BURKERT流量計的安裝及故障處理探討

    BURKERT流量計在化工應(yīng)用中約占工業(yè)流量儀表總數(shù)的5%-6.5%,特別是2000年以來,這個數(shù)值仍有上升趨勢。在工業(yè)生產(chǎn)過程各種參數(shù)(如壓力、溫度、液位等)的測量中,以流量測量zui為復(fù)雜,也是較難準(zhǔn)確測量的參數(shù)。在數(shù)十種常用流量測量儀表中,電磁流量計因其本身的和特點而處于重要的使用位置。就測量導(dǎo)電液體流量而言,不管目的是監(jiān)控還是計量,電磁流量計都能做到測量穩(wěn)定、可靠、精度高、易維護(hù)。

    BURKERT流量計的工作原理和結(jié)構(gòu)

    BURKERT流量計的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場中切割磁力運動時在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如圖1所示在EMF測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時,則會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,由管道內(nèi)部的兩個電極測量并引出感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實現(xiàn)流體與測量電極的電磁隔離。假設(shè)電磁感應(yīng)線圏產(chǎn)生磁場強(qiáng)度B(T)為恒定,產(chǎn)生的感應(yīng)電壓Ue(V)正比于流體平均速度V(m/s),系數(shù)為k,測量管內(nèi)徑L(m)為已知,則體積流量Qv(m3/s)可通過如下公式計算:

    BURKERT流量計和變送器兩大部分組成。傳感器測量管上下裝有勵磁線圈,通勵磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢,送到變送器。勵磁電流則由變送器提供。

    BURKERT流量計適用于電導(dǎo)率大于5uS/m的導(dǎo)電液體,介質(zhì)的zui高壓力為4Mpa,介質(zhì)的溫度范圍為-60~180℃,具有測量精度高、量程比大(zui大可達(dá)1000:1)、系統(tǒng)無壓力損失、附加功能多等特點。前后直管段為5D和2D。電磁流量計的傳感器zui高防護(hù)等級可達(dá)IP68(潛水型),有普通型、隔爆型和本安型三類產(chǎn)品。電磁流量計可以在任意管道上安裝,但是電磁流量計測量電極的軸線必須保持水平方向,且與管道中心線互相垂直。電磁流量計的傳感器一定要安裝在不產(chǎn)生氣體的管道上,同時液體必須充滿管道。用于易粘附、沉積、結(jié)垢等介質(zhì)時,流速要求應(yīng)不低于2m/s,zui好提高到3-4m/s或以上,起到自清洗、防止粘附沉積等作用。用于礦漿等磨蝕性強(qiáng)的流體,流速應(yīng)低于2~3m/s,以降低襯里和電極的磨損。襯里、電極和接地環(huán)材料的選擇也很關(guān)鍵,受襯里材料和電極絕緣材料的溫度限制,不能測量較高溫度的液體。

    BURKERT流量計可安裝在任何位置,垂直水平也可傾斜,但安裝應(yīng)測量管內(nèi)任何時候都能充滿介質(zhì),不得有不滿管現(xiàn)象或者有大量氣泡能過傳感器(圖3)傳感器水平安裝時電極中心軸線盡量水平(圖4)。對于液固兩相介質(zhì),zui好是垂直安裝(圖5)。

    傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離大功率變頻器或強(qiáng)磁場源。外磁場強(qiáng)度400mA(圖6)。直管段長度(圖7)。工藝管道密封橡膠墊接地法蘭應(yīng)同心,不得相互錯位,避免產(chǎn)生漩渦流,影響流量信號(圖8)。

    在傳感器臨近管道進(jìn)行焊接或火焰切割時,要有隔離措施防止襯里受熱。其他需要注意的安裝事項

    a.盡可能避免測量管內(nèi)變成負(fù)壓;

    b.選擇震動小的場所,特別對一體型儀表;

    C.避免附近有大電機(jī)、大變壓器等,以免引起電磁場干擾;

    d.易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所;

    e.盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體;

    f.盡可能避免受陽光直照。

    5.電磁流量計實際應(yīng)用故障的分析

    5.1故障現(xiàn)象

    在某次調(diào)度值班中,發(fā)現(xiàn)在合成車間一個重要裝置內(nèi)的一個電磁流量計的流量數(shù)值有時會出現(xiàn)大幅度跳動,特別是在開車的時候,從趨勢圖上看出流量波動很大,趨勢圖雜亂,已經(jīng)無法正確辨讀現(xiàn)場實際流量值。

    5.2故障分析

    BURKERT流量計安排技術(shù)人員進(jìn)行故障排査。首先排除調(diào)度集控室到現(xiàn)場流量計之間的網(wǎng)絡(luò)波動及時鐘不同步問題,又對現(xiàn)場儀表安裝、電極、接地反復(fù)檢查,均無問題,直査不出原因。一個偶然的機(jī)會,在混合罐內(nèi)的攪拌器停運后發(fā)現(xiàn)流暈數(shù)值穩(wěn)定了,繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn),此攪拌器是側(cè)壁安裝,且其位置距流量計管線出口位置僅1m。很顯然,是攪拌器槳葉所翻起的浪波改變了管道出口的阻力。流量計出口到容器壁的距離D1約1.5m,由于距離太短,攪拌浪波使管道出口壓力波動,從而使流量計出口流速不穩(wěn),使流量值產(chǎn)生跳動。之前安裝位置原理安裝在位置A,其前后直管段長度及接地均符合要求,但因混合罐內(nèi)的攪拌器是側(cè)壁安裝,所以實際攪拌器離電磁流量計距離較近,影響管道出口壓力,從而使電磁流量計流速出現(xiàn)較大波動。