摘要(yao):根據海洋(yáng)石油平台(tai)和電磁流(liu)量計
的應(yīng)用經驗，分(fèn)析電磁流(liu)量計工作(zuò)特性，對電(diàn)磁流量計(jì)♌的安裝和(hé)常故障進(jin)行分析診(zhen)斷。
0引言
流(liu)量是工業(yè)生産過程(chéng)中常用的(de)過程控制(zhi)參數,流量(liang)計量的正(zheng)确與否将(jiāng)對企業的(de)成本核算(suan)、能源消耗(hao)等重要指(zhi)标的正确(què)計🐆算及可(ke)信度産生(shēng)影響,因☂️此(ci),選擇高質(zhì)量、運行穩(wen)定、計量正(zhèng)确的❓流量(liàng)儀表是至(zhi)關重要的(de)。在衆多流(liu)量儀表中(zhōng),電磁流量(liang)計是發展(zhǎn)較快的流(liu)🏃♀️量檢測儀(yí)表,它具有(yǒu)反應靈敏(mǐn)、線性好、精(jīng)确度高的(de)🏒特🤞點,以及(jí)在測量過(guo)程中不受(shou)被測介🐉質(zhì)溫度、密度(dù)、黏度㊙️、壓力(li)等因素影(yǐng)響的優點(diǎn),尤其是🔱在(zài)液體測量(liang)上優勢💯突(tu)出,能測量(liàng)其他流量(liang)計不易正(zhèng)确測量的(de)流體，如污(wū)水、泥漿、礦(kuang)漿及腐蝕(shi)性流體等(děng),所以電磁(ci)流量計已(yǐ)成爲液體(tǐ)流量測量(liàng)儀表。
電磁(ci)流量計的(de)測量原理(lǐ)主要是利(lì)用導電介(jie)質通過流(liú)量計時切(qiē)割電極産(chan)生磁場，進(jin)而在電極(jí)兩端産生(shēng)電壓📞來測(ce)量介質流(liu)速的。該方(fāng)法在正常(chang)情況下不(bú)受介質密(mi)度、黏度、溫(wēn)度的影響(xiǎng),其顯著特(tè)點是該流(liú)量計無阻(zu)礙流❌體流(liu)動的部件(jiàn),對流🔞體幾(jǐ)乎無📧阻力(li),但這種流(liu)量計對外(wài)界的電磁(ci)千擾很敏(mǐn)感,需✂️要良(liang)好地接地(dì)、屏蔽外界(jiè)電磁場等(deng)[1。根據在流(liú)量室工作(zuo)的經驗,對(dui)電磁流量(liàng)計在标定(dìng)和使用中(zhōng)遇到的🐪各(gè)種問題進(jin)行分析總(zong)結。
1電磁流(liú)量計的安(an)裝
電磁流(liu)量計從結(jié)構上講,主(zhu)要由傳感(gan)器和變送(song)器組😍成。傳(chuan)感器安裝(zhuāng)在工業過(guo)程管道上(shàng),其作用是(shì)将♍流進管(guan)道内的液(ye)體體積流(liú)量值線性(xing)地變換成(cheng)感應電勢(shì)信号,并通(tōng)過傳輸線(xiàn)将此信号(hao)送到轉換(huàn)器。變送器(qì)安裝在離(lí)傳📞感器不(bú)太遠的地(di)方,它将傳(chuan)感器送來(lai)的流量信(xin)号放大,并(bìng)轉換成與(yu)流量信号(hao)成🍓正比的(de)标準電信(xìn)号輸出,以(yi)進行顯示(shì)、累積和調(diao)節控制。
1.1傳(chuán)感器的安(ān)裝
傳感器(qi)在管線上(shang)的安裝過(guo)程中應注(zhu)意以下幾(jǐ)點:
(1)安裝環(huan)境:平台常(chang)用的電磁(cí)流量計傳(chuán)感器的外(wài)殼需🔴要防(fang)❓水防🐕爆,對(duì)安裝場所(suo)的要求是(shì):①當測量介(jiè)質爲多相(xiang)流體時,應(yīng)選擇不會(hui)引起相分(fen)離的安裝(zhuang)場所;②場所(suǒ)📐内的測量(liang)管線内不(bú)應有負壓(yā)✍️;③避免安裝(zhuang)在㊙️電動機(jī)、變壓器等(deng)強電設備(bei)附近，以免(mian)引起電磁(ci)場幹擾;④避(bì)免安裝在(zai)周圍有強(qiáng)腐蝕性氣(qi)本的場所(suo);⑤環境溫度(dù)一般應在(zài)-25℃~60℃範圍内,盡(jin)可能避免(miǎn)陽光直射(shè);⑥安裝在無(wú)振動或振(zhen)動小的場(chǎng)所，如果振(zhen)動過大,則(zé)應在傳感(gan)器前、後的(de)管㊙️道加固(gù)定支撐,如(ru)圖1所示;⑦環(huán)境相對濕(shī)度一般應(yīng)在10%~90%的範圍(wei)内[臼;⑧安裝(zhuang)流量計👣的(de)場所因盡(jìn)量避免雨(yǔ)水潮濕。
(2)流(liu)量計安裝(zhuāng)所需直管(guan)段長度:一(yi)般情況下(xia),對于90°彎頭(tóu).T形👣三通、異(yì)♌徑管、全開(kāi)閥門等流(liú)動阻力件(jiàn),離傳感器(qi)電極軸中(zhong)心線(不是(shi)傳感器進(jin)口端面)應(ying)有3D~5D(D爲管直(zhi)徑)的✍️直管(guan)段長度;對(dui)于不同開(kāi)度的閥門(men),則要求有(you)10D的直管段(duan)長度;傳感(gan)器後一般(ban)應有2D以上(shàng)的直管💞段(duàn)長度,如圖(tu)2所示。當閥(fá)門不能全(quán)開時,需使(shǐ)閥門截流(liu)方向與傳(chuán)感器電極(ji)軸成45°安裝(zhuāng),便可以減(jian)小誤差。但(dan)各規程《電(dian)磁流量計(ji)檢🌏定規程(chéng)》和标準《國(guó)家計量👣技(jì)術規範》、《流(liú)量測量🔞技(jì)術及儀表(biao)》所提出的(de)上、下遊直(zhi)管段的長(zhǎng)度亦不--緻(zhì),統計結果(guǒ)是前直管(guǎn)段在5D~10D,後直(zhí)管段在2D~5D範(fan)圍内。
(3)管線上流(liú)量計的安(an)裝方式和(hé)介質流向(xiàng)[3}:傳感器的(de)安裝可以(yǐ)采用傾斜(xie)、豎直、水平(ping)方式,如圖(tú)3所示。其中(zhong),(a)和(b)爲良好(hǎo)的安裝位(wei)置。
水平安(an)裝時,傳感(gan)器電極軸(zhou)必須水平(píng)安置,這樣(yàng)可以防🈲止(zhǐ)㊙️由🙇♀️于流體(tǐ)所夾帶的(de)氣泡而産(chan)生的電極(ji)短時間絕(jué)緣,也可以(yi)防止電極(jí)被流體中(zhong)沉積物覆(fù)蓋🎯,不應将(jiang)傳感器安(an)裝在最高(gao)點㊙️,以免有(yǒu)氣體積聚(jù)。圖3中(c)安裝(zhuang)在管系最(zui)高處，爲不(bu)良的安裝(zhuāng)位🌂置,應予(yǔ)以✍️避免。
垂直安(an)裝時,應使(shǐ)流動方向(xiàng)向上，這樣(yang)可在無流(liu)量或☀️流量(liàng)很小時使(shǐ)流體中所(suo)夾帶的較(jiào)重的固體(ti)顆粒下沉(chén),而使較🔴輕(qīng)的脂肪類(lei)物質上升(shēng)離開傳感(gǎn)器極區。測(cè)量泥漿❌、礦(kuàng)漿等液固(gu)二相流時(shí),垂直安裝(zhuāng)可以避免(miǎn)固🈲相沉澱(dian)和傳感器(qi)襯裏的不(bú)均勻磨損(sun)。圖🏃🏻3中(d)安裝(zhuang)在一向下(xià)管道出口(kou)處,爲不良(liáng)的安裝位(wèi)置,應予以(yǐ)避免。
傳感(gan)器安裝處(chu)應具有一(yī)定背壓,圖(tú)3中(e)位置傳(chuán)感器出口(kou)直⛱️接排空(kōng),易造成測(cè)量管内液(yè)體非滿管(guǎn),爲不🛀🏻良的(de)安裝位置(zhi),應予以避(bi)免。
爲避免(miǎn)傳感器内(nei)産生負壓(ya)，傳感器應(yīng)安裝在泵(bèng)的後面,而(er)不應🌍該安(an)裝在泵的(de)前面。圖3中(zhōng)(f)爲不良安(an)裝位置♊。
(4)接(jiē)地:爲測量(liàng)正确和電(dian)極不會發(fā)生電流腐(fǔ)蝕，電磁流(liú)量傳感器(qì)✊必須單獨(dú)接地,并使(shǐ)傳感器和(hé)流體大約(yue)處于相同(tóng)的電位㊙️。分(fèn)離型電磁(ci)流量計原(yuán)則上接地(dì)應在傳感(gan)器側,轉換(huàn)✉️器接地應(ying)在同一接(jiē)地點。在大(dà)多數情況(kuang)下,傳感器(qì)的内裝🍓參(cān)比電極或(huò)金屬管能(neng)确保所需(xū)的電位平(ping)衡。因此,可(kě)以通過内(nei)裝的參🈲比(bi)電極和金(jin)屬.管中的(de)流體接💔地(dì),将傳感器(qì)的接地🚶♀️片(piàn)與接地線(xian)相連4。如果(guo)傳感器安(an)裝于帶陰(yin)極腐蝕保(bao)護管道上(shang),除了傳感(gan)器和接地(di)環一起接(jie)地外,還要(yào)用粗銅🔴線(xian)繞過傳感(gǎn)器跨接在(zai)管道的兩(liǎng)法蘭。上,使(shi)陰極保護(hù)電流👈與傳(chuán)感器之間(jian)隔離,如🌐圖(tu)4所示。
(5)維修(xiu).旁通管路(lù)的安裝:爲(wèi)方便流量(liàng)計的定期(qī)檢定、故障(zhang)維修以及(jí)傳感器的(de)清晰工作(zuò),電磁流量(liàng)計旁通管(guan)線應采用(yòng)⭕如圖5所示(shì)的安裝方(fāng)式。
1.2轉換(huan)器的安裝(zhuang)
轉換器與(yǔ)傳感器之(zhī)間的距離(li)是有限制(zhì)的,它與被(bèi)測介質電(diàn)導率和信(xìn)号電纜的(de)型号有關(guan),因此,一般(bān)❄️應采用制(zhi)造廠爲流(liu)量計所配(pèi)送的電纜(lǎn),廠家會根(gēn)據所測☎️介(jie)質電導率(lü)的不同制(zhi)定出相🧑🏽🤝🧑🏻應(ying)的信号傳(chuán)輸範圍,可(kě)供使用方(fang)參考。在進(jin)行長距離(li)信号傳輸(shū)🛀🏻時，屏蔽電(dian)纜可以采(cai)用多層的(de)0。如果流量(liàng)計采用四(sì)線制,爲避(bi)免幹擾,必(bì)須保證信(xin)㊙️号線和電(diàn)源線分開(kāi)安裝,最好(hao)将信号線(xian)通過鋼管(guan)安裝,屏蔽(bì)效果較好(hǎo)。
2電磁流量(liàng)計故障分(fèn)析及處理(lǐ)
2.1介質中含(han)有氣泡
在(zai)陸豐13-2項目(mu)中,污水處(chù)理撬中經(jing)實驗室檢(jian)定合格的(de)電磁流量(liang)計安裝後(hou),發現表頭(tou)顯示的數(shu)值出現晃(huǎng)動✔️且不正(zhèng)确,經現🛀🏻場(chǎng)查🧑🏾🤝🧑🏼證是由(you)于管線中(zhong)混有氣泡(pào),并且污水(shui)流動過程(cheng)🔆中在電極(ji)處發💰生聚(ju)集,将電極(ji)包裹，造成(chéng)傳感器、變(bian)送器回路(lu)瞬間斷🥰路(lu),采集的信(xìn)号不穩.定(dìng),緻使輸出(chu)來回波動(dòng)。
解決辦法(fa)便是更換(huan)安裝位置(zhi),但由于平(ping)台管線已(yi)✍️經敷設,更(geng)改管線較(jiao)難,經綜合(hé)考慮後,在(zài)流量計上(shang)遊安✏️裝排(pai)💯氣閥和集(jí)氣包,有效(xiao)地排放和(hé)吸收了污(wū)水中的氣(qì)體,使得問(wen)題🌐得以解(jiě)央[6]2.2電極腐(fǔ)蝕變形
在(zai)金縣1-1項目(mù)中,一台8寸(cùn)管徑的電(diàn)磁流量計(ji)因檢定時(shí)📐間到期進(jin)行複檢,實(shi)驗室檢定(ding)過程中，發(fā)現變送器(qi)輸出數值(zhi)晃💞動不穩(wen),與♌标準表(biǎo)的示數不(bú)相符,在排(pái)除氣泡、介(jiè)質流速不(bu)穩等因素(su)後,将流量(liàng)計拆下仔(zai)細觀察🤩,發(fa)現其電極(ji)已腐蝕變(bian)形,出現很(hen)多凹點💋,且(qie)由于此現(xian)⭐象短時間(jiān)不易發現(xian),不利于流(liú)量計的維(wei)修和保養(yǎng)。應及時更(geng)換新的電(dian)極,并每隔(ge)一❓段時間(jian)對電極進(jìn)行清✂️理和(he)維護。
2.3電磁(cí)流量計安(ān)裝不正确(que)
綏中36-1項目(mu)中,污水系(xì)統排海管(guan)線上裝有(you)一6寸管徑(jing)的電磁流(liu)量計,投用(yòng)發現其讀(du)數始終顯(xian)示不正确(que),反複跳變(bian),後經查證(zhèng)🔱，是由于流(liú)量計安裝(zhuāng)存在問題(tí),造成流量(liang)計出口處(chù)産生負壓(yā),即下遊管(guǎn)線中介質(zhi)壓力不穩(wěn)，造成流量(liàng)計示數跳(tiào)變，輸出有(you)誤。因此在(zai)🚩流量計下(xià)遊😄5D處安裝(zhuang)-排放閥，以(yi)保證管線(xiàn)内壓力功(gong)🈲。
電磁流量(liàng)出現的故(gu)障大同小(xiǎo)異,應根據(ju)具體問題(ti)具體分析(xi)。此😍外,電磁(ci)流量計故(gu)障中還存(cun)在電極結(jie)垢和電磁(ci)🔞幹擾等問(wen)題，都會造(zao)成電磁流(liu)量計讀數(shu)波動和🈲錯(cuò)誤。結垢的(de)電極主要(yào)是管壁上(shang)附着沉澱(dian)🌂、絕緣物質(zhì)，緻使回路(lu)斷開,輸出(chu)錯誤,可對(duì)電極進行(hang)🚶清理,或更(gèng)換刮刀電(diàn)極或半球(qiu)形電極;電(dian)磁幹擾主(zhu)要是外界(jiè)磁場和空(kōng)氣中雜散(sàn)電流所緻(zhi),爲防🌐止磁(ci)❤️場幹擾,通(tōng)常隻有将(jiāng)傳感器遠(yuǎn)離強磁場(chang)源或加強(qiang)🚩屏蔽。
3結論(lùn)
随着電子(zǐ)技術突飛(fei)猛進的發(fā)展,電磁流(liu)量計在當(dang)今生産過(guo)🌂程中所起(qǐ)的作用也(ye)日益突出(chu),其功能也(ye)🐇在不斷完(wán)✨善,如誤差(cha)補償、空管(guǎn)報警、支持(chí)hart通信等。在(zài)海洋石油(yóu)平台應用(yòng)中,流量計(jì)量在單位(wei)成本核算(suàn)中的位置(zhi)越來越重(zhòng)要,正确選(xuǎn)擇電磁流(liu)量計已成(chéng)爲成本核(hé)算的重要(yào)組成部分(fèn)。
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