電磁流量計測量不準現狀分析以及校準方法淺析
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、測量不準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準確的現狀,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應定律制成 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 會產生感應電勢,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 電極上產生感應電勢。

其感應電勢為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,并通過 電纜送至轉換器通過智能處理,轉換成標準信號4? 20mA  0~lkHz 輸出。

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2.故障現狀介紹與原因分析

2.1 電磁流量計使用概況

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行業 的計量,我公司真空制鹽采輸鹵應用過程中,部分 電磁流量計出現的一些故障、測量不準確等現象。 目前在我們公司電磁流量計主要對液體鹽鹵,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臺電磁流量計,使用時間長 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準確時有發生。

前段時間我們使用電磁流量計,由于注水介質 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 ),出鹵量明顯偏高的現 象,針對這一現象曾做以下工作:

測量數據發生顯著變化的部分井組,在焊接管 道時曾拆開流量計,流量計內部結垢情況如圖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,傳感器內壁沉積和結垢。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 流量計內壁上結垢,受流量計流通截面積變化的影 響,儀表的檢測準確性也會發生變化。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,數據變化范圍較大。管路和流量計內壁上結垢會明顯影響流體的電導率,增大管路截面的電阻 值,降低電信號輸出,從而影響流量計的準確性。

第二類是儀表自身故障,即儀表自身結構件或 元器件損壞引發的故障。

3.鹵水輸送管道流量數據不準原因分析

結合我公司電磁流量計在鹵水輸送管道現狀,可以從設備自身維保、流通介質性質、使用環境等方面分析,流量計數據不準確,主要由以下幾個方面原因:

3.1內壁附著層

由于電磁流量計測量的流體大多含有懸浮固 相或者臟污體,電磁流量傳感器內壁附著層出現的 故障頻率較高,如果附著層與液體二者的電導率接 近,儀表仍然可以進行正常信號輸出,只是改變了 流體的流通面積,將導致測量誤差的隱形故障,如 果附著層是高電導率,電磁流量傳感器電極間的電 勢易短路,如果附著層是絕緣性,電磁流量傳感器 電極表面被絕緣將斷開了測量回路。后兩種現象需 要清潔附著層或更換傳感器才能使儀表正常工作。

3.2雷電擊

線路遇雷擊時會瞬時產生很高電壓和浪涌電 流,儀表遭雷擊后極易損壞。雷電擊主要通過三個 途徑進入儀表:儀表電源線,轉換器和傳感器間的 激磁線與流量信號線。從雷電故障中損壞的儀表零 部件分析,雷電擊大部分經電源線路進入儀表從而 引發故障,而其他兩種途徑比較少。

3.3環境條件變化

環境條件變化所引起的故障主要是因為儀表在 運行期間出現了新的干擾源。例如一臺接地保護并不 良好的電磁流量計,調試期因無外界干擾源,儀表能 夠正常運行,然而在運行期出現新的干擾源后(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),干擾了儀表 正常運行,出現了電磁流量計信號輸出較大振蕩。

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。事后經過及時檢查處理,大部分恢復,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

根據電磁流量計工作原理和工作環境要求,解 決電磁流量計測量不準主要是從前期選型、保證工 作環境、消除干擾因素、定期校準等幾方面入手。

4.1前期選型

首先不同測量介質的類型選取合適的儀表,這 里涉及的內容主要有管道口徑大小、壓力等級、測 量介質酸堿性、腐蝕性、噪音、電極特點、襯里材質、 接地性能等;盡量選用陶瓷襯里的電磁流量計,如 果預算允許,就用電容式電磁流量計,因沒有接液 電極,同時又是陶瓷內襯里,這樣效果會好一些;有 條件情況下,要求供貨商對陶瓷襯里進行鏡面拋光處理,這樣處理后,襯里不易結垢,即使有輕微結 垢,也會在維護時容易處理掉。

第二是根據現場工況選擇分體式、一體式,防 護等級等。

4.2安裝地點、方式選擇

流量計前后直管段長度直接影響測量準確 度,很多儀表前期設計合符要求,但后期因為生產檢 修等各種原因,需要增加各種閥門、沖洗管道等管 件,會導致直管段要求不夠,直接導致測量不準確; 因此,前期設計安裝盡量放大表計前后直管段長度。

保證安裝儀表的管道充滿測量介質。流量計 測量段長度范圍內不可以有氣室、氣袋等。

4.3采取防垢措施及裝置

根據流量計自身性能特點及安裝要求,結合在 我公司使用現狀以及故障原因分析,在電磁流量選 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 沉渣不在流量計測量管的位置聚集,減少結垢的機 率。在易結垢的管路段上,加裝除垢超聲波流量計, 可保證流量計段30m以內管路不結垢。

(2)加旁路沖洗裝置。在流量計不運行時或產生 管道阻礙時,及時用清水對流量計進行沖洗處理。

(3)選擇大口徑。在滿足生產需求情況下,選擇 稍大口徑的流量計,雖然計量精度會略有下降,但 維保量會減少許多。

(4)選擇沒有外部干擾的環境。安裝在沒有震 動的位置,流量計兩邊的管道要用支架支撐,減少工 作時的管道震動,同時流量計檢修時便于拆裝;給流 量計安裝外防護罩,減少環境對表計的損害和影響。

(5)定期校準。已安裝的無法拆除的流量計,進 行定期校準標定,該維護工作量較大。

5.各類校準方法及效果分析

5.1超聲波法。用超聲波測量管道內流體流速,與 現有流量計進行比較,進行參數調整。富士超聲波 流量計與銳-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、管匯房等處管道,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。利用容積法校準裝置,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。管匯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 出鹵的流量,結合采注比,調整流量計參數準確度 比較低。

6.結束語

本文主要是結合電磁流量計在我公司采輸鹵 過程中出現的問題,進行分析,提出解決方法,從流 量計的選型到安裝、使用、校驗,按照以上方法可取 得相對較好的使用效果,延長設備使用周期,確保 測量的準確度,減少檢修的工作量與費用。對于在 電磁流量計維保工作中出現的新問題,在工作中繼 續加以關注解決。

 

 


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