摘(zhāi)要:電磁流(liú)量計(jì)
是工業(yè)生産過(guò)程中(zhōng)的(de)常(cháng)用計(jì)量設(shè)備,常用于(yú)清水、污(wū)水(shuǐ)、氣(qì)源(yuán)、藥劑等的計量(liàng),其正确性直接影響日常成本核(hé)算、能(néng)耗等重要指(zhǐ)标(biāo)的正确(què)性。因此,選(xuǎn)擇質量可(kě)靠、運(yùn)行穩(wěn)定、測量正确的流量(liàng)計是(shì)非常(cháng)重要(yào)的。介紹流量計(jì)的測量原(yuán)理和(hé)内部結構(gòu),并結合設備具(jù)體應(yīng)用(yòng)場景分(fèn)析指标的選擇(zé)及維護維(wéi)修方法,确保(bǎo)設備穩(wěn)定運行。
0引(yǐn)言
近(jìn)年來，随(suí)着國家(jiā)對環境保(bǎo)護的要求(qiú)越來(lái)越高(gāo)，污水處(chù)理行業已經(jīng)成爲國家建設(shè)的重(zhòng)要組(zǔ)成部分(fèn),各污水處理(lǐ)企業(yè)對進(jìn)廠區的污(wū)水計(jì)量正确程(chéng)度要(yào)求也(yě)進一(yī)步加(jiā)強。計量設(shè)備主(zhǔ)要以(yǐ)電磁流量計和(hé)超聲(shēng)波流量計爲(wèi)主，管道(dào)式電磁計(jì)量以(yǐ)其運(yùn)行穩定、數(shù)值讀取準确等優點廣(guǎng):受青睐(lài)。考慮到電(diàn)磁流量計的運行工(gōng)況和(hé)密封要求(qiú)，管道式流(liú)量計主體多爲全密封式(shì)設計。某污(wū)水處理廠(chǎng)e+h5l4ct8-1202/0型進(jìn)水流量計的使(shǐ)用與(yǔ)維修(xiū)經驗。
1電磁流量計測(cè)量原理
管(guǎn)道式(shì)流(liú)量計
測量原(yuán)理如(rú)圖1所(suǒ)示。流動的(de)介質(zhì)相當(dāng)于運動(dòng)的(de)導體(tǐ)，其感(gǎn)應(yīng)電壓ue與(yǔ)介質流速v成比(bǐ)例關(guān)系，通(tōng)過(guò)兩(liǎng)個測量電(diàn)極加(jiā)載在放(fàng)大器上(shàng)。并可(kě)以根據管道橫截(jié)面積a計(jì)算體積流(liú)量q。
其(qí)中,ue爲感應電壓(yā),b爲磁場強度,l爲電極間距,i爲電(diàn)流,v爲(wèi)流速(sù)。
2電(diàn)磁流量(liàng)計主要(yào)組成
以(yǐ)e+h5l4ct8-1202/0型集成(chéng)流量計(jì)爲(wèi)例進(jìn)行介紹,其主要組件(jiàn)有變(biàn)送器(qì)、磁路系統、測量導管(guǎn)、電極、殼體(tǐ)、襯裏、連接電纜(lǎn)等(圖(tú)2)。
(1)磁(cí)路系統:用來産(chǎn)生(shēng)均勻的直流或(huò)交流磁(cí)場。直流磁路用(yòng)永磁體來(lái)實現(xiàn),優點(diǎn)是(shì)結構簡(jiǎn)單,受(shòu)交流磁場的幹擾(rǎo)較少。直(zhí)流磁場容易造(zào)成測量導(dǎo)管内電解液(yè)極(jí)化,負(fù)極被(bèi)正離子包圍,正極被負離(lí)子包圍,兩(liǎng)個電極之間内(nèi)阻增大,影(yǐng)響(xiǎng)測(cè)量設(shè)備的(de)準确性,所(suǒ)以一般采用交(jiāo)流磁場。
(2)測量導(dǎo)管:用于(yú)被測導電介質(zhì)通(tōng)過,一(yī)般選擇低導熱(rè)性、低導電性低(dī)，同時具(jù)備(bèi)一(yī)定機械(xiè)強度(dù)的材料,例如玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁(lǚ)材、不鏽鋼等。
(3)電極:反(fǎn)饋與被(bèi)測(cè)電位成正(zhèng)比的(de)感應(yīng)電(diàn)動勢信号。電極一般采用非磁性304或316不(bú)鏽鋼制成,要求(qiú).與流(liú)量計襯裏(lǐ)結合平(píng)整,保證流體(tǐ)流動順暢(chàng)。其(qí)最佳安(ān)裝位(wèi)置是(shì)管道(dào)垂直(zhí)方向,應防止其被藥(yào)劑、泥砂等(děng)介質(zhì)覆蓋(gài),影響(xiǎng)其(qí)精(jīng)度。
(4)外殼:由(yóu)鐵磁材料制(zhì)成(chéng),保證其磁(cí)通量(liàng)的穩定性(xìng),同時可以(yǐ)隔(gé)絕(jué)周圍(wéi)磁場的幹(gàn)擾。
(5)内(nèi)襯:在(zài)流量計(jì)測(cè)量導管内側及(jí)法蘭(lán)密(mì)封(fēng)面上(shàng),擁有(yǒu)一層(céng)完整(zhěng)的電氣絕(jué)緣内(nèi)襯。它與被(bèi)測介質直(zhí)接(jiē)接觸,其(qí)作用(yòng)是增(zēng)強測(cè)量導(dǎo)管的耐酸(suān)堿性,其材料多(duō)數爲(wèi)耐(nài)腐蝕(shí)、耐(nài)高溫(wēn)、耐磨(mó)的硬(yìng)質橡膠(jiāo)、聚氨酯(zhǐ)、聚四氟乙(yǐ)烯塑(sù)料等(děng)。
(6)變送器:作(zuò)用是将感應電動勢信号(hào)放大(dà)成統一的标準(zhǔn)信号(hào)并抑制主(zhǔ)要幹擾信(xìn)号。
(7)連(lián)接電(diàn)纜:包括電(diàn)極電(diàn)纜(lǎn)及(jí)供電(diàn)電纜(lǎn),其(qí)敷(fū)設應(yīng)遠離電(diàn)氣設備(bèi)和開(kāi)關部件，電(diàn)纜屏蔽(bì)層必須(xū)兩端(duān)接(jiē)地,确保(bǎo)滿足(zú)emc要求。
3電磁(cí)流量(liàng)計(jì)故障類型(xíng)及檢查流程
以分體(tǐ)式流量計爲例,介(jiè)紹流(liú)量計内(nèi)部結構(gòu)及本體電極分(fèn)布情況(圖3、圖4)。在(zài)流量計(jì)的(de)使用(yòng)過程中,常見故(gù)障有無(wú)流(liú)量信(xìn)号輸(shū)出(chū)、輸出信(xìn)号(hào)晃(huǎng)動(dòng)等,檢查(chá)步驟(zhòu)如下(xià)。
3.1無流量(liàng)信号(hào)輸出(chū).
檢查(chá)流程(chéng)爲:①檢(jiǎn)查變(biàn)送器電源(yuán)是否通電、熔.絲及各(gè)級電源是(shì)否正(zhèng)常,變(biàn)送器内部(bù)電路闆(pǎn)是否正常、是(shì)否報錯;②勵(lì)磁和信号電纜(lǎn)是否(fǒu)導通、接線(xiàn)是否正(zhèng)确(què),電纜(lǎn)屏蔽層(céng)是否接(jiē)地、電纜阻(zǔ)抗是(shì)否正(zhèng)常;③檢查本(běn)體電極及線圈(quān)的絕(jué)緣性、勵磁(cí)線圈是(shì)否完好(hǎo)、電極是否鏽蝕(shí)、内部接線(xiàn)是否斷線、襯裏是否(fǒu)磨損;④被測(cè)液體(tǐ)與電極材料之(zhī)間是否産生表面效應(yīng),例(lì)如電(diàn)化學和(hé)極(jí)化現(xiàn)象、觸媒作用形(xíng)成(chéng)氣霧等。
3.2輸出(chū)信号晃動
檢查(chá)流程爲(wèi):①檢(jiǎn)查安裝電(diàn)磁流(liú)量計傳感(gǎn)器的管系(xì)是否有脈動流(liú)動擾動源;②管(guǎn)體(tǐ)内是(shì)否(fǒu)充(chōng)滿液(yè)體、液體是否含(hán)有氣(qì)泡;③檢查變(biàn)送器電源是否(fǒu)通電,熔(róng)絲(sī)及各(gè)級電源是否正(zhèng)常，變(biàn)送(sòng)器内部(bù)電路闆是否正(zhèng)常、是否報錯;④檢(jiǎn)查傳(chuán)感器是否(fǒu)可靠接(jiē)地、是否(fǒu)有空間電場或(huò)磁場(chǎng)幹擾,勵磁(cí)和(hé)信号電(diàn)纜屏(píng)蔽層是否(fǒu)接地(dì);⑤被測(cè)液(yè)體與電極材(cái)料之(zhī)間是(shì)否産生表面效(xiào)應,如(rú)電(diàn)化學和(hé)極化現象、觸(chù)媒(méi)作用(yòng)形(xíng)成氣霧(wù)等;⑥檢查本體電(diàn)極及線圈的絕(jué)緣(yuán)性、檢(jiǎn)查勵磁線圈是否完(wán)好、電極是否(fǒu)鏽蝕(shí)、内部(bù)接(jiē)線是否(fǒu)斷線(xiàn)、襯裏是否(fǒu)磨損。
3.3零點不穩(wěn)定
檢查流(liú)程爲:①檢查安裝(zhuāng)電磁(cí)流量計傳感器的管(guǎn)系(xì)是否有(yǒu)脈(mò)動流動擾動(dòng)源;②管體内是否(fǒu)充滿液體、液體是否含(hán)有氣泡(pào);③檢查傳感器是否可(kě)靠接地、是(shì)否有空(kōng)間電場或磁場幹擾,勵(lì)磁和(hé)信(xìn)号電纜屏蔽(bì)層是否接(jiē)地;④液體電(diàn)導率(lǜ)是否均勻、電極(jí)是否存在(zài)污染等問題(tí);⑤信(xìn)号回路絕緣(yuán)性(xìng)是否正常(cháng)。
4電磁流量(liàng)計維修(xiū)案(àn)例分析
保(bǎo)證管(guǎn)道式(shì)電磁流量(liàng)計
計(jì)量穩(wěn)定(dìng)、準(zhǔn)确的(de)工作從設計和(hé)安裝階段就(jiù)開(kāi)始進(jìn)行(háng)。流量計的安(ān)裝(zhuāng)應滿足其對前、後直管(guǎn)段的(de)要(yào)求(qiú)，應保(bǎo)證流(liú)量計上遊(yóu)直管段長度≥5d(d爲(wèi)管徑),下(xià)遊直管(guǎn)段長度≥3d,以(yǐ)消除(chú)安裝位置造成的測(cè)量誤差，同時應減(jiǎn)少(shǎo)晃動(dòng)、規避(bì)幹擾源，且管道中不(bú)能出(chū)現非滿管、紊流(liú)等問題。如果流(liú)量計安裝現場(chǎng)不能滿足(zú)上述(shù)要求(qiú)，就可(kě)能造(zào)成流量計計量波動。
結合故(gù)障(zhàng)案例進行(háng)分析:1号進(jìn)水(shuǐ)流量計(jì)瞬時數據(jù)出現(xiàn)波動(dòng),在同工況(kuàng)下計量(liàng)值與其(qí)他3台(tái)流量(liàng)計數(shù)值對比有(yǒu)明顯偏差。4台流量計每日累計數據值見表(biǎo)1。
由表(biǎo)1可(kě)以看出,1号(hào)流量(liàng)計與其(qí)他3台流(liú)量計累計計值(zhí)偏差較大,且數(shù)值波幅較(jiào)大。對電磁流(liú)量計的(de)變送器(qì)電路闆(電源(yuán)闆、信号闆、通信闆)進行檢(jiǎn)測,對設備内檢(jiǎn)(heartbeat心跳技(jì)術(shù))等進行校(xiào)核(hé),效果均(jun1)不明(míng)顯。考(kǎo)慮到數據(jù)傳(chuán)輸電纜(lǎn)曾經(jīng)受(shòu)過(guò)損傷,更換(huàn)了連(lián)接電(diàn)纜。
對(duì)測量傳感(gǎn)器本體絕(jué)緣情(qíng)況進行檢(jiǎn)查，觀(guān)測絕緣阻值是(shì)否正常、電極是(shì)否鏽蝕、線圈是(shì)否鏽(xiù)斷。1号電.磁(cí)流量(liàng)計本體電(diàn)極參數見表2。
由表2可(kě)以看出，線(xiàn)圈和4個(gè)電(diàn)極對(duì)地絕(jué)緣(yuán)性(xìng)能均(jun1)已嚴重超出出(chū)廠允許(xǔ)的誤(wù)差(chà)範圍，因此(cǐ)初步(bù)判定故(gù)障原因(yīn)爲絕緣(yuán)下降。
根(gēn)據(jù)管道(dào)式電磁(cí)流量(liàng)計本(běn)體電(diàn)極及線圈(quān)絕緣原理(lǐ)，基本(běn)判定(dìng)是勵(lì)磁線圈和(hé)電(diàn)極絕緣(yuán)性能(néng)不良,導緻測(cè)試(shì)結果顯示(shì)異常。搜集、查(chá)閱相關資料,并綜合考(kǎo)慮現(xiàn)場工況，認(rèn)爲對直徑1800mm流量(liàng)計不能拆除維(wéi)修。經過(guò)充分讨論,決定(dìng)在(zài)不停産的情況(kuàng)下進(jìn)行維修,并制定(dìng)出維(wéi)修實施方案。
考慮到該管道流量計的防(fáng)護等級爲(wèi)ip67,根據(jù)其本體(tǐ)内(nèi)部(bù)構(gòu)造确定開腔形式、位置(zhì)、尺(chǐ)寸,在其上部開大窗(chuāng)(1500mmx500mm),以滿足保證電(diàn)磁線圈在(zài)拆裝(zhuāng)過程(chéng)中(zhōng)不(bú)受損(sǔn);中部左右(yòu)電極位置(zhì)開小窗(500mmx500mm),便于(yú)接線(xiàn)和再次(cì)密封;下部(bù)由于(yú)位置較低,很難(nán)操作，決定開大(dà)窗(1500mmx1200mm),便于(yú)狹窄空(kōng)間開(kāi)口和再次(cì)密封(fēng)。
打開密(mì)封(fēng)後,發現1号電極位置有進水現(xiàn)象,導緻電磁線(xiàn)圈和電(diàn)極安裝(zhuāng)部位(wèi)發(fā)生(shēng)鏽(xiù)蝕(shí)絕緣(yuán)失效(xiào)。對1号(hào)電極進行(háng)除鏽(xiù)處理并(bìng)壓緊，對(duì)其他(tā)3個電極安(ān)裝環(huán)進行(háng)除(chú)鏽(xiù),同時更換(huàn)所有(yǒu)連接(jiē)導線(xiàn),再次(cì)測試電磁(cí)流量(liàng)計本(běn)體電(diàn)極參(cān)數(表(biǎo)3)。
由(yóu)表3可以(yǐ)看出，電極絕緣(yuán)性能(néng)恢複(fú)至允(yǔn)許的(de)誤(wù)差範圍(wéi)内。
電極絕緣性(xìng)能修(xiū)複(fú)後,按維修方(fāng)案對其進(jìn)行複位,其中，上(shàng)蓋采取密封條(tiáo)加(jiā)螺絲固定，下(xià)蓋和左(zuǒ)右開口(kǒu)采.取點焊固定(dìng)強度,防(fáng)水結構(gòu)膠填(tián)縫。對(duì)流量(liàng)計本(běn)體進行焊(hàn)接及密封,設備(bèi)功能已基(jī)本恢(huī)複。修複後(hòu)的流量計從數(shù)據連續上觀察,1号流(liú)量計的(de)波動幅度和(hé)日累(lèi)計值(zhí)與其他(tā)3台流量計數(shù)據相(xiàng)差極(jí)小(xiǎo)，說明(míng)設(shè)備功(gōng)能已恢複正常(cháng),具體數(shù)據(jù)見表4。
5結束(shù)語(yǔ)
管道式(shì)電磁流量計原(yuán)理簡(jiǎn)單(dān),在一般(bān)情況下故障率極低(dī),但(dàn)因(yīn)其防(fáng)護等級較(jiào)高,管(guǎn)道主(zhǔ)體制造過(guò)程中又采用整(zhěng)體焊(hàn)接工藝,導(dǎo)緻維修人員往(wǎng)往不(bú)了(le)解(jiě)其内(nèi)部結構(gòu)。出現故障(zhàng)後,很難維修(xiū)人員快速找到故障(zhàng)原(yuán)因。本文結合設備(bèi)故障(zhàng)案例(lì)，根據故障現象逐步(bù)檢查(chá)判斷(duàn),發(fā)現并解(jiě)決設備(bèi)出現的問題。
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