維護工作量較大。

5.各類校准方法及效果分析

5.1超聲波法。用超聲波測量管道內流體流速,與 现有流量計进行比较,进行参数调整。富士超声波 流量計与锐-環保提供的超聲波,對我公司注 水總管流量可測量,比對數據一致;閥門井、粉砂注 井、管彙房等處管道,無法獲得測量信號,對流體的 粘度系數、聲速等各項參數無法獲得,該方法可行 性比較弱。

5.2容積法。利用容積法校准裝置,有罐子可精確 測量出體積的設備進行連接測量,粉砂注井部分設 備可實現。管彙房與閥門井等設備不可行。同時該 方法涉及到很多閥門操作以及專用容器選擇,需要 現場配合工作到位方可實現。

5.3經驗法。利用礦區長期積累的運行經驗,目測 出卤的流量,结合采注比,调整流量計参数准确度 比較低。

6.結束語

本文主要是结合電磁流量計在我公司采输卤 过程中出现的问题,进行分析,提出解决方法,从流 量计的选型到安装、使用、校验,按照以上方法可取 得相对较好的使用效果,延长设备使用周期,确保 测量的准确度,减少检修的工作量与费用。对于在 電磁流量計维保工作中出现的新问题,在工作中继 续加以关注解决。

 

 


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