[摘要(yào)]電磁流量(liàng)計 是(shì)種根據法(fǎ)拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)測量管内導電介(jiè)質體(tǐ)積流(liú)量(liàng)的感應(yīng)式儀(yí)表，已在化(huà)工中得(dé)到(dào)廣泛(fàn)應用，在運行中(zhōng)的故(gù)障判别方(fāng)法受(shòu)到(dào)了(le)國内外使(shǐ)用者的關(guān)注(zhù)，特别是對電(diàn)磁流量計的安裝，直接(jiē)決定着電磁(cí)流(liú)量計的(de)能否正常(cháng)運行(háng)和(hé)大大減少日(rì)後的維護。
1測量(liàng)原理(lǐ)
　　根據法拉(lā)第電(diàn)磁感應定律，當--導體在磁(cí)場(chǎng)中運動切割(gē)磁力線時，在導(dǎo)體的兩(liǎng)端(duān)即産生感應電(diàn)勢e,其(qí)方向由右手定(dìng)則确定，其大小(xiǎo)與磁場的磁感應強(qiáng)度b,導體在磁場内的(de)長度(dù)l及導(dǎo)體的運動(dòng)速(sù)度u成正(zhèng)比，如果b，l,u三者互相(xiàng)垂(chuí)直，則:
e=blu
　　與此相仿，在磁感應強度(dù)爲b的均(jun1)勻(yún)磁場中，垂直于(yú)磁場(chǎng)方向放(fàng)一個内(nèi)徑爲d的(de)不導磁管道，當(dāng)導電液(yè)體在管道中以(yǐ)流速u流動(dòng)時，導(dǎo)電流(liú)體就切割(gē)磁力線。

　　如果(guǒ)在(zài)管道截面上垂直(zhí)于磁(cí)場的直徑(jìng)兩端(duān)安裝一對(duì)電極(圖1)則可以證明，隻要(yào)管道(dào)内流速分布爲軸對(duì)稱分布，兩電極(jí)之間也特(tè)産生感生(shēng)電動勢:

　　由(yóu)上式可見，體積(jī)流量q與感應電(diàn)動勢e和測量管内徑d成線(xiàn)性關(guān)系，與磁場的磁(cí)感應(yīng)強度b成反(fǎn)比(bǐ)，與其它物理(lǐ)參數無關(guān)。
2電(diàn)磁(cí)流量計的安裝
　　電磁流(liú)量計的(de)正确安裝對電(diàn)磁流(liú)量計的正(zhèng)常運行極(jí)爲重要，也大大減少日後(hòu)的(de)維(wéi)護工(gōng)作量(liàng):電磁流量(liàng)計的安(ān)裝(zhuāng)要注(zhù)意以(yǐ)下幾(jǐ)個問(wèn)題:
(1)安裝場(chǎng)所。測(cè)量混(hùn)合(hé)相(xiàng)流體(tǐ)時，應(yīng)選擇不會(huì)引起(qǐ)相分離的(de)場所:避免安裝在電動機(jī)、變壓(yā)器等(děng)強電設備附近(jìn)，以(yǐ)免(miǎn)引起(qǐ)電磁場幹擾:選擇測(cè)量(liàng)管(guǎn)内不(bú)會出(chū)現負(fù)壓的場所:避(bì)免安裝(zhuāng)在周圍有強腐(fǔ)蝕性氣體(tǐ)的場(chǎng)所:環境(jìng)溫度(dù)一(yī)-般應(yīng)在(zài)-25--60'c範(fàn)圍内(nèi)，盡可能(néng)避(bì)免陽光直(zhí)射:安裝在(zài)無(wú)振動或振動(dòng)小的場所。如果(guǒ)振動過大，則應在傳(chuán)感(gǎn)器前後(hòu)的管道加固定支撐(chēng);避(bì)免安裝(zhuāng)在能(néng)被雨水直(zhí)淋或被水浸沒的場所。
(2)直(zhí)管段(duàn)長度(dù)。電磁流量計對表前直管(guǎn)段長(zhǎng)度(dù)的要求(qiú)比較(jiào)低。-般(bān)，對于(yú)90°彎頭、t形三通、異徑管(guǎn)、全開(kāi)閥]等流動(dòng)阻力件,離(lí)傳感器電(diàn)極軸中心線(不是傳(chuán)感器進口端面(miàn))應有(yǒu)3-5d的直(zhí)管段(duàn)長(zhǎng)度(dù):對于(yú)不同(tóng)開度(dù)的閥門(mén)，則要求(qiú)有10d的(de)直管(guǎn)段長度(dù):傳(chuán)感器後一般應有2d的(de)直管段長度。當(dāng)閥門不能(néng)全開(kāi)時，如(rú)果使閥門(mén)截流方(fāng)向與傳(chuán)感器電(diàn)極軸成(chéng)45°安裝，可(kě)大大減(jiǎn)小附加誤差。
(3)安裝位置和(hé)流動(dòng)方向。電磁流量(liàng)計可以水平、垂(chuí)直(zhí)或傾斜安裝(zhuāng)。水平(píng)安裝時，電磁流量計電極(jí)軸必(bì)須(xū)水(shuǐ)平放(fàng)置。這(zhè)樣(yàng)可以防(fáng)止由(yóu)于(yú)流體所(suǒ)夾帶的(de)氣泡而(ér)産生(shēng)的電(diàn)極短時間絕(jué)緣(yuán):也可(kě)防止(zhǐ)電極被流(liú)體(tǐ)中沉積(jī)物覆(fù)蓋。不應将(jiāng)電磁流量(liàng)計安(ān)裝在最高(gāo)點(diǎn)，以免有(yǒu)氣體積聚(jù)，安裝(zhuāng)在管系最高處(chù)，爲不良的安裝位置，應予(yǔ)以避(bì)免。
　　垂直(zhí)安裝時(shí)，應使流動方向向上，這樣可使(shǐ)無流量或流量(liàng)很小(xiǎo)時(shí)，流體中(zhōng)所夾帶的(de)較重(zhòng)的固體顆粒下沉，而較輕的脂肪類物質上升(shēng)離開傳(chuán)感(gǎn)器電(diàn)極區.測量泥漿(jiāng)、礦漿(jiāng)等液(yè)固二(èr)相(xiàng)流時，垂直安(ān)裝可以避(bì)免固(gù)相覺沉澱和電磁流量計襯裏不均勻(yún)磨損。傳(chuán)感器安裝(zhuāng)處應(yīng)具有一-定背壓(yā)，電磁流量計出(chū)口直接排空易(yì)造成(chéng)測量管内液(yè)體(tǐ)非(fēi)滿管，爲(wèi)不良的安裝(zhuāng)位(wèi)置，應(yīng)予以避免。爲了防止(zhǐ)傳感器内(nèi)産生負壓(yā)，電磁流量(liàng)計應(yīng)安裝(zhuāng)在泵的後(hòu)面，而不(bú)應(yīng)安裝在泵(bèng)的前面。
(4)安(ān)裝旁路管(guǎn)。爲了(le)便于(yú)液流靜止(zhǐ)時檢查(chá)和(hé)調整零點，中(zhōng)小管徑(jìng)應盡(jìn)可(kě)能安裝(zhuāng)旁路管。在測量(liàng)含有沉澱物流體時，應考慮便(biàn)于清洗(xǐ)電磁流(liú)量計的安裝方(fāng)式。如圖2.

采用(yòng)圖(tú)2安裝，即便是在(zài)生産(chǎn)中(zhōng)也可以(yǐ)切出來(lái)，進行維(wéi)護和(hé)處理。
(5)接地(dì)。
　　由于電(diàn)磁流量(liàng)計的(de)工作(zuò)原理和特性，接地屏(píng)蔽外(wài)界電(diàn)磁幹擾特别重要:同(tóng)時爲了使(shǐ)測(cè)量正确和電極不(bú)會發生電(diàn)流腐蝕，電磁流(liú)量計(jì)必(bì)須單獨接地(dì)，并使(shǐ)傳感器(qì)和流體大約(yuē)處于(yú)相同電位。分離(lí)型電磁流(liú)量計(jì) ，原則(zé)上接地應(yīng)在流量計側，轉換器接地(dì)應在(zài)同一接地點，在(zài)大多(duō)數情況下(xià)，流量計(jì)的内裝參比(bǐ)電(diàn)極或(huò)金(jīn)屬管能确(què)保所(suǒ)許的電(diàn)位平衡(héng)。因此，可以(yǐ)通過内裝的參比電(diàn)極和(hé)金屬管(guǎn)将(jiāng)管中流體接地(dì)，将流量(liàng)計(jì)的接地片與接地線(xiàn)相連。如果(guǒ)傳感(gǎn)器安裝于帶陰(yīn)極腐(fǔ)蝕保護管道上，除了流量計和(hé)接地(dì)環--起接地(dì)外，還要用(yòng)粗銅線繞過流(liú)量計(jì)跨(kuà)接在管(guǎn)道的兩法(fǎ)蘭上(shàng)，使陰(yīn)極(jí)保護電(diàn)流與流量計之(zhī)間隔離(lí)。對于金屬非接地(dì)管道(dào)，應用粗銅(tóng)線連(lián)接，保(bǎo)證法蘭至(zhì)法蘭(lán)和(hé)法蘭到(dào)流量(liàng)計(jì)是(shì)連通(tōng)的。對(duì)于(yú)非(fēi)導電(diàn)的塑料管或襯(chèn)裏管，如果沒有參比電極或由(yóu)于電(diàn)位平衡(héng)電(diàn)流的存在(zài)，需将(jiāng)流體(tǐ)通過接地(dì)環接(jiē)地(dì)。
3電磁流(liú)量計在煤化工(gōng)生産中的常(cháng)見(jiàn)問題
　　電(diàn)磁流量(liàng)計作爲(wèi)當前流程工業(yè)廣(guǎng)泛使(shǐ)用的流(liú)量計，在(zài)應用過程(chéng)中依(yī)據其故障(zhàng)與成(chéng)因分(fèn)爲五類，下(xià)面就電磁流量計的這(zhè)些常見(jiàn)故障的成因、檢(jiǎn)測判(pàn)别方(fāng)法以(yǐ)及對故障(zhàng)的處理方(fāng)式簡(jiǎn)要闡(chǎn)述。
3.1液體中(zhōng)含有(yǒu)氣泡(pào)和非(fēi)滿管(guǎn)的現象
　　液(yè)體中(zhōng)含有氣泡的現場導(dǎo)緻測(cè)量不準或測量值波(bō)動(輸出(chū)波動)，液(yè)體中泡狀氣體(tǐ)的形成有從外界吸(xī)入和液體(tǐ)中溶解氣體(空(kōng)氣)轉變成(chéng)遊離狀氣泡兩(liǎng)種途(tú)徑。若液體中含(hán)有較大(dà)氣泡，則因擦(cā)過電(diàn)極時(shí)能遮蓋整個電極，使流量信号(hào)輸入回(huí)路瞬時(shí)開路(lù)，導緻輸出(chū)信(xìn)号出現波動(dòng)。非滿管現象可以看作(zuò)液(yè)體中(zhōng)含有氣泡的一(yī)種極(jí)端情況。液(yè)體未充滿管道(dào)可分爲(wèi)液面高(gāo)度高于測量電(diàn)極水平(píng)面(miàn)或低(dī)于水(shuǐ)平面兩種情(qíng)況。當管内液(yè)面高于電極水(shuǐ)平面時，若管系(xì)的前後(hòu)直管段(duàn)比較(jiào)理想時，電磁流(liú)量計的測(cè)量大多(duō)能夠穩定，但(dàn)流量(liàng)計所計量的(de)液體體(tǐ)積包(bāo)含了管内的氣(qì)體體(tǐ)積，故(gù)這種(zhǒng)測量存在着很大(dà)的測量(liàng)誤差。當(dāng)管内液(yè)面高(gāo)度低于電(diàn)極表面(miàn)時，此時(shí)電極裸露在空(kōng)氣中，測量(liàng)回路(lù)實際處于(yú)開路狀态(tài)。電磁流量(liàng)計的測量值和(hé)輸出(chū)處于一(yī)種随機(jī)的狀(zhuàng)态，不停地波動或是(shì)滿度。這也是在非工作(zuò)狀态即(jí)管道無液體(tǐ)介(jiè)質時，電(diàn)磁(cí)流量(liàng)計指(zhǐ)示(shì)随(suí)機值，工藝(yì)人員有時(shí)會(huì)認爲流量計(jì)出故(gù)障。
　　最(zuì)簡單(dān)的判别方(fāng)法是當遇到波(bō)動時(shí)，切斷磁場(chǎng)的勵磁回(huí)路電(diàn)流，如(rú)果此時儀表依然有顯示且不(bú)穩定時(shí)，說(shuō)明大(dà)多是(shì)由(yóu)于(yú)氣泡或非(fēi)充滿管的(de)影響造(zào)成。如(rú)果(guǒ)此時以萬(wàn)用表測量電極電阻(zǔ)，可測量到電極(jí)的回(huí)路電(diàn)阻要(yào)比正常時(shí)高;引(yǐn)起這方面的現(xiàn)象的(de)多數還是(shì)在安(ān)裝(zhuāng)方(fāng)面的(de)原因(yīn)，電磁流量(liàng)計的(de)安裝(zhuāng)合适(shì)與否直接(jiē)影響(xiǎng)到測量效果，同(tóng)時對于被測介質(zhì)中(zhōng)含有空氣(qì)的情況，如果判斷是由安(ān)裝位(wèi)置引(yǐn)起的，如因(yīn)電磁(cí)流量(liàng)計裝(zhuāng)在管道的高點(diǎn)而滞(zhì)留(liú)氣體或(huò)外界吸入(rù)空氣(qì)造成流量計波動的話，更換安(ān)裝(zhuāng)位(wèi)置是最徹(chè)底的解決(jué)方法，在管(guǎn)線最低點或采用u型管安(ān)裝。但很多應用(yòng)情(qíng)況是(shì)口徑較(jiào)大或(huò)者安裝的(de)位置不易改換，建議在(zài)流量計.上遊(yóu)安裝集氣(qì)包和(hé)排(pái)氣閥，在(zài)安裝(zhuāng)了(le)排(pái)氣裝(zhuāng)置後(hòu)，測量即恢複正常(cháng)。在流量計安(ān)裝時盡量(liàng)避(bì)免出現非滿(mǎn)管的情況(kuàng)，如前(qián)面提(tí)及(jí)的在管(guǎn)線最低端安裝(zhuāng)或有意(yì)将流量計安裝在u型管(guǎn)道和垂直管道上。典型故(gù)障:煤(méi)氣化33單元p-3301ab出口(kǒu)流量(liàng)，由(yóu)于(yú)安裝(zhuāng)在(zài)泵的出口高(gāo)處水平管道上(shàng)，造成工(gōng)藝水沒(méi)充滿電磁(cí)流量(liàng)計，造成指(zhǐ)示波(bō)動大(dà)，即(jí)測(cè)量值(zhí)和輸出處于一(yī)種随機的狀态(tài)，不停地波動或是滿量程(chéng):工藝(yì)無法參考，把電(diàn)磁流(liú)量計改裝(zhuāng)到垂直管(guǎn)道或(huò)合适的(de)水(shuǐ)平管(guǎn)線上(shàng)，才能徹底解決問題:存在(zài)同樣問題的還有33ft-0002、36ft-0001、36ft-0002，都是(shì)由于安裝位置(zhì)不(bú)合适(shì)造成(chéng)指示波動(dòng)大。
3.2電極腐蝕
　　在(zài)排除(chú)氣泡的因(yīn)素後(hòu)有因電極(jí)腐蝕(shí)而造成測(cè)量值晃動(dòng)的情(qíng)況，且(qiě)都以傳感(gǎn)器失效而告終(zhōng)。
　　由于電極材料(liào)的選(xuǎn)擇(zé)不當造(zào)成電(diàn)極(jí)爲被測(cè)液體所腐(fǔ)蝕，從(cóng)而導(dǎo)緻(zhì)流量計輸出波動。電極(jí)一旦被腐蝕後(hòu)，所造成的結果(guǒ)對此的解決方(fāng)法，隻有更(gèng)換新(xīn)的電(diàn)極。
3.3電極結(jié)垢及電極短路
　　電極短路的判(pàn)别比較簡(jiǎn)單，若被測介質中含(hán)有金屬物質時，電極(jí)短路較易(yì)診斷，此時測量值(zhí)明(míng)顯偏小或(huò)趨于零(líng)。但這種(zhǒng)現象(xiàng)在日常運行中并不多見。因電磁流量計(jì)經常應用(yòng)于原(yuán)水和(hé)污水等計(jì)量環境，電極結(jié)垢的發(fā)生幾率(lǜ)較高。當電(diàn)極結(jié)垢時(shí)，表現爲信(xìn)号逐漸減(jiǎn)小(xiǎo)，直(zhí)至絕緣而使得(dé)信号回路開路(lù)，此時(shí)流量信号被隔絕。
　　當被測(cè)介質(zhì)的(de)粘度較(jiào)高時，易在(zài)管壁(bì)附着和(hé)沉澱，若(ruò)附着(zhe)的介質是(shì)比被測液體電(diàn)導率高的導電(diàn)物質，則(zé)信号電(diàn)勢被分(fèn)流而不(bú)能工(gōng)作，即(jí)電極(jí)短路，若是非導(dǎo)電層(céng)，就是我們(men)日常所(suǒ)說的電極結(jié)垢，則(zé)使電(diàn)極開路而不能工作。結合工藝(yì)工況拆下(xià)清洗電磁(cí)流量計是一個比(bǐ)較徹底的方(fāng)法。
　　典型案例:煤氣化(huà)14單元(yuán)，渣池循環水泵p-1402ab出口去v-1402的(de)渣池水的(de)電(diàn)磁流量(liàng)計14ft-0003,由(yóu)于渣池水(shuǐ)含細渣和污垢(gòu)，加上是水平安(ān)裝，更容易(yì)造成(chéng)襯裏和電極結(jié)垢，從(cóng)而(ér)造成流(liú)量計的指(zhǐ)示逐(zhú)漸減小。解決方(fāng)案，是管路(lù)進行改造，增(zēng)加旁路(lù)，便于(yú)生産期間可(kě)以(yǐ)交(jiāo)出，清洗(xǐ)電磁流量計。
3.4襯(chèn)裏變(biàn)形(xíng)
　　測量不(bú)準确或電磁流量計(jì)損(sǔn)壞(huài)。襯裏變(biàn)形(xíng)，大多發生(shēng)在氟塑料的襯(chèn)裏，氟塑料(liào)襯裏特别(bié)是(shì)聚四氟(fú)乙烯(ptfe)襯裏(lǐ)本身(shēn)的工藝結構，因(yīn)爲聚四(sì)氟(fú)乙烯與管(guǎn)壁(bì)間僅靠(kào)壓貼，無粘(zhān)結力(lì)，故不能用于負(fù)壓管道(dào)。聚四氟(fú)乙烯(ptfe)實用溫(wēn)度不能大于(yú)150°，因此，聚四氟(fú)乙烯(ptfe)襯裏的(de)電磁流量計不能應用于(yú)高溫場合(hé)管道(dào)，若在(zài)高溫(wēn)下瞬(shùn)時形成負壓後(hòu)則會引起(qǐ)襯裏(lǐ)變形(xíng)。

　　典型(xíng)案例(lì):煤化(huà)工裝置中(zhōng)，泵p-1601打到j-1602的(de)電磁流量計(jì)16ft-0012，在生産(chǎn)工作過程(chéng)中，指示逐漸變(biàn)小，停(tíng)車拆開檢(jiǎn)查，檢查發(fā)現四(sì)氟襯裏變形(xíng)，向(xiàng)内鼓(gǔ)泡，如(rú)圖3:後分析(xī)原因發(fā)現(xiàn)管道(dào)介質溫度工況(kuàng)在150°以上，因電磁流量計是四氟(fú)襯裏，使用溫度(dù)不應超過(guò)150°，另外(wài)工藝停泵p-1601，沒有(yǒu)打開排放，電磁(cí)流量計(jì)安裝位置又高，溫度冷卻(què)冷凝(níng)後形成負壓(yā)，造成襯裏(lǐ)變形。

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