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水煤浆电磁流量计常见问题解决办法

时间:2017/11/04来源:未知

   摘要:水煤浆的流量作为水煤浆气化的一个***主要的流量,在生产使用中,它的准确侧量直接关系到气化炉的安全生产。水煤浆作为一种特殊的流体介质,要准确的测量也存在着很多问题,在使用过程中多数使用的是电磁流量计。通过这片文章简单的分析一下电磁流量计在水煤浆测量使用中存在的问题和相关的处理方法。
 
  1、概述
 
  水煤浆的流量作为水煤浆气化的一个***主要的流量,在生产使用中,它的准确测量直接关系到气化炉的安全生产。水煤浆作为一种特殊的流体介质,要准确的测量也存在着很多问题,在使用过程中多数使用的是电磁流量计〔u。气化炉的煤浆流量联锁和煤浆泵的转速构成三选二联锁。在装置正常运行期间,因为煤浆流量计的波动而引出气化炉跳车多达数次。电磁流量计在测量煤浆流量时产生波动的固有故障在正常生产使用中不断表现出来,通过这片文章简单的分析一下出现波动的原因及电磁流量计出现的故障和处理方法,以便大家在今后的工作中得以应用。
水煤浆电磁流量计常见问题解决办法
  2、电磁流量计常见故障现象
 
  气化炉投料时流量计无显示;
 
  气化炉正常运行时,出现不规律的峰值波动和流量晃动,险些造成气化炉跳车;
 
  其中一煤浆流量计显示值显示相对比其他两个流量示值偏小或比实际流量偏小:
 
  3、故障的原因分析和处理方法
 
  3.1气化投料时流量计无显示
 
  有分以下几种原因:
水煤浆电磁流量计常见问题解决办法
  3. 1. 1液体流动状况方而故障
 
  在停车后若对流量计进行拆检,此时要确定液体流动方向必须与传感器壳体上箭头方向一致〔2]。对于能正反向测量的电磁流量计,若方向不一致虽仍可测量,但没定的显示流动正反方向不符,必须重新安装。若拆传感器工作量大,也可改变传感器上箭头方向和重新设定显示仪表符号。同时也要联系工艺确认煤浆泵打量情况。
 
  3. 1.2传感器零部件损坏或测量内壁附着层引起等方面的故障
 
  主要检查各接线端子和激磁线圈完好性,以及测量管内壁状况。检查传感器的接线端子是否紧固,用兆欧表检查励磁线圈信号线之间的绝缘情况来判断传感器零部件损坏情况。测量管内壁状况附着绝缘层或导电层的***可靠检查判断足卸下传感器离线直接观察,但工作量较大:亦可用在线间接检查方法,即测量电极接触电阻和电极极化电压估计附着层状况。
 
  3. 1.3转换器元器件损坏方面的故障。
 
  3.2气化炉正常运行时,出现不规律的峰值波动和流量晃动,有以下几方面的原因
 
  煤浆本身出现波动和脉动,及时联系工艺检查煤浆泵的打量情况和出口单向阀的工作情况,工艺管线是否有异音和振动。大家采用的煤浆泵本身是活塞式带隔膜的往复泵,这些泵的脉动频率通常在每分钟几次到百余次之间。
 
  电磁流量计的静电接地环接地线松动,接地电阻太大。对现场的静电接地环接地线进行更换,并铜接线鼻固定,要定期用锉刀将线鼻上的氧化层清除,降低其接触电阻。
 
  管道未充满液体或液体中含有气泡。在气化投料前,流量计有时会出现跑***大,此时由于煤浆没有完全充满管线或由于流量计电极集聚的电荷比较多。气化炉正常运行时,由于煤浆的质量差,造成煤浆内含有大量的气泡,当液体中含有气泡数量不多且气泡球径远小于电极直径,虽然减少了部分液体体积,但不会使电磁流量汁输出晃动;但较大气泡则因擦过电极能遮盖整个电极,使流量信号回路瞬间开路,则输出信号晃动很大。
 
  外界电磁干扰:管道杂散电流主要靠电磁流量计良好接地保护,通常接地电阻要小于100Q,不要和其他电机和电器共用接地。静电和电磁波干扰会通过电磁流量计传感器和转换器间的信号线引入,通常若良好屏蔽(如信号线用屏蔽电缆,电缆置于保护铁管内)是可以防治的。
 
  3.3引起测量流量与实际测量不符的故障原因
 
  大体上可归纳成以下4个方面。
 
  传感器安装位置不妥,未满管或液体中含有气泡;流量计的安装位置,在设备整体设计时,已有设计院从工艺生产和装置安全的角度确定。若能进行尝试将流量计的口径按一定的倍数进行缩径,在液体经过流量计时,提高液体的流速,减少汽包或金属微粒在电极表面的停留时间,可以降低流量计的晃动,但由于在管线内增加了变径,液体流过流量计时参生的噪音也会很大,煤浆到达炉头的时间还需重新核实。
 
  信号线末端未处理好,内屏蔽层、外屏蔽层和信号芯相互间有短接,或与外壳短接:电缆长度超过受液体电导率制约束的长度上限;
 
  液体电导率较低而传感器和转换器相距较远,未按规定用驱动屏蔽电缆,有些型号仪表电缆长度超过30m,电导率低于10-4S/cm时就需用2芯双重屏蔽的驱动屏蔽层
 
  传感器极问电阻变化或电极绝缘下降和流量计内部衬里出现裂纹;电极与液体接触电阻值主要取决于接触面积和液体电导率。一般结构电极在测量电导率为5 X 10-6S / cm的蒸馏水时电阻值为350千欧,电导率为150 X 10-6S / cm的生活和工业用水约为15一欧,电导率为1X10-2S/cm的盐水约为200欧。用万用表在充满液体时测量电极接触电阻,虽然只是确定大体的值,却足判断管壁状况较方便的方法。准确的测量则必须用交流电桥,电磁流量传感器的电极接触电阻***好在新装仪表调试时即测量并记录在案,以后每次维护时均作测量(作分析比较测得各次电阻值,必须是用同一
 
  型号万用表,同一测量档的测量值),分析比较将有助于今后判断仪表故障,省略从管道上卸下流量传感器进行检查。如所测电极接触电阻值比以前增加,说明电极表面被绝缘层覆盖或部分覆盖:如比以前电阻值减少,说明电极和衬里表面附着导电沉积层。通常要求电极绝缘电阻大于100兆欧,若检查结果确实足绝缘破坏只能调换传感器。检查电极绝缘的方法首先卸下流量传感器,放空液体,用布擦干衬里内表而,不留液(水)渍,测量筒内要完全干燥。然后用500VDC兆欧表,分别测试两电极对地电阻。然而绝缘下降的原因,往往是地接线柱等浸水受潮所致,有时候用热吹风排除潮气即可恢复绝缘。

XT-LDE系列水煤浆电磁流量计是采用传统的电容靶式水煤浆电磁流量计原理,保证水煤浆电磁流量计的耐用性、实用性,使用寿命长等特点,同时使水煤浆流量计测量精度高,稳定性好的优势。适用于各种水煤浆流量计量的仪表,水煤浆流量计整套系统由:流量传感器(靶式传感器)、智能液晶主机、温压补偿原件及仪表阀门组件构成。水煤浆流量计也可适用于各种纯净赃污及腐蚀性介质的测量。
XT-LDE水煤浆电磁流量计测量原理是法拉第电磁感应定律,传感器主要组成部分是:测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。它主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。包括酸、碱、盐等强腐蚀性的液体。该产品广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理,水利建设等领域。
水煤浆电磁流量计特点                                  
◆仪表结构简单、可靠,无可动部件,工作寿命长。
◆无截流阻流部件,不存在压力损失和流体堵塞现象。
◆无机械惯性,响应快速,稳定性好,可应用于自动检测、调节和程控系统。
◆测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响。
◆采用聚四氟乙烯、聚氨酯橡胶材质衬里和Hc、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。
◆备有管道式、插入式等多种流量计型号。
◆采用EEPROM存贮器,测量运算数据存贮保护安全可靠。
◆具备一体化和分离型两种型式。
◆高清晰度LCD背光显示。
水煤浆电磁流量计应用领域
由于水煤浆电磁流量计有其独特的优点,因此被广泛用于化工化纤、食品、造纸、制糖、矿冶、给排水、环保、水利水工、钢铁、石油、制药等工业领域中,用来测量各种酸、碱、盐溶液、泥浆、矿浆、纸浆、煤水浆、玉米浆、纤维浆、粮浆、石灰乳、污水、冷却原水、给排水、盐水、双氧水、啤酒、麦汁、各种饮料、黑液、绿液等导电液体介质的体积流量。
水煤浆电磁流量计结构图


 
水煤浆电磁流量计日常维护
• 定期检查电磁流量计转换器有否浸水受潮或者腐蚀
• 定期清洗电极和测量管,清洗时,切勿损伤电极和衬里
• 定期检查连接电缆的老化及接触程度是否完好
水煤浆电磁流量计工作原理:
水煤浆电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双方波脉冲励磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时,如果具有一定电导率的流体流经测量管。将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B,测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。转化器将流量信号放大处理后,可显示流体流量,并能输出脉冲,模拟电流等信号,用于流量的控制和调节。
被测流量体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动(如层流或者紊流)就不会影响测量结果的。因此说电磁流量计是一中真正的体积流量计。对于制造商和用户来说,只要用普通的水实际标定后就可以测量其他任何导电流体介质的体积流量,而不需要任何修正。这是电磁流量计的一突出优点,是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件,因此几乎没有压力损失,并且有分高的可靠性。

 
水煤浆电磁流量计技术性能指标:
流速测量范围:(0.05-10)m/s
测量管道直径:DN(32-6000)mm
仪表精度:1.0级
工作压力:≤1.6MPa
介质温度:0-80℃
功耗:<15VA
防护等级:IP68
连接方式:法兰连接
电极材料:含钼不锈钢OCr18Ni12Mo2Ti、哈氏合金B、哈氏合金C、钛Ti、钽等
水煤浆电磁流量计适用范围
适用于:生活/工业污水、自来水,废水、酸液、碱液、泥浆、纸浆等腐蚀性液体介质不适用于:气体、蒸汽、甲醇、乙醇、油、纯净水等非导电性介质
技术参数
公称通径(mm)
(特殊规格可定制)
管道式四氟衬里:DN10~DN600
管道式橡胶衬里:DN40~DN1200
流动方向:
正,反,净流量
量程比:
150:1
重复性误差:
测量值的±0.1%
精度等级:
管道式:0.5级,1.0级
被测介质温度:
普通橡胶衬里:-20~+60℃
高温橡胶衬里:-20~+90℃
聚四氟乙稀衬里:-30~+100℃
高温型四氟衬里:-20~+180℃
额定工作压力:
(高压可定制)
DN6-DN80:≤1.6MPa
DN100-DN250:≤1.0MPa
DN300-DN1200:≤0.6MPa
流速范围:
0.1-15m/s
电导率范围:
被测流体电导率≥5μs/cm
电流输出:
负载电阻
0~10mA:0~1.5kΩ
4~200mA:0~750 kΩ
数字频率输出:
输出频率上限可在1~5000HZ内设定带光电隔离的晶体管集电极开路双向输出。外接电源≤35V导通时集电极***大电流为250mA
供电电源:
AC220V或DC24V
要求直管段长度
上游≥5DN,下游≥2DN
连接方式:
流量计与配管之间均采用法兰连接,法兰连接尺寸应符合GB11988的规定
防爆等级:
mdIIBT4
防护等级:
IP65,特殊订制***高可达IP68
环境温度:
-25~+60℃
相对温度:
5%~95%
消耗总功率:
小于20W
 
水煤浆电磁流量计转换器的作用就是将价格品构造进行分析。
水煤浆电磁流量计的构造:
1、外壳
水煤浆电磁流量计应用铁磁材料制成,是分配制度励磁线圈的外罩,并隔离外磁场的干扰。
2、转换器
由液体流动产生的感应电势信号十分微弱,受各种干扰因素的影响很大,转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号。
3、衬里
在测量导管的内侧及法兰密封面上,有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测液体,其作用是增加测量导管的耐腐蚀性,防止感应电势被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
4、磁路系统
其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用磁铁来实现,其优点是结构比较简单,受交流磁场的干扰较小,但它易使通过测量导管内的电解质液体极化,使正电极被负离子包围,负电极被正离子包围,即电极的极化现象,并导致两电极之产蝗内阻增大,因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时,磁铁相应也很大,笨重且不经济,所以电磁流量计一般采用交变磁场,且是50HZ工频电源激励产生的。
5、测量导管
其作用是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路,测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成,可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。
6、电极
其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成,且被要求与衬里齐平,以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。

衬里材料性能表

衬里材料

主要功能

介质温度

适用范围

聚四氟乙稀

PTFE

1、它是塑料中化学性能***稳定的一种材料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓碱和各种有机溶剂(注:热磷酸除外)。

2、耐磨性和粘接性能较差,不如聚氨酯橡胶

-40℃~180℃(特殊订货可选180℃)

1、浓酸、碱等强腐蚀性质

2、卫生类介质

3、不适于负压管道

氯丁橡胶

NE

1、有极好的弹性,高度的扯断力,耐磨性能好。

2、耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀,不耐氧化性介质的腐蚀。

≤65℃

测一般水、污水、弱磨损性的泥浆、矿浆

聚氨酯橡胶

PUNE

1、有极好的耐磨性能(相当于天然橡胶的十倍)。

2、耐酸、碱性能较差。

≤65℃

中性、强磨损的矿浆、煤浆、泥浆

耐酸橡胶

(硬橡胶)

可耐常温下的盐酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氢氧化钾。忌强氧化剂。

≤65℃

一般

 

电极材料性能表

电极材料

耐腐蚀性能和适用范围

耐酸不锈钢

(1Cr18Ni9Ti)

对硝酸、冷磷酸和其他无机酸,许多盐及及碱的溶液,有机酸及海水等介质耐腐蚀。

对硫酸,盐酸,氢氟酸,对沸腾的蚁酸、草酸,工业铬酸,以及对碳酸钠及氯,溴,碘等介质,化学稳定性差。因此适用于非腐蚀性或弱腐蚀介质,如水,污水、矿浆、泥浆,纤维浆、糖浆等流体。

含钼不锈钢

(0Cr18Ni12M02Ti)

对于硝酸,室温下<5%硫酸,沸腾的磷酸,蚁酸,碱溶液,在一定压力下的亚硫酸,海水、醋酸等介质有强的耐蚀性。可广泛用于石油、化工,尿素,维尼纶等工业。

哈氏合金B

(HB)

在非氧化性环境中有耐腐蚀性,对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐腐蚀性,也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氧化性酸、碱、非氧化盐液的腐蚀,不适用于硝酸之类氧化性酸中,可测海水,盐酸,弱酸,弱碱。

哈氏合金C

(HC)

在中等程度的氧化性和还原性环境中有耐腐蚀性,适用于各类有机酸及碱类介质的测量,不适用于氟化物和氯化物。可测乙醛,乙酸,氢氧化钠等溶液。

钛(Ti)

能耐海水,各种氯化物和次氯酸盐,氧化性酸(不包括发烟硝酸),有机酸,碱等溶液的腐蚀,不耐较纯的还原性酸(如硫酸,盐酸)的腐蚀。但如酸中含有氧化剂(如硝酸Fe+++,Cu++)时则腐蚀性大为降低。可测氯化锌,氯化钾,氯化钙,冷冻盐水,海水,氨水等。

钽(Ta)

具有优良的耐腐蚀性,和玻璃很相似。除了氢氟酸,发烟硫酸,碱外,几乎能耐一切化学介质(包括沸点的盐酸,硝酸175℃以下的硫酸)的腐蚀。可测浓盐酸,硝酸,硫酸,王水等溶液。

铂(Pt)

对各种酸的耐蚀性能很好,耐碱和各类盐的腐蚀,但不耐王水腐蚀。

不锈钢涂覆碳化钨

用于无腐蚀性,强磨损性介质

 
水煤浆电磁流量计选型注意事项
.实际***高工作压力必须小于流量计的额定工作压力。
.***高工作温度和较低工作温度必须符合流量计规定的温度要求。
.确定是否有负压情况存在。
.测洁净介质时,经济流速是1.5-3m/s,测易结晶的溶液时,应适当地提高流速,3-4m/s为宜,起到自清扫,防止粘附沉积等作用,测矿浆等磨损性流体时,应适当降低流速,1.0-2m/s为宜,以降低对内衬和电极的磨损。实际应用很少超过7m/s,超过10m/s则更为罕见。
水煤浆电磁流量计使用测量被测介质流速一般以2~4m/s为适宜,特殊情况下,较低流速应不小于0.2m/s,***高应不大于8m/s。若被测介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的长时间磨损。对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
注:量程Q应大于预计的***大流量值,正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜。
内径(mm)
10
15
20
25
32
40
50
65
Qmin(m3/h)
0.0283
0.0636
0.12
0.176
0.29
0.452
0.7
1.19
Qmax(m3/h)
4.24
9.54
16.96
26.5
43.42
67.85
106.0
179.0
内径(mm)
80
100
125
150
200
250
300
350
Qmin(m3/h)
1.8
2.82
4.41
6.36
11.3
17.6
25.4
34.6
Qmax(m3/h)
271.0
424.0
662.0
954.0
1690
2650
3810
5190
内径(mm)
400
450
500
550
600
700
800
900
Qmin(m3/h)
45.2
57.2
77.6
85.5
101.0
138.0
180.0
229.0
Qmax(m3/h)
6780
8570
10600
12800
15200
20700
27100
34300
内径(mm)
1000
1100
1200
1400
1600
1800
2000
2200
Qmin(m3/h)
282.0
342.0
407.0
554.1
732.7
916.0
1131.0
1368.4
Qmax(m3/h)
42400
51300
61000
83121
108566
137404
169635
205258
水煤浆电磁流量计安装要求:
1)、水煤浆电磁流量计安装环境的选择:
应尽量远离具有强电磁场的设备,如大型电机、大型变压器、大型变频器等。
安装场所不应有强烈震动,管道固定牢靠,环境温度变化不大(防止固液两相变化)。
安装环境应便于安装和维护。
2)、水煤浆电磁流量计安装位置的选择:
安装位置必须保证管道内始终充满被测液体。
选择液体流动脉冲小的地方,即应远离泵和阀门、弯头等局部阻力件。
测量双相(固、液和气、液)液体时,应选择不易引起相分离的地方。
被测管道内径或周长容易测量,并且椭圆度应较小。
3)、直管段长度:
传感器安装管道上游侧直管段长度应大于或等于10D,下游侧应不小于5D(D为被测管道通径)。
4)、流量控制阀门和调节阀门:
流量控制阀门应安装在传感器上游侧的被测管道内,流量调节阀门应安装在传感器下游侧。
流量时,通常流量控制阀门应处于全开状态。


 
选型
XT-LDE- 水煤浆电磁流量计
口径(mm) 代号 口径(mm) 流量范围(/h)   代号 口径(mm) 流量范围(/h)
D10 10 0.06~2.3 D150 150 15~510
D15 15 0.15~5.1 D200 200 27~904
D25 25 0.4~14 D250 250 42~1416
D32 32 0.7~23 D300 300 61~2040
D40 40 1~36 D350 350 83~2776
D50 50 1.7~57 D400 400 109~3624
D80 80 4~145 D500 500 170~5664
D100 100 7~226 D600 600 245~8152
介质温度 T0

0~80℃

T1

0~120℃

T2

0~180℃

衬里材料 F0

聚氨脂≤80℃中性矿浆、泥浆、煤浆

F1

耐磨橡胶≤60℃一般酸、碱、盐介质

F2

聚四氟乙烯≤180℃浓度较大酸、碱、盐介质

F3

改性聚氨脂≤120℃中性浆液

电极材料 K1

316L

K2

哈氏

K3

钛材/钽材

K4

碳化物(耐磨)

工作压力 P1

2.5MPa 全系列口径

P2

6.4MPa 口径≤150

P3

16MPa 口径≤150

P4

25MPa 口径≤150

P5

35MPa 口径≤150

连接方式 C0

法兰式

C1

法兰夹装式

转换器结构 E1

一体式智能表头

E2

分体式智能表头,注:信号线长度应注明

供电电压 H0

220VAC

H1

24VDC

输出类型 G1

4~20mA

G2

1~5V

G3

Rs485

防爆类型 N

普通型

D

隔爆型(供电应选24VDC)

     ↓
XT-LDE  -  D25  T0  K1  P1  C0  E1  H1  G1  D                                        型号举例
 
 
  4、结束语
 
  通过这篇文章针对电磁流量计出现的常见故障现象,简单的分析了产生故障的原因及相关的处理方法。电磁流量计在水煤浆领域运用存在的固有问题,还需大家在工作中不断的摸索和尝试,希翼在今后的工作中,通过自身努力和厂家不断交流,找出解决问题的根本办法,消除影响装置稳定运行的隐患。

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