摘要:爲獲(huo)得正常測量(liàng)正确率,電磁(ci)流量傳感器(qi)上遊✉️要有一(yi)定長度直管(guan)段,但其長度(dù)與大部分其(qí)他流量♉儀表(biao)相比要求較(jiao)低。90°彎頭、T形管(guan)、全開閘閥後(hòu)通常認爲🌈隻(zhi)要離♋電極中(zhōng)心線(不🐆是傳(chuán)感器進口端(duān)連接面)5倍直(zhí)徑(5D)長度的直(zhi)管段,不👌同開(kai)度的閥則需(xu)10D;下遊直管段(duan)爲2~3D或無要求(qiú);但要防止蝶(dié)閥閥片伸人(rén)到傳感器測(cè)量管㊙️内。
1電磁(ci)流量計原理(lǐ)與結構
1.1概述(shu).
　　電磁流量計(jì) (以下簡稱EMF)是(shi)利用法拉第(di)電磁感應定(ding)律制成的-種(zhong)測量導電液(yè)💘體體積流量(liang)的儀表。50年代(dài)初EMF實現了工(gōng)業化應用㊙️,近(jìn)年來世界範(fan)圍EMF産量約占(zhàn)工業流量儀(yí)表台數的5%~6.5%。70年(nian)代以來出現(xian)鍵控☂️低頻矩(ju)形波激磁方(fāng)式，逐漸替👄代(dài)早期應用的(de)工頻交流激(jī)磁方式,儀表(biǎo)性能有了很(hěn)大提高,得到(dào)👅更爲廣泛的(de)應用。
1.2原理與(yǔ)機構
　　EMF的基本(běn)原理是法拉(lā)第電磁感應(yīng)定律,即導體(tǐ)在磁場❤️中切(qiē)割磁力線運(yun)動時在其兩(liǎng)端産生感應(yīng)電動勢。導電(dian)性👉液體在垂(chuí)直于磁場的(de)非磁性測量(liang)管内流動，與(yu)流動方向垂(chuí)直✏️的方向上(shàng)産生與流量(liang)成比例的感(gan)應電勢,電動(dòng)勢的方向按(àn)“弗來明右手(shǒu)規則”,其值如(ru)下式:
E=kBDV
式中:E一(yī)感應電動勢(shì),即流量信号(hao),V;
k---系數;
B--磁感應(ying)強度,T;
D--測量管(guǎn)内徑,m;
V---平均流(liu)速，m/s。
設液體的(de)體積流量爲(wei),則式中:k-儀表(biǎo)常數,
　　k=4KB/πD。EMF由流量(liang)傳感器和轉(zhuan)換器兩大分(fèn)組成。傳感器(qì)典型結🈲構👅,測(ce)量管上下裝(zhuang)有激磁線圈(quan),通激磁電流(liu)後産生磁場(chǎng)穿過測♌量管(guan),一對電極裝(zhuang)在測量管内(nèi)壁與液體相(xiàng)接觸,引出感(gan)應電勢，送到(dào)轉換🔱器。激磁(ci)電流則由轉(zhuan)換器提供。
2電(dian)磁流量計故(gu)障類型
　　電磁(cí)流量汁運行(háng)中産生故障(zhàng)的第一類爲(wèi)儀表本身故(gu)障,即儀表結(jie)構件或元器(qi)件損壞引起(qi)的故障;第二(èr)類爲外界原(yuan)因❤️引起的故(gu)障,如安裝不(bú)妥流動✔️畸變(biàn)，沉積和結🌈垢(gou)等。本文重點(dian)讨論的是應(ying)用方面和上(shang)述第二類外(wai)界原因的故(gù)🆚障。按照故障(zhang)發生時期分(fèn)類，可分爲:①調(diào)試期故障;②運(yùn)行期故障。調(diao)試期故障出(chū)現在新裝用(yong)後調試初期(qi),主要原因是(shì)儀表選用或(huò)設定不當，安(ān)裝不妥等。運(yun)行期💋故障足(zú)在運行一段(duàn)時期後出現(xian)，主要原因有(you)流體中雜🚶質(zhi)附着電極襯(chèn)裏，環境條件(jian)變化出現新(xin)幹擾源等。按(àn)故障外界源(yuán)頭分析來自(zì)3個方面:①管道(dào)系統和安裝(zhuang)等方面🧡引起(qi)的;②環境方面(miàn)引起的;③流體(tǐ)方面引起的(de)。來源①主要在(zai)調試期表現(xian)出來;來源②和(hé)③則在調試期(qi)和運行期均(jun1)會出⛷️現。
2.1調試(shi)期故障
　　本類(lei)故障在電磁(ci)流量計初始(shǐ)裝用調試時(shí)就出現,但一(yī)經改進排除(chú)故障,以後在(zai)相同條件下(xià)一般就不會(hui)再度出現。常(cháng)見🥵調試🏃期故(gù)障主要有安(an)裝不妥🌈、環境(jìng)幹擾、流體特(te)性影響3方面(mian)原因。屏蔽保(bǎo)護還不能克(ke)服。
2.1.3流體方面(miàn).
　　液體含有均(jun1)勻分布細小(xiǎo)氣泡通常不(bú)影響正常測(cè)量,唯所測得(de)🌈體積流量是(shi)液體和氣體(tǐ)兩者之和;氣(qi)泡增大會使(shi)輸出信号波(bō)動,若氣泡大(dà)到流過電極(jí)🌐遮蓋整個電(diàn)極❄️表面,使電(diàn)極信🐅号回路(lu)瞬時斷開輸(shū)出信号将産(chǎn)生更大波動(dòng)。低頻(50/16Hz~50/6Hz)矩形波(bō)激磁電磁流(liu)量計測量液(ye)體中含有固(gù)體超過一-定(ding)含量時将産(chan)生漿液噪聲(sheng),輸出信号亦(yi)會有一定程(chéng)度波動。兩種(zhǒng)或兩種以♉上(shàng)液體作管道(dào)混合工藝時(shi),若兩種液體(tǐ)電導率(或各(gè)自與電✂️極間(jian)電位)有差異(yi),在混合未均(jun)勻前即進人(rén)流量傳感器(qì)進行流量測(ce)量,輸出信号(hao)亦會産生波(bō)動。電極材質(zhi)與被測介質(zhì)選配不善,産(chǎn)生鈍化或氧(yang)化等化學作(zuò)用,電極表面(miàn)形成絕緣膜(mó),以及㊙️電化學(xué)和極化現象(xiang)等,均⁉️會妨礙(ai)正常測量。
2.2運(yùn)行期故障
　　經(jing)初期調試并(bing)正常運行一(yi)段時期後在(zài)運行期間✉️出(chu)現的故障,常(cháng)見故障原因(yin)有:流量傳感(gan)器内壁附着(zhe)層,雷電擊,環(huan)境條件變‼️化(huà)。
2.2.1内壁附着層(ceng)
　　由于電磁流(liu)量計測量含(han)有懸浮固相(xiàng)或污髒體的(de)💞機會遠比其(qi)他流量儀表(biao)多,出現内壁(bi)附着層産生(sheng)的故障概率(lǜ)也就相對較(jiao)高。若附着層(ceng)電導率與液(ye)體電導率相(xiàng)近,儀表還能(neng)正常🏒輸出信(xìn)号，隻是改變(biàn)流通面積,形(xing)成測量誤差(cha)的隐性故障(zhàng);若♊是高電導(dao)率附着層,電(dian)極間電動勢(shi)🈚将被短路;若(ruo)🐆是絕緣性附(fù)着層,電極表(biǎo)面被絕緣而(ér)斷開測量電(dian)路。後兩種現(xiàn)💛象均會使儀(yi)表無法工作(zuò)。
2.2.2雷電擊
　　雷電(dian)擊在線路中(zhōng)感應瞬時高(gao)電壓和浪湧(yǒng)電流，進入儀(yí)⛷️表🥵就會損壞(huai)儀表。雷電擊(ji)損儀表有3條(tiao)引入途徑:電(diàn)源線,傳感器(qì)勺🌈轉換器間(jiān)的流量信号(hao)線和激磁線(xian)。然而從雷電(dian)故障中損壞(huài)⛹🏻‍♀️零部件👅的分(fèn)析,引起故障(zhàng)的感應高電(dian)壓和浪湧電(dian)流大部分足(zu)從控制🙇🏻室電(dian)源線路㊙️引人(rén)的,其他兩條(tiáo)途徑較少。還(hái)從發生😄雷擊(jī)事故現場🏃🏻‍♂️了(le)解到,不僅電(dian)磁流量計出(chu)現故障，控制(zhi)室中其他儀(yí)表電常常同(tong)時出現雷擊(jī)事故。因🈲此使(shǐ)用單位要認(rèn)識設置控制(zhì)室儀表電源(yuan)線防雷設施(shī)的重要性。
2.2.3環(huán)境條件變化(hua).
　　主要原因同(tong)上節調試期(qi)故障環境方(fāng)面,隻是幹擾(rao)源不在調試(shi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼期出現而在(zài)運行期間再(zai)介人的。例如(rú)一台✊接地保(bǎo)護‼️并不理想(xiang)🏃‍♂️的電磁流量(liang)計,調試期因(yin)無廠擾源,儀(yí)表運行正常(cháng),然而在運行(hang)期出現新幹(gàn)擾源(例如測(cè)量點附近管(guan)道或較遠處(chu)實☀️施管道電(diàn)🚶‍♀️焊)幹擾儀表(biǎo)正常運行,出(chū)🤩現輸出信号(hào)大幅度波動(dong)。
3丙烯酸裝置(zhì)中電磁流量(liàng)計簡介及故(gù)障分析
3.1電磁(cí)流量計簡介(jie)
　　丙烯酸裝置(zhì)中采用的一(yī)種電磁流量(liang)計,其爲電磁(ci)流量🌏計AXF系列(lie)流量計是基(jī)于數十年現(xian)場經驗實踐(jian)研發的産品(pǐn),不🛀🏻僅耐用，而(ér)且易于操作(zuò)。可更換電極(jí)和電極粘污(wū)度診斷功能(néng)的結合大大(da)提高了系統(tong)可維護性。AXF采(cai)用能消📱除流(liu)體噪音的“雙(shuāng)頻🏃‍♂️勵磁法”和(hé)爲惡劣環境(jing)下使用新增(zēng)的可選“增強(qiang)型雙頻勵磁(ci)👄法”,确保系統(tǒng)⚽穩定性和快(kuài)速響應。
3.2電磁(cí)流量計的安(an)裝問題
3.2.1直管(guan)段長度問題(ti)
　　爲獲得正常(chang)測量精度,電(dian)磁流量傳感(gan)器上遊也要(yào)有一定長度(du)直管段,但其(qí)長度與大部(bù)分其它流量(liàng)🥵儀表相比㊙️要(yao)求較低。90°彎頭(tóu)、T形管、全開閘(zhá)閥後通常認(ren)㊙️爲隻要離電(diàn)極中心線😍(不(bú)是傳感器進(jin)👣口端連接面(mian))5倍直徑(5D)長度(du)的直管段,不(bu)同開度的閥(fá)則需10D;下遊直(zhi)管段爲(2~3)D或無(wú)要求;但要防(fáng)止蝶閥閥片(piàn)伸人到傳感(gan)器測量管内(nei)。各标準或檢(jian)定規程所提(ti)出上下遊直(zhi)管段長度亦(yì)不--緻,這是由(you)♍于爲保證達(da)到當前0.5級精(jīng)度儀表的要(yào)求。
3.2.2安裝位置(zhi)和流動方向(xiàng)問題
　　傳感器(qì)安裝方向水(shui)平、垂直或傾(qīng)斜均可,不受(shòu)限制🔴。但測💁量(liang)固🛀🏻液兩相流(liu)體最好垂直(zhí)安裝，自下而(ér)上流動。這📧樣(yàng)能避免水平(píng)☎️安裝📞時襯裏(lǐ)下半部局部(bu)磨損嚴重,低(dī)🌂流速時固相(xiang)沉澱等缺點(dian)。水平安裝時(shi)要使電極軸(zhóu)線平行于地(dì)平線,不要處(chu)于垂直于地(dì)平線🌈,因爲處(chu)于地步的電(diàn)極易被沉積(jī)物覆蓋,頂部(bu)電極💜易被液(ye)體中偶存氣(qi)泡擦過遮住(zhù)電極表面,使(shǐ)輸出信号波(bō)動。
3.3強流束的(de)幹擾
　　丙烯酸(suan)裝置中,有一(yī)台比較重要(yào)的電磁流量(liang)計,其安裝位(wèi)置😘如圖1所示(shì)。電磁流量計(jì)FT-1230安裝在彎曲(qǔ)管道的底部(bu)位置，前後直(zhí)管段長度均(jun1)符合要求。但(dan)裝置投運後(hòu),很長時間工(gong)作不正常。從(cóng)DCS趨勢圖上看(kàn)出流量波動(dòng)很大,趨勢圖(tú)雜亂，而經反(fan)複檢查,儀表(biǎo)安裝,電極及(jí)接地均無問(wèn)題。後又檢查(chá)工藝上遊工(gōng)業管道安裝(zhuang)的情況👅,主管(guǎn)道的流東🔴由(you)三股流束F1,F2,F3組(zǔ)成,其中F3來自(zì)一✨個高位🧑🏽‍🤝‍🧑🏻槽(cáo),和電磁流量(liang)計安裝位置(zhì)标高差了約(yue)20m。而D段管道長(zhǎng)約1m,H段管道長(zhǎng)約1.5m。F3流束從高(gao)位槽下來後(hòu)，由于其巨大(dà)的位能轉還(hái)成動能,使得(de)F3未能和F1,F2混合(hé)好而直接😄穿(chuān)過電磁流量(liàng)計,也即有2種(zhǒng)不同🥰流束的(de)流體穿過電(diàn)磁流量計。這(zhè)股流束形成(cheng)了對主流🥰體(ti)的幹擾,使電(diàn)磁流量計指(zhǐ)示紊亂波動(dong)。找到原因後(hou),将🔆電磁流量(liang)計FT-1230從A位置移(yí)到B位置,B位置(zhi)距原管道彎(wan)曲部分約2m。改(gai)進安裝位置(zhi)後,這一難題(tí)終于得到解(jie)決。

3.4容器内部局(jú)部阻力變化(huà)對流的幹擾(rao)
　　丙烯酸裝置(zhi)内有一台電(dian)磁流量計，其(qí)原安裝位置(zhì)如圖🔞2所示。其(qi)前後直管段(duàn)長度及接地(di)均符合要求(qiú)🔴，但是開車後(hòu)流量示值一(yī)直跳動,且查(chá)不出來原因(yin)。一個偶然的(de)機會,母液罐(guan)的攪拌器停(ting)止運行後卻(que)發現電磁流(liú)量計示值穩(wěn)定了。經檢查(chá)發現,此攪拌(ban)器示側壁安(an)裝,且位置距(ju)電磁流量計(ji)管線出口翻(fan)起的波浪改(gai)變了管道出(chu)口的阻力。電(diàn)磁流量計出(chū)口到容器壁(bi)的距🤟離D1約1.5m,由(you)于距離太短(duan),攪拌波浪使(shi)管道出口的(de)壓力波動,從(cóng)而使電磁流(liu)量計出口流(liú)👣速不穩,使電(dian)磁流量計示(shi)值産生跳動(dong)。後将電磁流(liú)量計從A位置(zhi)移到🔴B位置,距(ju)原安裝約10m,電(diàn)磁流量計才(cai)得以正常運(yun)行。

4總結
　　 丙烯(xi)酸裝置中,在(zài)電磁流量計(ji)現實安裝中(zhong)遇到了🙇‍♀️很多(duo)♉問題,經☂️過不(bu)斷地學習和(he)對有經驗師(shi)傅的請教,從(cong)而對電磁流(liú)量計安裝的(de)有關問題有(yǒu)了較爲深刻(kè)認識。

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