選錯(cuò)電磁流量計(jì)導(dǎo)致的故障分析及更換渦街后的應(yīng)用分析

上海自動(dòng)化儀表流量是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常用的過(guò)程控制參數(shù)，是化工行業(yè)的一個(gè)重要的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。流量計(jì)量的準(zhǔn)確與否，將對(duì)企業(yè)的成本核算、能源消耗等重要指標(biāo)的正確計(jì)算及可信程度產(chǎn)生影響。因此，選擇高質(zhì)量、運(yùn)行穩(wěn)定、計(jì)量準(zhǔn)確以及合適現(xiàn)場(chǎng)的流量計(jì)是至關(guān)重要的。

某公司雙氧水廠上年產(chǎn)萬(wàn)噸雙氧水工藝．根據(jù)設(shè)計(jì)要求共有三個(gè)流量測(cè)量點(diǎn)采用電磁流量計(jì)：入萃取塔純水流量調(diào)節(jié)電磁流量計(jì)PN40DN20O-m3／h：

進(jìn)氫化液白土床流量指示電磁流量計(jì)PN40DN650-60m3／h：去成品庫(kù)稀品雙氧水流量指示累積電磁流量計(jì)PN40DN20O一16m3／h。

自從萬(wàn)噸雙氧水開(kāi)車以來(lái)，入萃取塔純水流量和去成品庫(kù)稀品雙氧水流量指示累積的電磁流量計(jì)一直能夠運(yùn)行穩(wěn)定、計(jì)量準(zhǔn)確，而進(jìn)氫化液白土床流量指示得電磁流量計(jì)卻不能正常顯示進(jìn)氫化液白土床流量。

1、故障分析

在中央控制室DCS系統(tǒng)特性曲線顯示為不規(guī)則脈動(dòng)．脈寬、峰值和周期周不固定。我們根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)管道工藝安裝、周圍干擾源，儀表本身，被測(cè)介質(zhì)等進(jìn)行分析．非常終認(rèn)定是流量計(jì)選型不當(dāng)引起的故障．非常終將電磁流量計(jì)更換為渦街流量計(jì)儀表測(cè)量終于正常。

被測(cè)液從A流向B，傳感器水平安裝，電極水平，傳感器下游2m處裝有調(diào)節(jié)閥，從圖中可以排除由于傳感器中急劇潴留氣和傳感器后無(wú)背壓等情況導(dǎo)致的測(cè)量脈動(dòng)情況產(chǎn)生。如果被測(cè)液確認(rèn)是工藝操作原因，流體確實(shí)發(fā)生脈動(dòng)，此時(shí)流量計(jì)僅如實(shí)反映流動(dòng)狀況，脈動(dòng)結(jié)束后故障可自行消除。經(jīng)工藝確認(rèn)可以保證被測(cè)液是滿管．并且被測(cè)液中沒(méi)有氣泡。我們組織工藝和操作人員在控制室通過(guò)DCS給現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)．保持調(diào)節(jié)閥開(kāi)度不變．給壓泵保持轉(zhuǎn)速恒定，我們保證了被測(cè)液流速．被測(cè)液入傳感器前不存在脈動(dòng)情況，儀表仍不能正常工作。所以排除了工藝脈動(dòng)擾動(dòng)情況的發(fā)生。我們?cè)噲D穩(wěn)定管道內(nèi)被測(cè)液體的流速在2m／s左右，壓力O6MPa溫度為常溫。而流量計(jì)的測(cè)量范圍在01—15m／s．工作壓力是1．6MPa在非常低量程限值之上，變送器完全可以正常工作。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)因配比混合容器攪拌時(shí)混入空氣及泵吸入端或管系其他局部產(chǎn)生密封不良的場(chǎng)所吸入空氣等：

1．2周圍環(huán)境干擾故障分析

雙氧水廠環(huán)境條件比較好．離主廠區(qū)比較遠(yuǎn)．廠內(nèi)雖然有焦油．粉煤灰，氨氣泄露等問(wèn)題．但是對(duì)這里影響不大，所以沒(méi)有考慮信號(hào)回路端子等的絕緣性改變等問(wèn)題。由于現(xiàn)場(chǎng)施工已經(jīng)結(jié)束．所以沒(méi)有電氣部門在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)．傳感器周圍也不存在大型泵，所以可以排除雜散電流產(chǎn)生的電磁干擾。轉(zhuǎn)換器殼體接地端子口E用16mm接地銅線接大地．從轉(zhuǎn)換器殼體到大地的接地電阻為小于10m。且沒(méi)有與其它電器設(shè)備的接地線共用，而是采用單獨(dú)接地。

1．3儀表本身常見(jiàn)故障分析

(1)檢查儀表供電及信號(hào)線：電磁流量計(jì)采用220VAC電源從配電柜經(jīng)電纜引入儀表．電纜走線從匯線槽連接到流量計(jì)，經(jīng)檢查中間沒(méi)有因施工引起的外皮破損漏電情況。在流量計(jì)端和配電柜分別用萬(wàn)用表檢測(cè)，經(jīng)多次檢查配電柜輸出各端口電壓穩(wěn)定流量計(jì)端也有穩(wěn)定電壓信號(hào)，同時(shí)對(duì)供電電源連線進(jìn)行緊固。信號(hào)線走線從流量計(jì)經(jīng)匯線槽進(jìn)入配電柜。經(jīng)檢查信號(hào)沒(méi)有因施工引起的外皮破損情況．絕緣性能完好；信號(hào)電纜無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象．主電源和激磁電流熔絲都完好。由此可排除電源供電系統(tǒng)和信號(hào)線接觸不良的問(wèn)題。

(2)檢查DCS組態(tài)參數(shù)及轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置；儀表參數(shù)確定儀表的運(yùn)行狀態(tài)、計(jì)算方法、輸出方式及狀態(tài)。正確地選用和設(shè)置儀表參數(shù)．可使儀表運(yùn)行在非常理想狀態(tài)，并得到較高的測(cè)量顯示精度和測(cè)量輸出精度。

我們組織工程師對(duì)組態(tài)參數(shù)進(jìn)行了研究，進(jìn)入DCS組態(tài)畫檢查測(cè)量點(diǎn)FT-125，量程設(shè)置范圍60m／h下限0．經(jīng)多方確認(rèn)該設(shè)置符合工藝要求。到現(xiàn)場(chǎng)檢查轉(zhuǎn)換器的參數(shù)設(shè)定值。重新對(duì)轉(zhuǎn)換器設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定．并對(duì)轉(zhuǎn)換器的零點(diǎn)、滿度值進(jìn)行校驗(yàn)。我們?cè)敿?xì)檢查了轉(zhuǎn)換器儀表量程、阻尼時(shí)問(wèn)勵(lì)磁頻率等參數(shù)設(shè)定。

為減緩脈動(dòng)對(duì)儀表的影響通?？刹扇√岣唠姶帕髁坑?jì)激磁頻率或增加電阻尼；現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力源不存在往復(fù)泵或膜片泵，我們考慮暫時(shí)不需要增加氣容室或阻流器件，而且現(xiàn)場(chǎng)施工比較困難．也考慮到這樣會(huì)增加儀表的維護(hù)量和誤差概率．所以我們采取在一定范圍內(nèi)不斷增加阻尼來(lái)減小脈動(dòng)影響。我們多次對(duì)這2個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，仍不能達(dá)到穩(wěn)定參數(shù)的目的。下游調(diào)節(jié)閥進(jìn)行安裝的時(shí)候曾多次進(jìn)行0。50％、1∞％校驗(yàn)．而且我們把下游調(diào)節(jié)閥全開(kāi)試驗(yàn)，結(jié)果顯示應(yīng)該不是閥門的問(wèn)題。管道內(nèi)被測(cè)也流動(dòng)方向與電磁流量計(jì)標(biāo)定方向一致．即使出現(xiàn)方向相反也可以直接在流量計(jì)上調(diào)節(jié)。

(3)變送器由于電磁流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近．儀表還能正常輸出信號(hào)．只是改變流通面積，形成測(cè)量誤差的隱性故障：若是高電導(dǎo)率附著層，電極問(wèn)電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開(kāi)測(cè)量電路變送器內(nèi)部電路板為插件結(jié)構(gòu)．經(jīng)檢查無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，接線盒無(wú)進(jìn)水或被腐蝕情況。變送器內(nèi)壁電極測(cè)量的是氫化液．這種介質(zhì)是由四分之一的磷酸三辛酯和四分之三的芳烴和一定比例的2一乙基蒽醌混合而成不會(huì)對(duì)電極產(chǎn)生影響．沒(méi)有產(chǎn)生疤層現(xiàn)象。

(4)檢查傳感器完好性和測(cè)量管內(nèi)壁狀況；

主要檢查各接線端于和激磁線圈完好性．以及測(cè)量管內(nèi)壁狀況。激磁線圈及其系統(tǒng)出現(xiàn)的故障常有：

(1)線圈斷開(kāi)：

(2)線圈或其端子絕緣下降；

(3)匝間短路。三類故障中以絕緣下降出現(xiàn)的頻度相對(duì)較高。線圈斷開(kāi)和絕緣下降可方便地川萬(wàn)用電表和兆歐表檢查。匝問(wèn)短路檢查就相對(duì)復(fù)雜些．首先新裝電磁流量計(jì)啟用前用電極測(cè)其直流電阻值和測(cè)量時(shí)環(huán)境溫度并記錄作為參照值。檢查故障時(shí)若出現(xiàn)人范圍匝問(wèn)短路，用萬(wàn)用表測(cè)量電阻就可作出判斷；若是少數(shù)匝問(wèn)短路或要證明未發(fā)生短路。還必須用電橋測(cè)量．并作必要銅電阻溫度系數(shù)修正。

1．4被測(cè)工作液方面常見(jiàn)問(wèn)題分析

有3種因素會(huì)使輸出晃動(dòng)。它們是：(1)液體中含有固相顆?；驓馀荩?2)雙組分液體中二種液體電導(dǎo)率不同而末均勻混合．或管道化學(xué)反應(yīng)尚未完全完成；(3)液體的電導(dǎo)率接近下限值。雙氧水生產(chǎn)采用蒽醌法鈀催化劑固定床氫化工藝．該法以重芳烴和磷酸三辛酯為溶劑．以2一乙蒽醌為溶質(zhì)．配成工作液，工作液與氫氣在鈀劑的作用下催化氫化，得到氫蒽醌溶液即氫化液，氫化液經(jīng)空氣氧化．得到H202和蒽醌的混合液即氧化液氧化液經(jīng)萃取分離出H202．再經(jīng)凈化處理為合格的H202(275％)。分享出的蒽醌溶液經(jīng)后處理除去其中夾帶的H202，作為工作液返回氫化工序。

稀品H202還可經(jīng)精餾濃縮成濃品H202。整個(gè)工藝過(guò)程中，蒽醌、芳烴和磷酸三辛酯組成的工作液循環(huán)使用．流量計(jì)測(cè)量的是氫化液．這種介質(zhì)屬于有機(jī)物混合液不會(huì)產(chǎn)生固相顆粒．液體即使含有少量細(xì)小氣泡通常不影響正常測(cè)量。只有第三個(gè)原因比較可疑。然而查了很多資料也沒(méi)有查到氫化液的具體電導(dǎo)率．只是從它是一種機(jī)物混合液角度分析，由于有機(jī)物大部分是共價(jià)化合物不能電離，沒(méi)有載流子形成．所以它的導(dǎo)電性應(yīng)該都不怎么好，而電磁流量計(jì)測(cè)量的介質(zhì)的電導(dǎo)率至少要大于20S／cm．所以我們判斷問(wèn)題可能出現(xiàn)在這里。于是．我們與廠家協(xié)商將電磁流量計(jì)更換為渦街流量計(jì)．重新安裝完成后儀表完全能夠正常顯示流量值。

流量測(cè)量一是測(cè)量方式可靠．即取樣裝置在運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生機(jī)械強(qiáng)度或電氣回路故障而引起事故；二是測(cè)量?jī)x表無(wú)論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。為此．不僅要選用滿足準(zhǔn)確度要求的顯示儀表．而且要根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特點(diǎn)選擇合理的測(cè)量方式。量程范圍的選擇．主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過(guò)載．損壞儀表：選大了．有礙于測(cè)量的準(zhǔn)確性。一般選為實(shí)際運(yùn)行中非常大流量值的12—13倍。安裝在生產(chǎn)管道上長(zhǎng)期運(yùn)行的接觸式儀表．還應(yīng)考慮流量測(cè)量元件所造成的能量損失。

總之沒(méi)有一種測(cè)量方式或流量計(jì)對(duì)各種流體及流動(dòng)情況都能適應(yīng)的．不同的測(cè)量方式和結(jié)構(gòu)要求不同的測(cè)量操作、使用方法和使用條件每種型式都有它特有的優(yōu)缺點(diǎn)。因此．上海自動(dòng)化儀表應(yīng)在對(duì)各種測(cè)量方式和儀表特性作全面比較的基礎(chǔ)上選擇適于生產(chǎn)要求的，既安全可靠又經(jīng)濟(jì)耐用的非常理想型式．