江苏富马仪表有限公司主营:电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、插入式电磁流量计、防腐电磁流量计... ...
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电磁流量计测量不准现状分析以及校准方法浅析

发布时间:2018/07/23 17:56 点击量:

电磁流量计早在上个世纪50年代已经实现了广泛的工业化应用。本文主要针对电磁流量计在我公司真空制盐采输卤应用过程中,出现的一些故障、测量不准确等现象做简要分析,以及相关的解决办法与建议。主要针对 我公司卤水输送管道结垢导致的测量不准确的现状,分析其成因,提出解决思路与方法进行探讨。

1.前言

电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成 的一种测量导电液体体积流量的仪表。其测量原理 是当导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中 会产生感应电势,感应电势的大小与导体在磁场中 的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运 动的速度成正比。如图1所示,导电流体在磁场中 作垂直方向流动切割磁力线时,也会在管道两边的 电极上产生感应电势。

其感应电势为E=kBVD 其中:

K——仪表常数

B 磁感应强度

V——测量管道截面内的平均流速 D——测量管道截面的内径 测量流量时,导电性的液体以速度v流过垂直 于流动方向的磁场,导电性液体的流动感应出一个与平均流速成正比的电压,其感应电压信号通过两 个或两个以上与液体直接接触的电极检出,并通过 电缆送至转换器通过智能处理,转换成标准信号4〜 20mA 或 0~lkHz 输出。

云网客1.jpg

2.故障现状介绍与原因分析

2.1 电磁流量计使用概况

电磁流量计早在上个世纪50年代已经实现了 广泛的工业化应用,也广泛应用于制盐化工等行业 的计量,我公司真空制盐采输卤应用过程中,部分 电磁流量计出现的一些故障、测量不准确等现象。 目前在我们公司电磁流量计主要对液体(盐卤,水) 和渣浆流体进行流量检测,获得瞬时流量和累积流 量。三个矿区有约100台电磁流量计,使用时间长 短不一,有的寿命在十年以上,但近几年由于井组 增多,注入井组介质不断变化,卤水类型不断转换, 以及管道切换频繁导致的测量不准确时有发生。

前段时间我们使用电磁流量计,由于注水介质 发生改变,出现注水流量比平常显著降低(由 100m3/h降低至20〜30m3/h ),出卤量明显偏高的现 象,针对这一现象曾做以下工作:

测量数据发生显著变化的部分井组,在焊接管 道时曾拆开流量计,流量计内部结垢情况如图2。

云网客2.jpg

2.2电磁流量计故障原因主要有两类

第一类是外部原因引发的故障,例如安装不当 导致流动畸变,传感器内壁沉积和结垢。由于卤水 和不同注水介质在管道流动的过程中,由于温度、 压力等的变化,介质发生了化学反应,易在管路和 流量计内壁上结垢,受流量计流通截面积变化的影 响,仪表的检测准确性也会发生变化。另一方面,卤 水电导率随浓度、成份等发生的变化。电导率(EC)表 示溶液的导电能力,不同浓度之间和不同pH值之 间,卤水的电导率变化很明显。通过现场仪表数据 分析,数据变化范围较大。管路和流量计内壁上结 垢会明显影响流体的电导率,增大管路截面的电阻 值,降低电信号输出,从而影响流量计的准确性。

第二类是仪表自身故障,即仪表自身结构件或 元器件损坏引发的故障。

3.卤水输送管道流量数据不准原因分析

结合我公司电磁流量计在卤水输送管道现状,可以从设备自身维保、流通介质性质、使用环境等方面分析,流量计数据不准确,主要由以下几个方面原因:

3.1内壁附着层

由于电磁流量计测量的流体大多含有悬浮固 相或者脏污体,电磁流量传感器内壁附着层出现的 故障频率较高,如果附着层与液体二者的电导率接 近,仪表仍然可以进行正常信号输出,只是改变了 流体的流通面积,将导致测量误差的隐形故障,如 果附着层是高电导率,电磁流量传感器电极间的电 势易短路,如果附着层是绝缘性,电磁流量传感器 电极表面被绝缘将断开了测量回路。后两种现象需 要清洁附着层或更换传感器才能使仪表正常工作。

3.2雷电击

线路遇雷击时会瞬时产生很高电压和浪涌电 流,仪表遭雷击后极易损坏。雷电击主要通过三个 途径进入仪表:仪表电源线,转换器和传感器间的 激磁线与流量信号线。从雷电故障中损坏的仪表零 部件分析,雷电击大部分经电源线路进入仪表从而 引发故障,而其他两种途径比较少。

3.3环境条件变化

环境条件变化所引起的故障主要是因为仪表在 运行期间出现了新的干扰源。例如一台接地保护并不 良好的电磁流量计,调试期因无外界干扰源,仪表能 够正常运行,然而在运行期出现新的干扰源后(例如: 管道旁新增高压电网、测量点附近管道或较远处实施 管道电焊,车辆过往频繁振动加大等等),干扰了仪表 正常运行,出现了电磁流量计信号输出较大振荡。

3.4突发事件对表计影响

传感器长时间浸泡水中,本厂区阀门井遇到暴 雨外加断电的情况,导致仪表全部浸泡在水中,长 达8小时。事后经过及时检查处理,大部分恢复,而 密封不严实的仪表,内部励磁线圈、电路板等全部 损坏,传感器无法工作,只能更换仪表。

4.解决方法与思路

根据电磁流量计工作原理和工作环境要求,解 决电磁流量计测量不准主要是从前期选型、保证工 作环境、消除干扰因素、定期校准等几方面入手。

4.1前期选型

首先不同测量介质的类型选取合适的仪表,这 里涉及的内容主要有管道口径大小、压力等级、测 量介质酸碱性、腐蚀性、噪音、电极特点、衬里材质、 接地性能等;尽量选用陶瓷衬里的电磁流量计,如 果预算允许,就用电容式电磁流量计,因没有接液 电极,同时又是陶瓷内衬里,这样效果会好一些;有 条件情况下,要求供货商对陶瓷衬里进行镜面抛光处理,这样处理后,衬里不易结垢,即使有轻微结 垢,也会在维护时容易处理掉。

第二是根据现场工况选择分体式、一体式,防 护等级等。

4.2安装地点、方式选择

流量计前后直管段长度直接影响测量准确 度,很多仪表前期设计合符要求,但后期因为生产检 修等各种原因,需要增加各种阀门、冲洗管道等管 件,会导致直管段要求不够,直接导致测量不准确; 因此,前期设计安装尽量放大表计前后直管段长度。

保证安装仪表的管道充满测量介质。流量计 测量段长度范围内不可以有气室、气袋等。

4.3采取防垢措施及装置

根据流量计自身性能特点及安装要求,结合在 我公司使用现状以及故障原因分析,在电磁流量选 型、使用等方面可采取以下措施:

(1)选择合适的安装位置。当停流时,浆液中的 沉渣不在流量计测量管的位置聚集,减少结垢的机 率。在易结垢的管路段上,加装除垢超声波流量计, 可保证流量计段30m以内管路不结垢。

(2)加旁路冲洗装置。在流量计不运行时或产生 管道阻碍时,及时用清水对流量计进行冲洗处理。

(3)选择大口径。在满足生产需求情况下,选择 稍大口径的流量计,虽然计量精度会略有下降,但 维保量会减少许多。

(4)选择没有外部干扰的环境。安装在没有震 动的位置,流量计两边的管道要用支架支撑,减少工 作时的管道震动,同时流量计检修时便于拆装;给流 量计安装外防护罩,减少环境对表计的损害和影响。

(5)定期校准。已安装的无法拆除的流量计,进 行定期校准标定,该维护工作量较大。

5.各类校准方法及效果分析

5.1超声波法。用超声波测量管道内流体流速,与 现有流量计进行比较,进行参数调整。富士超声波 流量计与锐-环保提供的超声波,对我公司注 水总管流量可测量,比对数据一致;阀门井、粉砂注 井、管汇房等处管道,无法获得测量信号,对流体的 粘度系数、声速等各项参数无法获得,该方法可行 性比较弱。

5.2容积法。利用容积法校准装置,有罐子可精确 测量出体积的设备进行连接测量,粉砂注井部分设 备可实现。管汇房与阀门井等设备不可行。同时该 方法涉及到很多阀门操作以及专用容器选择,需要 现场配合工作到位方可实现。

5.3经验法。利用矿区长期积累的运行经验,目测 出卤的流量,结合采注比,调整流量计参数准确度 比较低。

6.结束语

本文主要是结合电磁流量计在我公司采输卤 过程中出现的问题,进行分析,提出解决方法,从流 量计的选型到安装、使用、校验,按照以上方法可取 得相对较好的使用效果,延长设备使用周期,确保 测量的准确度,减少检修的工作量与费用。对于在 电磁流量计维保工作中出现的新问题,在工作中继 续加以关注解决。