尿素生產裝置采用了兩臺電磁流量計。其一是用作測量高壓甲錢泵人口流量;另一臺是測量水解廢液流量的。實際應用中無論在響應速度上,還是在其它各項特性上都能夠滿足工藝生產的需要。但也出現了一些始料不及的問題。自89年10月建成投產以來,僅測高壓甲按泵入口流量的電磁流量計就壞了兩臺,另外一臺測水解廢液的電磁流量計也曾多次發生過損壞。這些問題的出現無論從工藝操作上,還是從生產成本消耗上增加了不小負擔,本文就結合應用情況,對此問題作一探討。
電磁流量計的工作原理及特點
1、工作原理
電磁流量計系統由變送器和轉換器構成,兩者之間通過兩根帶雙層屏蔽的電纜連結,變送器安裝在管道系統上,而轉換器則可安裝在現場或中央室。儀表的測量原理是根據法拉第電磁感應定律:當一導體在磁場中作切割磁力線運動時,在導體的兩端將產生感應電動勢。
此定律應用于導電流體也同樣成立。如果假定磁場強度為B,管道直徑為D,感應電勢為E,則可以證明管道的體積流量為
Qv=D/4×(E/B)
式中的B、D是表中設定的,E是通過變送器測量管道上的一對電極測出的,實際的電磁流量計正是根據這一原理工作的。可見電磁流量計是測體積流量的儀表,它與流體的溫度、壓力、密度、粘度和電導率等物理性質無關。
2、電磁流量計的特點
電磁流量計有以下特點：
(1)傳感元件不與測量介質接觸,可用于腐蝕性導電介質流量的測量;
(2)量程范圍寬同一臺電磁流量計的量程比可達1:10;0
(3)無壓力損失;
(4)檢測部分無可動部件;
(5)可以測定正、反向流體的流量;
(6)響應速度快。
以上是電磁流量計的優點,但它也有一定局限性和不足之處。
(1)被測介質必須是導電的;
(2)由于受側量管襯里材料的限制,一般使用溫度范圍為0~200℃,又因電極是嵌裝在導管上的,使電磁流量計的工作壓力也受到一定限制。
(3)電磁流量計結構復雜,價格較高。
電磁流量計的應用
某廠甲按泵入口流量計F下一09101為德國FISC日ER&PO下ER公司產品,自89年10月投產以來,已經更換了兩塊,最初采用OXI221型,這種電磁流量計外殼用不銹鋼,測量管內壁用聚四氟乙烯,轉換器封閉在一個長方體金屬殼內,內部電路板上有一個四位數的數據盤,可作測量值的指示器。變送器與轉換器之間通過兩根電纜連結,變送器安裝在管道上,轉換器固定在旁邊的框架上。這種流量計無論零點還是量程都不能自行調整,只能在指定廠家標定,使用很不方便。該流量計投用運行還未到一年,指示便出現了故障,經檢查發現變送器電路板發生了腐蝕,有幾只晶體三極管管腳已經銹斷,這并沒有引起足夠的重視,只是更換了幾只三極管便又重新裝上,這樣修復后該表又運行了幾個月,然后又失去了指示。當再次檢查該表時,發現變送器的電路板及七芯電纜已全部腐蝕掉,于是該表報廢。這才引起了的警覺,原來因該表安裝的地方離高壓甲錢泵及高壓氨泵太近,停車時排放及平時泄漏的氨和甲錢附帶的氨氣常包繞在該表周圍,致使該表一直工作在腐蝕性環境中,加上只注意了該表的耐腐蝕特點,而忽略了該表外在的脆弱性,最終導致了該表的損壞。
在92年大修中又更換了一塊同型號的儀表,不過這次已對腐蝕問題特別重視,在安裝時,為防止腐蝕性氣體侵入電子室,在接線盒蓋邊緣及電纜接頭處全部用硅橡膠密封,并用水電兩用膠帶加以封固,以期達到防腐的目的。該表投用后運行了一年多時間,便再次發生了同樣故障,變送器電路板及電纜又被腐蝕,表又損壞。
再次事故的發生,不得不使對腐蝕問題進行仔細的思考,為什么變送器密封那么好還要腐蝕?而與變送器僅半米之遙的轉換器卻安然無恙?經過仔細的觀察,分析,答案終于找到,原來安裝變送器的管道因流速高,一直在不停地輕微震動,密封膠很容易松動而脫落,不停地震動又為氨氣的侵人增加了助動力,而固定在框架上的轉換器,由于沒有震動,各密封口完好,因此沒有腐蝕。
找到了出現故障的原因,自然也就找到了排除故障的措施。這種電磁流量計較前兩種要先進得多,它采用了微處理器技術,在轉換器上有一雙排液晶顯示器,在顯示器下邊有三個按鈕,通過它們可以對流量計的參數進行組態設定,并可翻看流量計的有關參數設置。該表具有比較強的外部通信接日能力,能以模擬和數字方式與其它外設通信,并帶有很強的自診斷功能,參數的輸人及選擇以數據直接輸人及主副菜單選擇方式進行,可方便地進行零點調整和量程設定,操作十分方便。為了保證這塊表能安全運行,在吸取前兩次教訓的基礎上又采取了另外一種防腐措施—吹氣防腐法。這種方法的原理是設法使變送器接線盒內純凈氣體壓力增大,致使有害氣體不能侵人接線盒內,從而達到防腐目的。具體方法是在電磁流量一計變送器的電子室上打兩個小孔,一個進氣,一個排氣,然后接上儀表空氣,讓空氣保持微小流量,則電子室內純凈氣的壓力升高,氣流只能從孔隙由內向外流動,從而阻止了有害氣體的侵人,起到了防腐的作用。該表投人運行后,效果一直很好,在時隔7年的2001年大修中曾打開電子室檢查,沒有發現腐蝕現象,可見吹氣防腐確實起到了作用。
為以防萬一,還注重廠平時的維護,定期更換轉換器及變送器電纜上的絕緣膠帶和密封膠,以防老化引起密封破壞。為r保護液晶顯示器,在顯示器加上了一塊遮陽板,以防液晶顯示器長期被日光直射造成可讀能力下降。
結束語
以上只是結合應用情況談了電磁流量計的防腐蝕問題,當然防蝕還會有許多更好的方法,這要視條件而定,實際電磁流量計應用中還應考慮到電磁物干擾,震動及其它影響測量準確性的各種因素,應用時,既要考慮到它的優點,也要考慮到它的局限性。只有全面地研究分析并排除所有不利因素,才能使電磁流量計得以更好地應用。
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