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因安(ān)裝問題和現場情(qíng)況導致的城市供水流量計故障(zhàng)的分析

點擊次數(shù):2230 發布時間:2021-09-08 01:58:27
摘要:本文主要講述了城市供水流量計故障類型,以及在丙烯酸裝置中因(yīn)為安裝問題和現場情況(kuàng)導致的城市供(gòng)水流量計故障的分析,從而幫助用戶對城市供水流量計安(ān)裝的有關問題能有更加深刻的認(rèn)識。
  1. 城市供水流量計原理與結(jié)構
1.1概述
城市供(gòng)水流(liú)量計(以下簡稱EMF)是利用法拉*電磁感應定(dìng)律製成的一種(zhǒng)測量導電液體體積流量的儀表(biǎo)。50年代初EMF實現了工業化應用,近年來(lái)**範圍EMF產量約(yuē)占工業流量儀表(biǎo)台數的(de)5%~6.5%。70年代以來出現鍵控(kòng)低頻矩形(xíng)波激磁方式,逐漸替代早期應用(yòng)的工頻交流激磁方式,儀表性能有(yǒu)了很大提高,得到更為廣泛(fàn)的(de)應用。
1.2原理與機構
EMF的基(jī)本原理是(shì)法拉*電磁感(gǎn)應定律,即(jí)導體在磁(cí)場中切割磁力(lì)線運動時在其兩端產生感應(yīng)電動勢。導電性液(yè)體在垂直於磁(cí)場的非磁性測量管內流動,與流(liú)動(dòng)方向垂直的方向上產生與流量成比例的感(gǎn)應電勢,電動勢(shì)的方向(xiàng)按“弗來明右手規則(zé)”,其值如下式:E=kBDV
式中:E---感應電動(dòng)勢,即流量(liàng)信號(hào),V;
k---係數;
B---磁感應強度,T;
D---測(cè)量管內徑,m;
V---平(píng)均流速,m/s。
設液體的體積流量為,則式中:k---儀(yí)表常數(shù),k=4KB/πD。EMF由流量傳感器和轉換器兩大部分組成。傳感器(qì)典(diǎn)型結構,測量管上下裝(zhuāng)有激磁線圈,通激磁電流後產生磁場(chǎng)穿(chuān)過測量管(guǎn),一對電(diàn)*裝在測量管內壁與液體相接觸,引出感應電(diàn)勢,送到轉換器。激(jī)磁電流則由轉(zhuǎn)換(huàn)器提供。
  1. 城市供水流量計故障類型
電磁流量汁運行中產生故障的*一(yī)類為儀表本身故障(zhàng),即儀(yí)表結(jié)構件或元器件損壞引起的(de)故障;*二類為外(wài)界原因(yīn)引起的故障,如安裝不妥(tuǒ)流動畸(jī)變,沉積和結(jié)垢等。本文重點討論的(de)是應(yīng)用方麵和上述*二類外界原因的故障。按(àn)照故障發生時期分類,可分為:①調試期故障(zhàng);②運行期故障。調試期故障出現在(zài)新裝(zhuāng)用後調試初期,主要原(yuán)因是儀表選用或(huò)設定不當,安裝不妥等。運行期故障足在運行一段時期後出現,主(zhǔ)要原因有流體中雜質附著電*襯裏,環境條件(jiàn)變(biàn)化出現(xiàn)新幹(gàn)擾源(yuán)等。按故障外(wài)界源頭分析來自3個方麵:①管道(dào)係統和安裝等方(fāng)麵引起的;②環境方麵引(yǐn)起的(de);③流體方麵引起的。來源(yuán)①主(zhǔ)要在調試期表現出來;來源②和③則在調試期(qī)和運(yùn)行期均會出現。
2.1調試(shì)期故(gù)障
本類故障在城市供水流量(liàng)計初始裝用調試時就出現,但一經改進排除故障,以後在相同條件下一(yī)般就不會再(zài)度出現。常見(jiàn)調試期故障主要有安裝不妥、環境幹(gàn)擾、流體特性影響3方麵原因。
2.1.1管道係統和安裝等方麵
通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引(yǐn)起的(de)故障,常見的例如將流量傳感(gǎn)器安裝(zhuāng)在易積聚瀦留氣體的管網高點;流量傳感器後無背壓,液體逕直排人大氣,形成其測量管內非滿管;裝在自上向下流(liú)的垂直管道上,可能(néng)出現排空等。
2.1.2環(huán)境方麵
主要是(shì)管道雜散(sàn)電流幹擾,空間電磁波幹擾,大電機磁場(chǎng)幹擾等。管道雜(zá)散電流幹擾通常采取良好單獨接(jiē)地保(bǎo)護可獲得滿意測量(liàng),但如遇管道有(yǒu)強雜(zá)散電流亦不一定能克服,須采取流量傳感器與管道緣絕的措施。空間電磁(cí)波幹擾一般(bān)經信號電纜引入,通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù),但也(yě)曾遇到屏蔽保護還(hái)不能克服。
2.1.3流(liú)體方麵
液體含有(yǒu)均勻分布(bù)細小氣泡通常不影響正常(cháng)測量,唯所測得體積流(liú)量是液體和(hé)氣體兩者之(zhī)和;氣泡(pào)增(zēng)大會使輸出信號波動,若(ruò)氣泡大到流過電*遮蓋整個電*表麵,使電*信號回路瞬(shùn)時斷(duàn)開,輸出信號將產生更大波動。低頻(50/16Hz~50/6Hz)矩形波激磁城市供水流量計測量液體中含有固體超過一定含量時將產生漿液噪聲,輸出信號(hào)亦會(huì)有一定程度波動。兩種或兩種以上液(yè)體作管道混合工藝時,若兩(liǎng)種液體電導率(或各自與電*間電位)有差異,在混合(hé)未均勻(yún)前即進入流量傳感器進(jìn)行流(liú)量測量,輸出信號亦(yì)會產生波動。電*材質與被測介質選配不善,產生鈍化或氧化等化學作用,電*表麵形成(chéng)絕(jué)緣膜,以及電化學和*化現象等,均會妨礙正常測量。
2.2運行期故障
經初期調試並正常運行一段時期後在運行期間出現的故障,常見故障原因有:流量傳感器內壁附著層(céng),雷電擊,環(huán)境條件變化(huà)。
2.2.1內(nèi)壁附著(zhe)層
由於(yú)城市供(gòng)水流量計測量含有懸(xuán)浮固相(xiàng)或汙髒體的機會遠比其他流(liú)量儀表多,出現內壁附著層產生的故障概率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率(lǜ)相近,儀(yí)表還能正常輸出信號,隻是改(gǎi)變流通(tōng)麵積,形成測量誤差的隱性故障;若是高電導率附著層,電*間電動勢將被短路;若是絕緣性(xìng)附著層,電(diàn)*表麵被(bèi)絕(jué)緣而斷開測量電路。後兩種現象均會使儀表無法工作。
2.2.2雷電擊
雷電擊在線路中(zhōng)感應瞬時高電壓和浪湧電流(liú),進入儀(yí)表就會損壞儀表。雷電擊(jī)損儀表有3條引(yǐn)入途徑:電源線,傳感器勺轉換器間的(de)流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞(huài)零部件的分析,引起(qǐ)故障的感(gǎn)應(yīng)高電壓和浪湧電(diàn)流大部分足從控製室電源線路引入(rù)的,其他兩條途(tú)徑較少。還從發生雷(léi)擊事故現場了解到,不僅城市供水流量計出現故障,控製室中其他儀表電常常同時出現雷擊(jī)事故。因此使用單位要認識設置控製室(shì)儀表電源線防雷設施的(de)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(rǎo)源(yuán)不(bú)在調試期出現而在運行期間再介入的。例如一台(tái)接地保護並(bìng)不(bú)理想的城市供水流量計,調試期因無廠擾源,儀表運行正常,然而在運行期出(chū)現新幹(gàn)擾源(例如測量(liàng)點附近管道或較遠處實施管道電焊)幹擾儀表正(zhèng)常運行,出現輸出信號大幅度波動。
  1. 丙(bǐng)烯(xī)酸裝(zhuāng)置中城市供水流量計簡介及故障分析
3.1城市供水流量計簡介
丙烯酸裝置(zhì)中采用的一種城市供水(shuǐ)流量計,其為城市供水流量(liàng)計是基(jī)於數十年(nián)現場經驗實踐研發的產品,不僅耐用(yòng),而且易於操作。可更換(huàn)電*和電*粘汙度診斷功能的結合大大提高了係統可維護性。LDE采用能消除流體噪音(yīn)的“雙頻勵磁法”和為惡(è)劣環境下使(shǐ)用新增的可選“增強型雙頻勵磁法”,確保係(xì)統穩定性和快速響(xiǎng)應(yīng)。
3.2城市供水流量計(jì)的安裝(zhuāng)問題(tí)
3.2.1直(zhí)管段長度(dù)問題
為(wéi)獲得正常測量精確度,電(diàn)磁流量傳感器上遊要(yào)有一定長度直管段,但其長度與大部分其他流量儀表相比(bǐ)要求較低。90°彎頭、T形管、全開閘閥後通常認為隻要(yào)離電*中心線(不是傳感器進口端連(lián)接麵)5倍直徑(5D)長度的直管段,不同開度的閥則需10D;下遊直管段為(wéi)2~3D或無要求;但要防(fáng)止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內。各標準或(huò)檢定規程所提出上下遊直管段長度亦不一致,這是由(yóu)於為保證達到當前0.5級精度儀表的要求。
3.2.2安(ān)裝位置和流動方向問題
傳感器安(ān)裝方向水平、垂直或傾斜均(jun1)可,不受限製。但測量固液兩相流體*好垂直(zhí)安裝,自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯(chèn)裏下半部局部磨損嚴重,低流速時固相沉澱等缺點。水平安裝時要使電*軸線平行於地平線,不要處於垂直於(yú)地平線,因為處於地步的電*易被沉積物覆蓋,頂部電*易被液體中偶存氣泡擦過遮住電*表麵,使輸出信號波動。
3.3強流束的幹擾
丙烯酸裝置中,有一台比(bǐ)較重要的城市供水流量計,其安裝位置如圖1所示。城市供水流量計安裝(zhuāng)在彎曲管道的底部(bù)位置,前後(hòu)直管段(duàn)長度均符(fú)合要求。但(dàn)裝置投運後,很長時間工作不正常。從DCS趨勢(shì)圖上看出流量波動很(hěn)大,趨勢(shì)圖雜亂,而經反複檢查,儀表安裝,電*及接地均無問題。後(hòu)又檢查工藝(yì)上遊工(gōng)業管道(dào)安裝的情況,主管道的(de)流束由三股流束F1,F2,F3組成,其中F3來自一個高位槽,和城市供水流量計安裝位置標高差(chà)了約20m。而D段管(guǎn)道長約1m,H段管道長約1.5m。F3流束從高(gāo)位槽下來後,由於其巨大的位(wèi)能轉還成動能,使得F3未能和F1,F2混合好而直接穿過城市供水流量計,也即有2種不同流束的流體穿過(guò)城市供水(shuǐ)流量(liàng)計。這股流束形成了(le)對主流體(tǐ)的幹擾,使城市供水流量(liàng)計指示紊亂波動。找到原因後,將城(chéng)市供水流量計從A位置移到B位置,B位置距原管道(dào)彎曲部分約2m。改進(jìn)安裝位置後,這(zhè)一(yī)難題終於得到解決(jué)。
3.4容器內部局(jú)部阻力變化對流量(liàng)的幹擾
丙烯酸裝置內有一台城市供水流量計,其原安裝位置如圖2所示。城市供水流量計其前後直(zhí)管(guǎn)段長度及接地均符(fú)合要求,但是開車後流量示值一直(zhí)跳動(dòng),且(qiě)查不出來(lái)原因。一個偶然的(de)機會,母液罐的(de)攪拌器停止運行後卻發現城市供水流量計示值穩定了。經檢查發現(xiàn),此(cǐ)攪(jiǎo)拌器示側壁安裝,且位置距城市供水流量計管線出口翻起的波浪改變了管道出口的阻力。城(chéng)市供水流量計出口到容器壁的距離D1約1.5m,由於距(jù)離(lí)太短,攪拌波浪使管道出口的壓力波(bō)動,從而使城市供水流量計出口流(liú)速不穩,使城市供水流量計示值產生跳動。後將城市供水流(liú)量(liàng)計從(cóng)A位置移到B位置,距原(yuán)安(ān)裝約10m,城市供(gòng)水(shuǐ)流量計才(cái)得以(yǐ)正常運(yùn)行。
  1. 總結
丙烯酸裝置中,在城市供水流量計現實(shí)安(ān)裝中遇到了很多問題,經過筆者不斷地學習和對有經驗師傅的請教,從而對城市供水流(liú)量計安裝的有關問題有了較為(wéi)深刻認識。

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