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電磁流量計在強腐蝕環(huán)境下的應用

來源:河北智茂節(jié)能科技有限公司   2013年02月25日 10:25  
  河南省中原大化集團尿素生產(chǎn)裝置,采用了兩臺電磁流量計。其一是用作測量高壓甲銨泵入口流量;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(chǎn)的需要。但也出現(xiàn)了一些我們始料不及的問題。自89年10月建成投產(chǎn)以來,僅測高壓甲銨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(fā)生過損壞。這些問題的出現(xiàn)無論從工藝操作上,還是從生產(chǎn)成本消耗上都給我廠增加了不小負擔,本文就結(jié)合我廠的應用情況,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(tǒng)由變送器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成,兩者之間通過兩根帶雙層屏蔽的電纜連結(jié),變送器安裝在管道系統(tǒng)上,而轉(zhuǎn)換器則可安裝在現(xiàn)場或*室。儀表的測量原理是根據(jù)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(chǎn)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(shè)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(jù)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(zhì)無關(guān)。
  
  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(zhì)接觸,可用于腐蝕性導電介質(zhì)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1:100;
  
  (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(yōu)點,但它也有一定局限性和不足之處。
  
  (1)被測介質(zhì)必須是導電的:
  
  (2)由于受測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(jié)構(gòu)復雜,價格較高。
  
  3、電磁流量計的應用
  
  我廠甲銨泵入口流量計FT-09101為德國FISCHER&POTER公司產(chǎn)品,自89年10月投產(chǎn)以來,已經(jīng)更換了兩塊,zui初采用DX1221型,這種電磁流量計外殼用不銹鋼,測量管內(nèi)壁用聚四氟乙烯,轉(zhuǎn)換器封閉在一個長方體金屬殼內(nèi),內(nèi)部電路板上有一個四位數(shù)的數(shù)據(jù)盤,可作測量值的指示器。變送器與轉(zhuǎn)換器之間通過兩根電纜連結(jié),變送器安裝在管道上,轉(zhuǎn)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(diào)整,只能在廠家標定,使用很不方便。該流量計投用運行還未到一年,指示便出現(xiàn)了故障,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)變送器電路板發(fā)生了腐蝕,有幾只晶體三極管管腳已經(jīng)銹斷,這并沒有引起我們足夠的重視,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。當我們再次檢查該表時,發(fā)現(xiàn)變送器的電路板及七芯電纜已全部腐蝕掉,于是該表報廢。這才引起了我們的警覺,原來因該表安裝的地方離高壓甲銨泵及高壓氨泵太近,停車時排放及平時泄漏的氨和甲銨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(huán)境中,加上我們只注意了該表的耐腐蝕特點,而忽略了該表外在的脆弱性,zui終導致了該表的損壞。
  
  吸取教訓后,我們在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,我們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(fā)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(fā)生,不得不使我們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(zhuǎn)換器卻安然無恙?經(jīng)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入增加了助動力,而固定在框架上的轉(zhuǎn)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(xiàn)故障的原因,自然也就找到了排除故障的措施。在94年的大修中,我們再次更換此表,這次使用的是江蘇久久儀表有限公司的電磁流量計,這種電磁流量計較前兩種要*得多,它采用了微處理器技術(shù),在轉(zhuǎn)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(shù)進行組態(tài)設(shè)定,并可翻看流量計的有關(guān)參數(shù)設(shè)置。該表具有比較強的外部通信接口能力,能以模擬和數(shù)字方式與其它外設(shè)通信,并帶有很強的自診斷功能,參數(shù)的輸入及選擇以數(shù)據(jù)直接輸入及主副菜單選擇方式進行,可方便地進行零點調(diào)整和量程設(shè)定,操作十分方便。為了保證這塊表能安全運行,我們在吸取前兩次教訓的基礎(chǔ)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(shè)法使變送器接線盒內(nèi)純凈氣體壓力增大,致使有害氣體不能侵入接線盒內(nèi),從而達到防腐目的。具體方法是在電磁流量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(nèi)純凈氣的壓力升高,氣流只能從孔隙由內(nèi)向外流動,從而阻止了有害氣體的侵入,起到了防腐的作用。該表投入運行后,效果一直很好,在時隔7年的2001年大修中我們曾打開電子室檢查,沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,可見吹氣防腐確實起到了作用。
  
  為以防萬一,我們還注重了平時的維護,定期更換轉(zhuǎn)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。為了保護液晶顯示器,我們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。另有一臺測水解廢液的小口徑流量計FT-09701也曾發(fā)生過損壞,這塊表也是FISCH&POTER公司的產(chǎn)品,它是一體化裝置,轉(zhuǎn)換器與變送器固定在一起由通信電纜遠傳至主控室,其故障現(xiàn)象為測量管襯里鼓包,使渦電流的流線變彎曲,破壞了流體流速的軸對稱性,給測量造成很大的誤差,儀表失靈,引起鼓包的具體原因到底是超溫超壓,還是產(chǎn)品質(zhì)量問題至今仍不明確。93年大修時,我們又換上了一塊同型號新表,結(jié)果又沒運行多長時間便出現(xiàn)了線路板腐蝕現(xiàn)象,95年、98年我們對此表進行了更新,損壞的主要原因也都是線路板腐蝕,98年我們采用吹儀表空氣的方法對此表進行了改進,直到現(xiàn)在此表未出現(xiàn)異常現(xiàn)象運行情況一直良好。
  
  4、結(jié)束語
  
  以上我們只是結(jié)合我廠的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,實際上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,我們既要考慮到它的優(yōu)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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