摘要:醋酸生産(chan)工藝具(ju)有(you)高溫、強腐(fu)蝕(shi)性(xing)的特(te)點,腐(fu)蝕(shi)介(jie)質種類多(duo),腐(fu)蝕(shi)環境(jing)複雜,爲滿(man)足計量需(xu)要,大多數(shu)的醋酸裝置采用電磁(ci)流(liu)量計(ji)代替傳統(tong)的流量計(ji),對電磁流(liu)量計
在(zai)測(ce)量過(guo)程中出現(xian)的故(gu)障,進行(hang)分(fen)析并(bing)提出一些日常(chang)維護(hu)方法。
醋酸(suan)裝置中很多都(dou)采用孔(kong)闆、渦街(jie)、渦輪(lun)、橢圓(yuan)齒輪(lun)等流(liu)量測(ce)量儀表。這些(xie)流(liu)量計(ji)有很多不(bu)足之處:容易磨損、被(bei)介質(zhi)腐蝕後洩漏、壽(shou)命短(duan)、維護(hu)工作量(liang)大(da),很難(nan)滿足生(sheng)産(chan)要求(qiu)[1]。随着裝(zhuang)置(zhi)的技(ji)改采(cai)用(yong)新(xin)型的(de)電磁流量(liang)計代替設(she)計的的流(liu)量計。這(zhe)一(yi)改動(dong)不但(dan)滿足了醋(cu)酸生産(chan)工藝要求又(you)很大程度(du)的降(jiang)低(di)了(le)投資(zi)、減小(xiao)了維護強(qiang)度。在實際(ji)生産中取(qu)得(de)了非常(chang)理想(xiang)的效果。
1電磁流量計的種(zhong)類
電磁流(liu)量計可有(you)多(duo)種分類(lei),按勵磁方式分(fen)類、按(an)傳感(gan)器和(he)轉換器的(de)組成分類(lei)、按(an)連接方(fang)式分(fen)類按傳感(gan)器與(yu)管道(dao)的連(lian)接方式分類,也可按用(yong)途(tu)分類(lei),本文主要(yao)介紹(shao)按勵(li)磁方(fang)式的(de)分類(lei)。
1)直(zhi)流(liu)勵磁(ci)型。這種電磁流(liu)量計(ji)數量(liang)很少(shao),隻用(yong)于測量液(ye)态金(jin)屬流量,如(ru)常溫下的汞和(he)高溫下的(de)液态(tai)鈉、鉀(jia)等。
2)交(jiao)流工(gong)頻勵磁型(xing)。較早(zao)期的電(dian)磁(ci)流量(liang)計用50Hz工頻市電(dian)勵磁(ci),由(you)于易受(shou)電磁(ci)幹擾和零(ling)點漂(piao)移(yi)等(deng)原因(yin),現已逐漸(jian)被低(di)頻矩(ju)形勵磁所(suo)代替。但(dan)在測量泥漿(jiang)、礦漿等液(ye)固兩相流時,低(di)頻矩(ju)形波勵磁(ci)方式由(you)于(yu)不能(neng)克服(fu)固體(ti)擦過(guo)電極表面産生的尖(jian)峰噪聲,而(er)工頻(pin)交流(liu)勵磁(ci)的儀(yi)表則不存(cun)在這(zhe)一-缺(que)點,所以國内外尚有(you)一-些電(dian)磁(ci)流量(liang)計仍采用(yong)交流(liu)勵磁方式(shi)。
3)低頻矩形(xing)波勵磁型(xing)。用于低(di)頻(pin)矩形波勵(li)磁方式功(gong)耗小(xiao),零點穩定(ding),是目(mu)前電磁流(liu)量計的主(zhu)要勵(li)磁方(fang)式。其(qi)波形(xing)有“正-負”二(er)值和(he)“正-零(ling)-負-零”三值(zhi)兩種(zhong)。有的(de)電磁(ci)流量(liang)計勵磁頻(pin)率可以由用戶(hu)設定(ding),一(yi)般小口(kou)徑儀表用較高頻率(lü),大(da)口徑儀(yi)表用較(jiao)低(di)頻率(lü)。
4)雙頻勵(li)磁型。勵(li)磁電(dian)流的(de)波形是在低(di)頻矩形(xing)波上疊(die)加高頻(pin)矩形(xing)波(bo),主要爲(wei)克服(fu)二值(zhi)矩形(xing)波勵(li)磁(ci)存在的(de)漿液噪聲和流(liu)動噪(zao)聲,提高儀(yi)表的
穩(wen)定(ding)性和(he)響應(ying)特性。
2電磁(ci)流量計的(de)特點
電磁(ci)流量(liang)計是(shi)根據法(fa)拉(la)第電磁感應定(ding)律制(zhi)成的一(yi)種(zhong)流量(liang)測量儀表(biao),用于(yu)測量管(guan)道(dao)中導(dao)電液(ye)體(ti)體積流(liu)量。由于(yu)電(dian)磁流量計(ji)的(de)部件沒(mei)有轉動部(bu)分,也(ye)沒有阻礙流體(ti)流動(dong)的(de)部(bu)件,因此幾乎沒(mei)有壓(ya)力損失;被(bei)測液(ye)體隻(zhi)與(yu)電磁流(liu)量計(ji)的管(guan)道襯(chen)裏和(he)電極相接(jie)觸,因此隻(zhi)要電(dian)極和(he)襯裏材料(liao)選擇(ze)合理(li),因此(ci)具有(you)很好的耐(nai)腐蝕、耐磨(mo)損性(xing)能[2];安(an)裝方便水(shui)平、垂直(zhi)、傾(qing)斜均(jun)可安(an)裝;測量精(jing)度高(gao),可以(yi)達到(dao)0.5%;量程(cheng)比(bi)大,--般爲(wei)1:20。
3電磁(ci)流量(liang)計的(de)故障分析
電磁(ci)流量計在(zai)運行(hang)中會由(you)于各種(zhong)故障的發(fa)生會(hui)造成(cheng)測量不準(zhun)的現象,一(yi)般在運行中電磁流(liu)量計産(chan)生(sheng)的故(gu)障大(da)概可分爲(wei)兩類(lei)。一類(lei)爲流(liu)量計(ji)本身(shen)故障(zhang),元器件損(sun)壞引(yin)發的故(gu)障:-類爲(wei)外界條(tiao)件(jian)的改(gai)變引(yin)起的故障(zhang),例如(ru)安(an)裝(zhuang)的不合理(li)造成(cheng)流動(dong)畸變(bian),沉積和結(jie)垢等(deng)。
3.1介質(zhi)中含(han)有氣(qi)泡出(chu)現測量故(gu)障(zhang)
介(jie)質從(cong)外界吸入(ru)氣體(ti)或者介(jie)質中溶(rong)解*氣體轉(zhuan)變成(cheng)遊離(li)狀(zhuang)*(泡(pao)是液(ye)體中産(chan)生泡狀(體的兩種途徑(jing)。如果介質(zhi)中存(cun)在較大的(de)氣泡(pao),當氣泡通(tong)過電極時整個電極(ji)就被(bei)遮蓋(gai),使流(liu)量信(xin)号(hao)輸(shu)人回(hui)路瞬(shun)時(shi)開路,從(cong)而輸(shu)出信(xin)号就(jiu)會出現波動。判(pan)斷造成這(zhe)種波(bo)動原因的可以(yi)這樣做,将磁場(chang)的回(hui)路電(dian)流切(qie)斷,切(qie)斷(duan)後如果(guo)流量計還有顯示并(bing)且(qie)還處于(yu)波動狀态(tai),證明(ming)介質(zhi)中存在氣(qi)泡會造成電磁流量(liang)計(ji)波動。用(yong)指針式萬(wan)用表(biao)測量(liang)電磁流量(liang)計電極電(dian)阻,會(hui)發現(xian)電磁流量(liang)計電極(ji)的(de)回路(lu)電阻要高于正(zheng)常時的電阻值(zhi)。
若是(shi)由于(yu)電磁(ci)流量計安(an)裝位(wei)置所的造成空(kong)氣進(jin)入被(bei)測介質,如(ru)果由于在(zai)管系(xi)高點安裝(zhuang)電磁流(liu)量計而(er)貯留(liu)氣體(ti),或由于外(wai)界吸(xi)入空(kong)氣引(yin)起的(de)流量計波(bo)動,則需要(yao)更換電磁(ci)流量(liang)計安(an)裝位(wei)置改(gai)裝在管線(xian)最低(di)點安裝(zhuang),或者采(cai)用U型管(guan)安(an)裝。但是有些情況由(you)于電(dian)磁流(liu)量計(ji)口徑(jing)較大(da)或者(zhe)安裝(zhuang)的位(wei)置不(bu)易改(gai)變,可以采(cai)取在流量(liang)計上遊安(an)裝(zhuang)集氣包(bao)和排氣(qi)閥(fa)來解(jie)決這種情況。
3.2介(jie)質非滿管(guan)
在日(ri)常生(sheng)産中偶爾(er)會有非滿(man)管現(xian)象。這種(zhong)現(xian)象可(ke)以看做是液體(ti)中含(han)有氣(qi)泡的(de)典型情況。當電極水(shui)平面低于(yu)介質(zhi)液(ye)面(mian)時,流(liu)量計前(qian)後(hou)采用(yong)直管段比較理(li)想,測(ce)量數據比(bi)較穩定。但是管(guan)内上(shang)半部(bu)的氣(qi)體體積也(ye)被算(suan)成介(jie)質流(liu)量,因(yin)此這(zhe)種情(qing)況下(xia)得測(ce)量(liang)誤(wu)差較(jiao)大;當電(dian)極(ji)水平(ping)面高(gao)于介質液(ye)面時(shi),電(dian)磁(ci)流量(liang)計的測量(liang)回路(lu)處于開路(lu)狀态(tai),所測量的數據(ju)嚴重(zhong)失真。處理(li)這種介質非滿(man)管所産(chan)生的故障可有(you)如下辦(ban)法:盡量在(zai)自下(xia)而上(shang)流動(dong)的垂(chui)直管(guan)道上安裝電磁(ci)流量計:實(shi)際生産(chan)中需要(yao)電磁(ci)流(liu)量(liang)計水(shui)平安裝(zhuang),這種情(qing)況下(xia)應該安裝(zhuang)在管道(dao)的(de)最低(di)端,并将(jiang)且(qie)電磁(ci)流量計(ji)的(de)電極軸線于地(di)平線(xian)平行(hang),(不然沉積(ji)物會(hui)覆(fu)蓋處于(yu)低位的電極);爲了避免測量管(guan)内産生(sheng)負壓,應(ying)該将(jiang)流量計的(de)傳感器(qi)安(an)裝在泵的(de)下遊(you)、控制(zhi)閥的上遊(you);流量(liang)計傳(chuan)感器(qi)的安(an)裝口應有(you)一定(ding)的背壓(ya),并(bing)且應(ying)遠離直接(jie)排放(fang)口[4]。
但是,最重要(yao)的還(hai)是電(dian)磁流(liu)量計(ji)在(zai)安裝時(shi)最好禁止(zhi)出現(xian)介質(zhi)非滿(man)管的(de)情況(kuang)。
3.3電磁(ci)流量(liang)計電(dian)極被(bei)腐蝕(shi)
由于在醋酸生産的(de)過程(cheng)中會(hui)接觸(chu)到(dao)一(yi)些強腐蝕性的(de)介質(zhi),所以(yi)當(dang)電(dian)磁流(liu)量計(ji)的電極材(cai)料選擇不(bu)當時(shi),介質(zhi)會腐蝕流(liu)量計的(de)電極,最終導(dao)緻(zhi)傳感器(qi)失效(xiao)。因此(ci)會出現流(liu)量計(ji)輸出(chu)波動。隻(zhi)有(you)當電(dian)極被(bei)腐蝕後出(chu)現流量計(ji)故障(zhang)我們才能發現(xian)電極材(cai)料(liao)不耐(nai)腐蝕(shi),這種材料(liao)本身性能(neng)問題使用之前(qian)是無(wu)法辨(bian)别(bie)的(de)。因此(ci)隻有更(geng)換(huan)新的(de)電極來解決此(ci)種故(gu)障。所以電(dian)極腐(fu)蝕(shi)故(gu)障判(pan)斷處理(li)都(dou)屬于(yu)事後(hou)維護(hu)處理的方法。
3.4待(dai)測液(ye)體性(xing)質導緻測(ce)量故(gu)障
如(ru)果被(bei)測介質電(dian)導率(lü)降低(di),電極的輸(shu)出阻抗(kang)會(hui)增大,這時轉換器輸(shu)入的阻抗(kang)就會(hui)引起負(fu)載(zai)效應(ying),流量計就會産(chan)生測(ce)量誤(wu)差。如(ru)果電磁流(liu)量計(ji)出現(xian)這(zhe)個故障(zhang)則隻(zhi)有選用滿(man)足要求的低電(dian)導率(lü)電磁流量(liang)計,或(huo)者選用孔(kong)闆流量計(ji)等其(qi)它原(yuan)理的流量(liang)計。
3.5流量計(ji)的電極結(jie)垢(gou)或(huo)電極(ji)短路造成(cheng)的測量故(gu)障(zhang)
當被測(ce)液體中含(han)有金(jin)屬時,流量(liang)計的(de)電極(ji)容易發生(sheng)短路(lu)現象,這時(shi)流量計(ji)的(de)測量值明顯偏小或(huo)趨于零(ling)。在(zai)日常生産(chan)運行中這(zhe)種現象(xiang)不(bu)是經常發(fa)生的(de)。當測(ce)量高粘度(du)介質時,由(you)于介質易(yi)附着和沉(chen)澱在(zai)管壁(bi),若被(bei)測液(ye)體電(dian)導(dao)率低于(yu)附着(zhe)的(de)介質電(dian)導率(lü)時(shi),電(dian)極的(de)信号(hao)電勢就會(hui)被沉澱分(fen)流從(cong)而不(bu)能正(zheng)常工(gong)作,出(chu)現(xian)電極短(duan)路現(xian)象(xiang);如果沉(chen)澱的介質(zhi)是非導電層,會(hui)造成(cheng)電極開路(lu)流量計也不能(neng)正常(chang)工作(zuo)。若(ruo)氧化鐵(tie)鏽層(ceng)附着(zhe)于襯(chen)裏管壁,或者主(zhu)要成(cheng)分是(shi)金屬(shu)的沉澱物(wu),其電(dian)導率(lü)大于液體(ti)電導率(lü),實(shi)際流量值(zhi)會(hui)高于流(liu)量計(ji)測得的流(liu)量值;若(ruo)沉澱物(wu)是碳酸鈣(gai)等水垢層,則被測液(ye)體的(de)電導率高(gao)于沉(chen)澱物的電(dian)導率,結(jie)果測得的流(liu)量值會小(xiao)于實際的流量(liang)。
爲了(le)防(fang)止流體(ti)中的(de)沉(chen)澱(dian)物影響流(liu)量(liang)計的工(gong)作,流(liu)量(liang)計的電極選(xuan)用不易附(fu)着突出的尖形(xing)或半(ban)球(qiu)形,并且(qie)可以更換式或者刮(gua)刀(dao)式清垢(gou)電極(ji)等。選(xuan)用刮刀式電(dian)極可定(ding)期手動(dong)刮除傳感器(qi)外(wai)的塵垢(gou)。或者(zhe)也可(ke)以将測量電路暫時(shi)斷開(kai),通以短時間的(de)低(di)壓(ya)大電(dian)流在電(dian)極(ji)間,焚(fen)燒清除油脂炎(yan)沉澱物(wu)。也(ye)可采用提(ti)高液(ye)體流(liu)速的辦法(fa)來清(qing)管壁(bi)的附着層(ceng)。
3.6待測介質(zhi)的非對稱(cheng)流(liu)動(dong)
在正(zheng)常生(sheng)産的情況下,管(guan)道内流體(ti)的流(liu)速(su)是(shi)軸對稱分(fen)布,磁(ci)場均(jun)勻。而(er)實(shi)際管道(dao)中流體(ti)的非軸(zhou)對稱流(liu)速(su)分布(bu)經常出現(xian),此時(shi),流體(ti)流(liu)向(xiang)可分(fen)成沿(yan)管道(dao)軸線(xian)的直(zhi)線流(liu),待測(ce)液體的體積流(liu)量就(jiu)是它對管(guan)道橫截面的積(ji)分:另(ling)一種(zhong)則是(shi)旋渦(wo)流。由(you)于旋(xuan)渦流(liu)的(de)出(chu)現對(dui)傳感器的(de)輸出(chu)産生影響,流量(liang)計就(jiu)會産(chan)生誤(wu)差。爲了消除旋渦流(liu)對流量計(ji)傳感器(qi)的(de)影響(xiang),流量計的上遊(you)應該有足(zu)夠長的直(zhi)管段(duan),才能(neng)使流體(ti)的流速(su)按同心圓分布(bu):流量(liang)計(ji)附近的(de)管道(dao)内徑應與(yu)流量計内(nei)徑相(xiang)同,這樣才會使(shi)流速分(fen)布(bu)均勻(yun);不然(ran)可用安裝(zhuang)流量(liang)調節器來部分(fen)補(bu)償上遊(you)直管(guan)段(duan)的不足(zu)。
3.7流暈(yun)計襯裏變(bian)形導(dao)緻(zhi)測量波動
流(liu)量(liang)計(ji)的襯(chen)裏一般都(dou)采用氟塑(su)料(liao),這(zhe)樣流(liu)量計的襯(chen)裏非常容易發生變(bian)形,出現計(ji)量故(gu)障的(de)現象(xiang)。村裏(li)發生變形的主要原(yuan)因(yin)有兩種(zhong):氟塑料(liao)襯(chen)裏滲(shen)透進(jin)蒸(zheng)汽(qi)發生(sheng)熱擴微現(xian)象,通常襯裏(li)材料、厚(hou)度、内(nei)外的溫差(cha)以及(ji)流體和蒸(zheng)汽的(de)類型、管道(dao)壓力(li)等(deng)諸(zhu)多因(yin)素決定了(le)滲透的程度:二是取(qu)決于氟塑(su)料襯(chen)裏材(cai)料的本身(shen)的工藝結(jie)構,一(yi)般采(cai)用(yong)聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi)作爲(wei)氟塑料襯裏(li)材料,聚(ju)四氟乙烯(xi)材料無粘(zhan)結力(li)僅靠(kao)壓貼與管(guan)壁結合,所(suo)以(yi)負壓管(guan)道不(bu)采用此種(zhong)材質[6]。
爲了防止(zhi)襯裏(li)變形,我們(men)一般采取(qu)以下(xia)措施:增加(jia)法蘭(lan)和線閽盒之間(jian)的隔熱(re)厚(hou)度,降(jiang)低流(liu)體溫差減(jian)小熱(re)擴散(san),使襯裏内(nei)外溫(wen)差最(zui)大程度上得到(dao)改善,這樣(yang)就可(ke)以降低(di)滲透率減緩(huan)測(ce)量管壁(bi)内蒸汽的凝聚(ju);此外(wai),将聚(ju)四氟(fu)乙烯襯裏(li)厚度(du)加厚(hou)或者更換(huan)另外形式(shi)的襯(chen)裏。
3.8外(wai)部電磁的(de)幹擾
在生(sheng)産現(xian)場存(cun)在着(zhe)管道(dao)雜散(san)電流、靜電(dian)、電磁(ci)波和磁場(chang)等幹擾(rao)源(yuan)。電磁流量(liang)計的(de)流量(liang)信号很小,非常(chang)容易被(bei)外(wai)界電(dian)磁幹擾(rao),而(er)影響(xiang)了電磁(ci)流量計(ji)的正(zheng)常工(gong)作。所(suo)謂的電(dian)場(chang)幹擾(rao)是指,流(liu)量(liang)計測(ce)量管(guan)内(nei)的電勢(shi)平衡被噪(zao)聲破壞後(hou)出現輸出(chu)信号波(bo)動(dong)異常(chang)。
爲了(le)減(jian)少(shao)外部(bu)磁場(chang)對流(liu)量計(ji)的幹(gan)擾,我(wo)們要(yao)在遠(yuan)離強(qiang)磁場源的位(wei)置(zhi)安裝(zhuang)電磁(ci)流(liu)量計傳感器(qi)。另(ling)外采取(qu)增強(qiang)屏蔽(bi)措施(shi)來防(fang)止強電場(chang)的幹擾等。也可(ke)以将(jiang)電磁流量(liang)傳感器(qi)與管道(dao)的連(lian)接處(chu)做絕(jue)緣處(chu)理。
3.9其他原因引起的故障(zhang)
1)雷電打(da)擊(ji)。電磁流量(liang)計(ji)在受到(dao)雷擊後容易在(zai)線路(lu)中感應出(chu)高電壓(ya)和電流(liu),損壞(huai)流(liu)量劑。
2)環(huan)境條件變(bian)化。一(yi)旦流量計的工(gong)作環境條(tiao)件變(bian)化,運(yun)行期間出(chu)現新的(de)幹(gan)擾源(yuan),儀表(biao)的正常工(gong)作就會被幹擾(rao),流量(liang)計(ji)的輸出(chu)信号就會(hui)出現(xian)波動(dong)。
4結束語
随(sui)着現代(dai)科(ke)學技術的(de)不斷發展(zhan)進步,電(dian)磁(ci)流量(liang)計的(de)設計(ji),新材(cai)料的應(ying)用(yong),其生産工藝(yi)越來越(yue)成熟(shu),對(dui)儀(yi)表的(de)防護(hu)等(deng)級也日(ri)漸提高,電(dian)磁流(liu)量計使用性能(neng)更加穩定(ding)。根據(ju)實際(ji)生産(chan)情況(kuang)的調查發(fa)現,電磁流(liu)量計的自(zi)身很(hen)少出現故障。因(yin)此,隻要我(wo)們對電磁流量計發(fa)生的(de)各種(zhong)類型的故(gu)障及其産生原因進(jin)行深刻(ke)分析,并(bing)且嚴(yan)格(ge)按标準(zhun)進行安裝(zhuang)和使(shi)用,就可以輕松(song)的對電磁(ci)流量(liang)計進行日常維(wei)護了。
以上内容(rong)源于網絡(luo),如有(you)侵權(quan)聯系(xi)即删除!