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YJ-LDE系列电磁流量计故障检测及维修方案(三)

电磁流量计

 

第六节 流量测量值与实际值不符的检查和采取措施

一、故障原因
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6个方面。
(1)转换器设定值不止确;
(2)传感器安装位置不妥,未满管或液体中含有气泡:
(3)未处理好信号电缆或使用过程中电缆绝缘下降:
(4)传感器下游流动状况不符合要求;
(5)传感器电极间电阻变化或电极绝缘下降;
(6)所测量管系存在未纳入考核的流入/流出值。
二、比对的参照系
在检查本身故障现象之前,首先要评估与电磁流量计测量流量比对的实际流量(即各参照系推导出来的参比流量)的准确性和正确性。人们用作参照流量常从以下3个方面获得:
(1)从流程系统的物料平衡,即进入系统的量与流出系统的量之间作比较;
(2)与其他流量测量值之间的比对,如与水池容器的体积或外夹装式超声流量汁的流量相比较;
(3)与历史测量值相比较。
流程现场工艺运行人员按这些参照系,根据他们的经验提出流量仪表测量值不准确的看法,仪表工程师要了解与分析运行人员作出判断的依据,过程和数据,了解流程必要时去现场勘察,确认其正确后才作下一步检查。
现例举用得较多的夹装式超声流量计作比对参照时,准确性评估中的几点常见失误。(1)作流量计算时流通面积未实例测量管段的外径和壁厚,仅按所查得钢管规格表中名义尺寸代入,由于外径和壁厚的允差,带来流通面积的计算误差。例如DN200-DN500无缝热轧钢管流通面积可能相差±(3.4-3.2)%;即使外径用圆周法实测而壁厚未测而用名义尺寸,流通面积也可能相差±(1.25-1)%。(2)在现场测量声波传播距离如有(1-2)%误差,即会给流量测量带来(1-2)%的误差。(3)没有计入水泥衬里层厚度,旧管锈蚀层或污积层厚度。
又如水厂经常用清水池体积作比对参照,要评估水池面积的准确性。经常发生计算水池面积仅按设计图或竣工图数据,由于竣工图仅按工程要求而未按计量要求丈量,必然会带来误差;还有可能未减去水池中隔墙、管线所占去的体积,以及旁路管线流出/流入的体积。并要确认在试验时间内阀门的密封性等等,均应作复核评估。
三、检查程序
图7所示是检查电磁流量计测量流量与实际流量不符的流程。先按流程全面考虑作初步调查和判断,然后再逐顷细致检查和试排除故障。流程所列检查顺序的先后原则是:(1)可经观察或询问了解而毋须作较大操作的在前,即先易后难;(2)按过去现场检查修经验,出现频度较高今后出现概率较高者在前;(3)检查本身的先后要求。若经初步调全确认足后几项故障原因,亦可提前作细致检查。
四、故障检查和采取措施
本小节分别讨论图7-7所示6个方面故障原因检查和采取措施。
1、复核转换器设定值和检查零点、满度值
检查流程图第1项。首先检查相配套传感器和转换器的编号是否对号。当代大部分电磁流量计在制造厂实流校准后在传感器名牌(或/和随表附《使用说明书》,标明校准的仪表常数,并在所配套的转换器内设定好。因此新安装内仪表调试前首先要复核仪表常数,或者传感器编号和转换器编号是否配对。因为这类失配的事件经常发生,还需复核口径、量程和计量单位等设定值。用模拟信号器)通常要按所用电磁流量计型号向制造厂订购)检查转换器零点和量程。
2、查管道充液状况和含有气泡
检查流程图第2项。本类故障主要是管网工程设计不良或相关设备不完善所引起的,可参阅第9页第四节中"2、管道未充满液体或液体小有含有气泡"一节。

 


 图 7 电磁流量计测量值与应用参比值不符检查流程

3、检查信号电缆系统
检查流程图第 3 项,查连接电缆匹配是否适当?连接是否正确?绝缘是否下降?
通常人们检查电磁流量计测量流量不符的故障原因,往往忽视连接传感器和转换器之间的电缆系统,而从制造厂去现场服务调试或检查过程的故障事例中,实际上出现连接电缆的原因频度颇高。例如经常遇到以下事例:(1)将所附整根电缆割断后重新连接,使用一阶段后连接处吸入潮气,绝缘下降;(2)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;(3)不用规定型号(或所附)的电缆;(4)电缆长度超过受液体电导率制约束的长度上限;(5)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。上述5种事例中(3)-(5)只会出现在初装调试期,(2)也较多出现于初装调试期。
4、调查传感器上游流动状况,检查传感器测量道道内壁状况
检查流程图第4项。传感器上游流动状况常因受安装空间限制,偏离规定要求,如接近产生扰流的阻流件而无足够长度的直管段,这些会引入影响测量准确的因素。特别是接近传感器上游设置调节阀或未全开的闸阀,能完满解决的唯一办法足改动传感器的安装位置;在上游直管段长度不足的情况下,安装流动调整器也只能作部分改善。
测量内壁存在淤积层或管壁被磨损,从而改变流通面积,影响测量值。这类故障的出现只有在运行一段时期后才会出现,请参阅故障案例8。
流量传感器上游流动状况偏离要求的原因绝大部分是工程设计将传感器安装在不适当位置所致;但也发生过工程设计的安装情况良好,但运行一段时间后,却出现较大误差,按常识判断为流动状况不善,似乎足不可能的,但也确实发生过,请参阅故障案例1。
5、检测电极与液体间接触电阻和电极绝缘
检查流程图第5项。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5×10-6S/cm的蒸馏水时电阻值为350kD,电导率为150×10-6S/cm的生活和工业用水约为15kn,电导率为1×10-2S/cm的盐水约为200n。
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,却是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,如"Kohlraush 电桥"等测量。
电磁流量传感器的电极接触电阻最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100Mn,若检查结果确实是绝缘破坏只能调换传感器。检查电极绝缘的方法是先卸下流量传感器,放空液体,用布擦干衬里内表面,不留液(水)渍,干燥之。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,往往是接地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。
6、检查有否未纳入考核的歧管流出或流入
检查流程图第6项。当流程工艺人员发现测量流量与参照量有较大差别时,分析各种原因常聚焦于流量仪表方面而忽略测量管道歧管流出/流入的原因。工艺操作人员与去现场服务仪表工程师讨论时,常常有把握地说无歧管流出或流入。然而现场服务经验表明,作了全面检查并排除其他各种故障可能性后,最后常是有歧管流出或流入导致测量流量与所谓"实际测量"不符,这种实例不是个别的。因此有否歧管亦应作为一个方面进行调查。例如调查在作为参照量(如超声流量计、容器和水池等)测量点与电磁流量计之间的管道有否歧管,阀门是否紧闭,此外也应检查容器或水池是否连有其他流出流入源。
①流动调整器(流动整流器)是置于管道内的多孔板或由较小管束(或格栅板)组成的一种管件,用来减少(或消除)漩涡和改善流速分布畸变,以达到缩短直管段长度的目的。

 


 图 8 电磁流量计输出信号超满度值检查流程

 

第七节 电磁流量计输出信号超满度值检查和采取措施

 

一、故障原因
输出信号超满度值的故障原因来自4个方面,即:传感器方面、连接电缆方面、转换器方面、连接于转换器输出的后位仪表方面。每个方面又各有多种原因,其主要如下所列:
(1)传感器方面--电极间无液体连通,从液体引入电干扰;
(2)连接电缆方面--电缆断开,接线错误;
(3)转换器方面--与传感器配套错误,设定错误
(4)后位仪表方面--未电隔离,设定错误。
二、检查程序
图8所示是检查输出信号超满度值的流程。检查首先足判别故障原因来自转换器之前(即流量信号上游)还足在转换器以及其后之后位仪表,然后按流程全面考虑作初步调查和判断,再逐项细致检查和试排除故障。流程所列检查项目顺序的先后原则是:(1)可经观察或询问了解毋须较大操作在前,即先易后难;(2)按过去现场检修经验,出现频度较高而今后可能出现概率较高者在前;(3)检查本身的先后要求。若经初步调查确认是后几项故障原因,亦可提前检查。
三、故障检查和采取措施
本小节分节讨论上述来自4个方面故障原因的检查方法和采取措施。
1、判别故障原因在转换器之前还是在转换器及其后之下位仪表
检查流程图第1项。故障在转换器之前,即在传感器和传感器/转换器之间的信号电缆(一体型电磁流量计信号连接线,在仪表内部,一般极少出现故障);之后即在传感器本身及其后积算器或流量计算机等下位仪表。
先在管系和流量传感器内通水,静止无流动状态下将转换器两信号端子和功能地或保护地端子短路,观察转换器输出信号足否到零。若能到零,则可初步判断故障在转换之前而不在转换器本身及后位仪表,下一步可先重点检查连接电缆和传感器(即流程图第2项);若不能到零,则检查重心应在转换器和后位仪表(即流程图第 3、4、6、7 项)。
2、确认信号电缆完好性和两电极场与液体充分接触
检查流程图第2项。若信号回路断开,输出信号将超满度值,因此本检查项目主要是核实流量信号回路完整通畅。信号回路包括电缆及其连接端子,流量传感器一对电极和电极间液体。除检查电路通断外,还应核实电缆型号,各接点的连接正确性,绝缘是否达到要求等。流量传感器电极末接触到液体(两电极均末接触到液体或一只电极末接触到,同样也断开了信号电缆,必须如图3所示将流量传感器改装到能充满液体位置等排除电极与液体末接触的原因。
3、复核转换器设定值的正确性,核查零点和满点
检查流程图第3项。分离型电磁流量计出厂时,一般转换器和传感器按合同规定口径及流量及设定参数实流校准,传感器和转换器必须一一对应。因此,先检查配套是否正确,再检查转换器仪表常数和各参数是否符合。然后再用模拟信号器复查零点。一体型仪表毋需检查本项。
4、检查下(后)位仪表
检查流程图第4项。电磁流量转换器输出流量信号传送给流量积算器,流量计算机等下位仪表。若后位仪表带电连接(即有源负载),负载上电源回授损坏转换器输出电路,出现输信号超满度值现象,要采取电隔离措施。
转换器输出回路有允许接地和不允许接地两种类型。若是允许接地者,输出仍超过满度值,转换器有故障;若是不允许接地者误接地,只要去除接地就可运行正常。
5、检查从液体引入电干扰
检查流程图第5项。在无激磁电流情况下,用万用电表或示波器在两电极检测干扰电势。这一故障现象常出现于制碱工业氯化纳电解工序等和阴极保护管线上,可采取将电磁流量传感器与管线绝缘的措施,使电极与液体处于同电位。请参见案例12(第 24 页)。
6、查转换器本身
转换器本身故障引起输出信号超满度值的原因较为复杂,它可由转换器内各单元线路中某一环节引起的,因类型(模拟式或数字式)而有较大差别。对于一般使用单位;可利用当代电磁流量计线路板分成可互换相互独立的单元,采取试换备用线路板(或临时借用同型号其他运行正常仪表的线路板)以替代法检查判别。
先检查流程图第6项,即查输入/输出电路。按模拟电路转换器或数字电路转换器两种类型各自特点上,着重检查几个环节,对模拟电路转换器应从反馈回路是否开路,输出回路有否损坏为主;对数字电路转换器应从 ND 转换电路和输出回路分析为主要检查环节。然后检查流程图第 7 项,即查转换器其他电路。

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