[摘要]電(dian)磁流量計(ji) 是種根據(ju)法拉第電(dian)磁感應定(ding)律來測量(liang)管内導電(dian)介質體積(ji)流量的感(gan)應式儀表(biao)，已在化工(gong)中得到廣(guang)泛應用，在(zai)運行中的(de)👉故障判别(bie)方法受到(dao)了國内外(wai)使用者的(de)關注，特别(bie)是對電磁(ci)流量計的(de)安裝，直接(jie)決定着電(dian)磁流量計(ji)的能否正(zheng)常運行和(he)📞大大減少(shao)日後的維(wei)護👣。
1測量原(yuan)理
　　根據法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)，當--導體在(zai)磁場中運(yun)動切割磁(ci)力線時，在(zai)導體的兩(liang)端即産生(sheng)感應電勢(shi)e,其方向🤟由(you)右手定則(ze)确定，其大(da)小與磁場(chang)的磁感應(ying)強度B,導體(ti)在磁場内(nei)的長度L及(ji)導體的運(yun)動速度u成(cheng)正比，如果(guo)B，L,u三者互相(xiang)垂直，則:
e=Blu
　　與(yu)此相仿，在(zai)磁感應強(qiang)度爲B的均(jun)勻磁場中(zhong)，垂直于磁(ci)場方向放(fang)一個内徑(jing)爲D的不導(dao)磁管道，當(dang)導電液體(ti)在管道中(zhong)以流速u流(liu)動☀️時，導電(dian)流體就切(qie)割磁力線(xian)。

　　如果在(zai)管道截面(mian)上垂直于(yu)磁場的直(zhi)徑兩端安(an)裝一對電(dian)極🔴(圖1)則可(ke)以證明，隻(zhi)要管道内(nei)流速分布(bu)爲軸對💜稱(cheng)分布，兩電(dian)極之間也(ye)特産生感(gan)生電動勢(shi):

　　由上式可(ke)見，體積流(liu)量Q與感應(ying)電動勢e和(he)測量管内(nei)徑D成❤️線性(xing)關👅系，與磁(ci)場的磁感(gan)應強度B成(cheng)反比，與其(qi)它物理參(can)數無關。
2電(dian)磁流量計(ji)的安裝
　　電(dian)磁流量計(ji)的正确安(an)裝對電磁(ci)流量計的(de)正常運🚶行(hang)極爲重要(yao)，也大大減(jian)少日後的(de)維護工作(zuo)量:電磁⁉️流(liu)量計的💔安(an)裝要注意(yi)以下幾個(ge)問題:
(1)安裝(zhuang)場所。測量(liang)混合相流(liu)體時，應選(xuan)擇不會引(yin)起相分🏃‍♀️離(li)㊙️的🔱場所:避(bi)免安裝在(zai)電動機、變(bian)壓器等強(qiang)電設備附(fu)💛近，以免引(yin)起電磁場(chang)幹擾:選擇(ze)測量管内(nei)不會出現(xian)負壓的場(chang)所:避免安(an)裝在🚶‍♀️周圍(wei)有強腐蝕(shi)性氣體的(de)場所:環境(jing)溫度一-般(ban)應在-25--60'C範圍(wei)内，盡可能(neng)避免陽光(guang)直射:安裝(zhuang)在無振動(dong)或振動小(xiao)的場所。如(ru)果振動過(guo)大，則應在(zai)傳感器前(qian)後的管道(dao)加固定支(zhi)撐;避🐆免安(an)裝在能被(bei)雨水直淋(lin)或被水浸(jin)沒的場所(suo)。
(2)直管段長(zhang)度。電磁流(liu)量計對表(biao)前直管段(duan)長度的要(yao)🔴求比較低(di)❄️。-般，對于90°彎(wan)頭、T形三通(tong)、異徑管、全(quan)開閥]等流(liu)動阻力件(jian),離傳感器(qi)電極軸中(zhong)心線(不是(shi)傳感器進(jin)口端面)應(ying)有3-5D的直管(guan)段長度:對(dui)于不同開(kai)度的閥門(men)，則要求有(you)10D的直管段(duan)😘長度:傳感(gan)器後一般(ban)應有2D的直(zhi)管段長度(du)。當閥門不(bu)能全開時(shi)，如果使閥(fa)門截流方(fang)👉向與傳感(gan)器電極軸(zhou)成45°安裝，可(ke)大大減小(xiao)附加誤差(cha)。
(3)安裝位置(zhi)和流動方(fang)向。電磁流(liu)量計可以(yi)水平、垂直(zhi)或傾斜安(an)裝。水平安(an)裝時，電磁(ci)流量計電(dian)極軸必須(xu)水平🆚放置(zhi)❌。這樣可以(yi)防止✉️由于(yu)流體所夾(jia)帶的氣泡(pao)而産生的(de)電極短時(shi)間絕緣:也(ye)可防止電(dian)極被流體(ti)中沉積物(wu)覆蓋。不應(ying)将電磁流(liu)☎️量計安裝(zhuang)在最高點(dian)，以免有氣(qi)體積聚，安(an)裝在管系(xi)最高處❤️，爲(wei)不良的安(an)裝位置，應(ying)予以避免(mian)。
　　垂直安裝(zhuang)時，應使流(liu)動方向向(xiang)上，這樣可(ke)使無流量(liang)或流量🈲很(hen)小時，流體(ti)中所夾帶(dai)的較重的(de)固體顆粒(li)💚下沉✨，而較(jiao)輕的脂肪(fang)類物🔅質上(shang)升離開傳(chuan)感器電極(ji)區.測量泥(ni)漿、礦漿等(deng)液💯固二相(xiang)流時，垂直(zhi)安裝可以(yi)避免固相(xiang)覺沉澱和(he)電磁流量(liang)計襯裏不(bu)均勻磨損(sun)。傳感器安(an)裝處應具(ju)有一-定背(bei)壓，電磁流(liu)量計出口(kou)直接排空(kong)易💯造❗成測(ce)量管内液(ye)體非滿管(guan)，爲不💞良的(de)安裝位置(zhi)，應予以避(bi)免。爲了防(fang)止傳感器(qi)内産生負(fu)壓，電磁流(liu)量計應安(an)裝在泵的(de)後面，而不(bu)💘應安裝在(zai)泵的前面(mian)。
(4)安裝旁路(lu)管。爲了便(bian)于液流靜(jing)止時檢查(cha)和調整零(ling)🆚點，中小管(guan)徑應盡可(ke)能安裝旁(pang)路管。在測(ce)量含有沉(chen)澱物流體(ti)時，應考慮(lü)便于清洗(xi)電磁流量(liang)計的安裝(zhuang)方式。如㊙️圖(tu)2.

采用圖2安(an)裝，即便是(shi)在生産中(zhong)也可以切(qie)出來，進行(hang)維護和處(chu)理。
(5)接地。
　　由(you)于電磁流(liu)量計的工(gong)作原理和(he)特性，接地(di)屏蔽外界(jie)電磁幹擾(rao)特别重要(yao):同時爲了(le)使測量正(zheng)确和電極(ji)不會發生(sheng)電流腐蝕(shi)，電磁流量(liang)計必須單(dan)獨接地，并(bing)使傳感器(qi)和🌈流體大(da)約處于相(xiang)同電位。分(fen)離型電磁(ci)流量計 ，原(yuan)則上接地(di)應在流量(liang)計側，轉換(huan)器接地應(ying)在同一接(jie)地點✨，在大(da)多數情況(kuang)下，流量計(ji)的内裝參(can)比電極或(huo)金屬管能(neng)确保所許(xu)的電位平(ping)衡。因此，可(ke)以通過⛱️内(nei)裝的參比(bi)電極和金(jin)屬管将管(guan)中流體接(jie)地，将流量(liang)計的接地(di)片與接🐕地(di)線相連。如(ru)果傳感器(qi)安裝于🌂帶(dai)陰極腐蝕(shi)保護管道(dao)上，除了流(liu)量計🏃‍♂️和接(jie)地環--起🔞接(jie)地外，還要(yao)用粗銅線(xian)繞過流量(liang)計跨接在(zai)管道的兩(liang)法蘭上，使(shi)陰極保護(hu)電流與流(liu)量計之間(jian)隔離。對于(yu)金屬非接(jie)地管道🈚，應(ying)用粗銅線(xian)連接，保證(zheng)法蘭至法(fa)蘭和法蘭(lan)到流量計(ji)是連通的(de)。對于非導(dao)電♍的塑💘料(liao)管或襯裏(li)管，如果沒(mei)有參比電(dian)極或由于(yu)電位平衡(heng)電流的存(cun)在，需将流(liu)體通過接(jie)地環接地(di)。
3電磁流量(liang)計在煤化(hua)工生産中(zhong)的常見問(wen)題
　　電磁流(liu)量計作爲(wei)當前流程(cheng)工業廣泛(fan)使用的流(liu)量✂️計，在應(ying)⛹🏻‍♀️用☔過⭕程中(zhong)依據其故(gu)障與成因(yin)分爲五類(lei)，下面就電(dian)磁流量計(ji)的⭕這些✂️常(chang)見故障的(de)成因、檢測(ce)判别方法(fa)以及對故(gu)障的處理(li)方✉️式簡要(yao)🌏闡述。
3.1液體(ti)中含有氣(qi)泡和非滿(man)管的現象(xiang)
　　液體中含(han)有氣泡的(de)現場導緻(zhi)測量不準(zhun)或測量值(zhi)波動(輸💛出(chu)波動)，液體(ti)中泡狀氣(qi)體的形成(cheng)有從外界(jie)❗吸入和液(ye)體中溶解(jie)氣體(空氣(qi))轉變成遊(you)離狀氣泡(pao)兩種途💞徑(jing)。若液體中(zhong)含有較大(da)氣泡，則因(yin)擦過電極(ji)💯時能遮蓋(gai)整個電極(ji)，使流量信(xin)🔞号輸入回(hui)路瞬時開(kai)❄️路，導緻輸(shu)出㊙️信号出(chu)現波🐇動。非(fei)滿管現象(xiang)可以看作(zuo)💁液體中含(han)有氣泡的(de)一種極端(duan)情況。液體(ti)未充滿管(guan)道可分爲(wei)液面高度(du)高于測量(liang)電極水平(ping)面或低于(yu)水♌平面兩(liang)種情況。當(dang)管内液面(mian)高于電極(ji)水平面時(shi)，若管系的(de)🥰前後直管(guan)段‼️比較理(li)想時，電磁(ci)流量計的(de)🔅測量大多(duo)能夠穩定(ding)，但流💃🏻量計(ji)所計量的(de)📐液體體積(ji)包含了管(guan)内的氣體(ti)體積，故這(zhe)種測量存(cun)在着很大(da)的測量誤(wu)差。當管内(nei)液面高度(du)低于電極(ji)表面時，此(ci)👣時電極裸(luo)露在空氣(qi)中，測量回(hui)路實際處(chu)于開路狀(zhuang)😍态。電磁流(liu)量計的測(ce)量值和輸(shu)出處于一(yi)種随機的(de)狀态，不停(ting)地波動或(huo)是滿度。這(zhe)也是在非(fei)工作狀态(tai)即管🐕道無(wu)液體介質(zhi)時，電🌈磁流(liu)量計指示(shi)随機值，工(gong)藝人員有(you)時會認爲(wei)流量計出(chu)故障。
　　最簡(jian)單的判别(bie)方法是當(dang)遇到波動(dong)時，切斷磁(ci)場的勵磁(ci)回路♌電流(liu)，如果此時(shi)儀表依然(ran)有顯示且(qie)不穩定時(shi)，說明大多(duo)是由🌈于氣(qi)泡或非充(chong)滿管的影(ying)響造成。如(ru)果此時以(yi)🍉萬用表測(ce)量電極電(dian)阻，可測量(liang)到電♉極的(de)回路🌂電阻(zu)要比⭕正常(chang)時高;引起(qi)這方面的(de)現象的多(duo)數還是在(zai)安裝方面(mian)的原因，電(dian)磁流量計(ji)的安裝合(he)适與否直(zhi)接影響到(dao)測量效果(guo)，同時對于(yu)被測介質(zhi)中含有空(kong)氣的情況(kuang)，如果判斷(duan)是由安裝(zhuang)位置引起(qi)的，如因電(dian)磁流🧡量計(ji)裝在管道(dao)的高點而(er)滞留氣體(ti)或外界吸(xi)入空氣🌂造(zao)成流量計(ji)波動的話(hua)，更換💰安裝(zhuang)位置是最(zui)徹底的解(jie)決方法，在(zai)管線最低(di)點或采用(yong)U型管安裝(zhuang)。但很多應(ying)用情況是(shi)口徑較大(da)或者安裝(zhuang)的位置不(bu)易改換，建(jian)議在流📞量(liang)計.上遊安(an)裝集氣包(bao)和排🐅氣閥(fa)，在安裝了(le)排氣裝置(zhi)後，測量即(ji)恢複正常(chang)。在流量計(ji)🛀安裝時盡(jin)量避免出(chu)現非滿管(guan)的情況，如(ru)前面提及(ji)的在管線(xian)最低端安(an)裝或有意(yi)将流量計(ji)安裝在U型(xing)管道和垂(chui)直管道上(shang)。典型故障(zhang):煤氣化33單(dan)元P-3301AB出口流(liu)量，由于安(an)裝在泵的(de)出口高處(chu)水平👣管道(dao)上，造成工(gong)藝水沒充(chong)滿電磁流(liu)量計，造成(cheng)指示🤞波動(dong)大，即測量(liang)值和輸出(chu)處于一種(zhong)随機的狀(zhuang)态🐪，不停地(di)波動或是(shi)滿量程:工(gong)藝無法參(can)考，把電磁(ci)流量計改(gai)裝到垂直(zhi)管道或合(he)适的水平(ping)管線上，才(cai)能徹🏒底解(jie)決問題:存(cun)在同樣問(wen)🥰題的還有(you)33FT-0002、36FT-0001、36FT-0002，都是🈲由于(yu)安裝位置(zhi)不合适造(zao)成指示波(bo)動大。
3.2電極(ji)腐蝕
　　在排(pai)除氣泡的(de)因素後有(you)因電極腐(fu)蝕而造成(cheng)測量值晃(huang)動❤️的🐇情況(kuang)，且都以傳(chuan)感器失效(xiao)而告終。
　　由(you)于電極材(cai)料的選擇(ze)不當造成(cheng)電極爲被(bei)測液體所(suo)腐✨蝕，從而(er)導緻流量(liang)計輸出波(bo)動。電極一(yi)旦被腐🥰蝕(shi)後，所造成(cheng)的結果💘對(dui)此的解決(jue)方法，隻有(you)更換新的(de)電極。
3.3電極(ji)結垢及電(dian)極短路
　　電(dian)極短路的(de)判别比較(jiao)簡單，若被(bei)測介質中(zhong)含有金屬(shu)物質時，電(dian)極短路較(jiao)易診斷，此(ci)時測量值(zhi)明顯偏小(xiao)或趨于零(ling)。但這種現(xian)象在日常(chang)運行中并(bing)不多見🈲。因(yin)電磁流量(liang)計⛷️經常應(ying)用于原🆚水(shui)和污水等(deng)計量環境(jing)，電極結垢(gou)的發生幾(ji)率較高。當(dang)電極結垢(gou)時，表現🔞爲(wei)信号逐漸(jian)減小，直至(zhi)絕緣而使(shi)得信号回(hui)路開路，此(ci)時流量信(xin)号被隔絕(jue)。
　　當被測介(jie)質的粘度(du)較高時，易(yi)在管壁附(fu)着和沉澱(dian)，若🤩附着的(de)介質是比(bi)被測液體(ti)電導率高(gao)的導電物(wu)🏃質，則信号(hao)🈲電勢被分(fen)流而不能(neng)工作，即電(dian)極短路，若(ruo)🥵是非導電(dian)層，就是我(wo)們📱日常所(suo)💰說的電🌂極(ji)結垢，則使(shi)電極開路(lu)而不能工(gong)作。結合工(gong)藝工況拆(chai)下清洗電(dian)㊙️磁流量計(ji)是一個比(bi)較徹底的(de)方法。
　　典型(xing)案例:煤氣(qi)化14單元，渣(zha)池循環水(shui)泵P-1402AB出口去(qu)V-1402的渣✏️池水(shui)的電磁🌈流(liu)量計14FT-0003,由于(yu)渣池水含(han)細渣和污(wu)垢，加上是(shi)水平安裝(zhuang)，更容易造(zao)成襯裏和(he)電極結垢(gou)，從而造成(cheng)流量計的(de)指示逐漸(jian)減小💁。解決(jue)方案，是管(guan)路進行改(gai)造，增加旁(pang)路，便于生(sheng)産期間可(ke)以交出，清(qing)洗電磁流(liu)量計。
3.4襯裏(li)變形
　　測量(liang)不準确或(huo)電磁流量(liang)計損壞。襯(chen)裏變形，大(da)多發生在(zai)氟塑料的(de)襯裏，氟塑(su)料襯裏特(te)别是聚四(si)氟乙烯(PTFE)襯(chen)裏本身的(de)工藝📞結構(gou)，因爲聚四(si)氟乙烯與(yu)管壁間僅(jin)靠壓貼，無(wu)粘結力💃，故(gu)不能用于(yu)負壓管道(dao)。聚四氟乙(yi)烯(PTFE)實用溫(wen)度不能大(da)于150°，因此，聚(ju)四氟乙烯(xi)(PTFE)襯裏的電(dian)磁流量計(ji)不能應用(yong)于高溫場(chang)合管道，若(ruo)在高溫下(xia)瞬時形☂️成(cheng)負壓後則(ze)會引起襯(chen)裏變形。

　　典(dian)型案例:煤(mei)化工裝置(zhi)中，泵P-1601打到(dao)J-1602的電磁流(liu)量計16FT-0012，在👉生(sheng)🔆産工作過(guo)程中，指示(shi)逐漸變小(xiao)，停車拆開(kai)檢查，檢✨查(cha)發🐆現四氟(fu)襯裏變形(xing)，向❌内鼓泡(pao)，如圖3:後分(fen)析原因發(fa)現管道介(jie)質溫度工(gong)況在150°以上(shang)，因電磁流(liu)量計是四(si)氟襯裏，使(shi)用溫度不(bu)應超過❄️150°，另(ling)外工藝停(ting)泵P-1601，沒有打(da)開排放，電(dian)🤩磁流量計(ji)安裝位置(zhi)又高，溫度(du)冷卻冷凝(ning)後形成負(fu)⛷️壓，造成襯(chen)裏變形。

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