念會(huì)濤
(云錫文山鋅銦冶煉有限公司,云錫 文山 663700)
云錫文山鋅銦冶煉有限公司是年產(chǎn)10萬(wàn)噸鋅60噸銦的一家大型冶煉企業(yè),在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有酸性、堿性、中性等介質(zhì),且這些介質(zhì)多數(shù)都有較高的溫度,在現(xiàn)場(chǎng)使用的電磁流量計(jì)品牌多數(shù)為科隆的電磁流量計(jì),其襯里材料用的基本都是聚四氟乙烯PTFE,電極材料用了含鉬不銹鋼SS316L、哈氏合金C、鉭三種材料,基于現(xiàn)場(chǎng)介質(zhì)種類較多,不同的介質(zhì)材料需選擇不同的襯里材料和電極材料,所有選型選對(duì)是很重要的,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)流程較長(zhǎng)、較復(fù)雜我們使用了200多臺(tái)電磁流量計(jì),問(wèn)題頻發(fā),所以就要求我們維護(hù)人員必須掌握電磁流量計(jì)的安裝要求及流量計(jì)的工作原理、常發(fā)故障,并能有效解決出現(xiàn)的問(wèn)題。
電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小,可測(cè)流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20:1以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,最大可達(dá)3m,輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性,精確度較高,可測(cè)量電導(dǎo)率大于等于5us/cm的酸、堿鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。
但它不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。同理,導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí),也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定,感應(yīng)電勢(shì)的大小由公式EX=BDV(1)確定。式中EX-感應(yīng)電勢(shì);B-磁感應(yīng)強(qiáng)度,D-管道內(nèi)徑,v-液體的平均流速,然而體積流量qv等于流體的流速V與管道截面積(ΠD2)/4的乘積,將式(1)代入該公式得 :QV=(ΠD/4B)*EX。由公式可知,在管道直徑D已定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí),被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極,就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex,測(cè)量此電勢(shì)的大小,就可求得體積流量。如果知道被測(cè)介質(zhì)的密度也可求出質(zhì)量流量。
(1)工藝管徑和流量范圍——決定流量計(jì)口徑及是否需要用異徑管。
(2)使用環(huán)境工況條件要素:防護(hù)等級(jí)、防爆要求、電源電壓、工藝管道材質(zhì)(金屬與絕緣管路)——決定接地法蘭的需求。
(3)被測(cè)介質(zhì)的理化性能:電導(dǎo)率、溫度、壓力、含氣泡,固體顆粒成分、腐蝕性——決定電極材料,型式、襯里材料。
(4)對(duì)儀表結(jié)構(gòu)要求——一體、分體選擇、分體型應(yīng)提供電纜長(zhǎng)度需求。
(5)對(duì)儀表精度要求——確定使用轉(zhuǎn)換器規(guī)格。
(6)對(duì)儀表輸出信號(hào)、顯示內(nèi)容、通訊接口及自診斷功能的要求——決定轉(zhuǎn)換器型號(hào)。
(7)對(duì)儀表價(jià)格的心理價(jià)位
選型原則:保證滿足測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的工況條件;達(dá)到儀表使用的精度與功能要求;力求價(jià)格便宜適中
(8)電磁流量計(jì)電極材質(zhì)的選擇
含鉬不銹鋼SS316L/316Ti:主要用于生活工業(yè)用水、原水、下水、污水、稀酸、稀堿等弱腐蝕性酸、堿、鹽液。
哈氏合金C、哈氏合金B(yǎng):弱酸、弱堿。
鈦:能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氧化性酸(包括發(fā)煙硝酸)、有機(jī)酸、堿等的腐蝕,不耐較純的還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕,但如酸中含有氧化劑時(shí)則耐酸腐蝕大為降低。
鉭:具有優(yōu)良的耐腐蝕性,和玻璃很相似,除了氫氟酸、堿外,幾乎能耐一切化學(xué)介質(zhì)(包括沸點(diǎn)的鹽酸、硝酸和175℃以下的硫酸)的腐蝕。在堿中不耐腐蝕。
鉑銥:抗腐蝕性能相當(dāng)廣泛。
低噪音電極:可選哈氏合金材質(zhì)或SS316材質(zhì),可適應(yīng)于漿料和纖維介質(zhì)。
(9)電磁流量計(jì)襯里的選擇
應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性,磨損性及溫度來(lái)選擇。硬橡膠及氯丁橡膠,可耐一般的弱酸,堿腐蝕,耐溫80℃,氯丁橡膠有耐磨性,聚四氟乙烯幾乎能耐除熱磷酸以外的強(qiáng)酸、堿腐蝕,介質(zhì)溫度可達(dá)180℃,但不耐磨損。聚氨酯橡o膠有較好的耐磨損性,但不耐酸、堿腐蝕。耐溫度性也差,介質(zhì)溫度小于65℃。
在我們現(xiàn)場(chǎng)多數(shù)溫度較高,所以大多使用聚四氟已烯材質(zhì)的襯里。
(1)傳感器上箭頭方向必須與實(shí)際流量方向一致(如反向安裝,轉(zhuǎn)換器菜單中流動(dòng)方向一項(xiàng)必須更正)。
(2)安裝必須保證傳感器所在的管道在測(cè)量時(shí)是滿管的,可參考下面幾種安裝方式。
(3)必須確保前5DN后2DN的直管段。
(4)傳感器和轉(zhuǎn)換器必須良好接地。
接地含義。給信號(hào)源參考零電位,使被測(cè)介質(zhì)與大地相連通;安全性要求(如雷擊);抗外界干擾;接地點(diǎn)離傳感器越近越好,絕不能與其它設(shè)備接地點(diǎn)相連接,要求接地電阻≤10Ω。
接地要求。電磁流量計(jì)變送器外殼、屏蔽線、測(cè)量導(dǎo)管及變送器兩端的管道都要接地且單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn),絕不能接在電機(jī)電氣等公用地線或上下水官道上;轉(zhuǎn)換器部分已通過(guò)電纜線接地,毋須再行接地,以免因電位不同而引入干擾。
帶接地環(huán)的接地方法。如工藝管道為絕緣材料,須配用接地環(huán)穩(wěn)定邊界條件,提高測(cè)量定性和精度。另外,有些電磁流量計(jì)有內(nèi)置接地,在這種情況下可以不裝接地環(huán)。不過(guò),最好都裝。
當(dāng)管道內(nèi)無(wú)介質(zhì)時(shí),電極間絕緣。
R1、2≥20 MΩ
R1、3≥20 MΩ
R2、3≥20 MΩ
當(dāng)管道內(nèi)有介質(zhì)時(shí),電極間電阻與儀表口徑、介質(zhì)電導(dǎo)率有關(guān),口徑越大電阻越大、電導(dǎo)率越高電阻越小。
對(duì)于100mm口徑儀表、介質(zhì)是自來(lái)水,電極間的電阻大約是:
R1、2=300---600 kΩ
R1、3=300---600 kΩ
R2、3=300---600 kΩ
請(qǐng)注意它們是相互對(duì)稱的。
線圈電阻7、8端子的電阻在100歐左右,且數(shù)據(jù)非常穩(wěn)定基本不會(huì)波動(dòng)1歐以內(nèi)。如果達(dá)到千歐級(jí)別的電阻,說(shuō)明線圈有問(wèn)題。
可檢查管道里面是不是有空氣;管道是不是滿管;實(shí)際流量是否確實(shí)是波動(dòng)。
當(dāng)電極間電阻R1、2、R1、3、R2、3偏大或不對(duì)稱時(shí),將傳感器2、3號(hào)線接到轉(zhuǎn)換器7、8號(hào)端約十分鐘,恢復(fù)正常接線。
其原理是:原線圈供電回路對(duì)電極供電,在電極表面對(duì)介質(zhì)電解,形成氣泡帶走結(jié)垢。如果此辦法行試了不行,就需拆下傳感器進(jìn)行清理,在清理的過(guò)程中注意不能用水進(jìn)行沖洗,否則會(huì)導(dǎo)致電極結(jié)一層氧化膜,在開(kāi)機(jī)時(shí)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法正常工作。