電磁流量計在丹東國資化學纖維有限公司水處理生產中相關問題 的分析與解決

康寶昆

摘要：在丹東國資化學纖維有限公司水處理工藝中，電磁流量計是主要的水處理計量檢測儀表，它能連續檢測各工藝用水參數，根據這些參數的數據進行手動或自動控制，從而使水處理工藝設備正常運行，為系統自動化控制提供依據。因此，對電磁流量計的故障判斷和處理就尤為重要。

關鍵詞：電磁流量計；電動勢；法拉第電磁感應定律；電導率；傳感器；電極

一、前言

化纖行業對水的需求量是非常大的，丹東國資化學纖維有限公司每年用水量達500萬余噸。作為一項基本生產原料，成本計量核算是必要的。丹化公司使用的是VUB、VKB電磁流量計，它需要使用二次儀表顯示數值，自動化程度不高，已基本淘汰；另一種是E-mag電磁流量計，它是傳感器和顯示表一體化的計量儀表，自動化程度非常高，也是公司主要的生產用水計量儀表。

二、電磁流量計工作原理

電磁流量計主要由信號轉換器與傳感器構成，其原理是基于法拉利電磁感應定律，在其傳感器中與被測管軸線垂直方向安裝一對檢測電極，當其接入液態介質管道，導電液態物質沿管軸側運動時，導電液體作切割磁力線運動而產生感應電動勢，此感應電動勢由其兩個電極測出。

三、電磁流量計選型考慮要點

1、應用概況。電磁流量計應用領域廣泛。大中口徑儀表較多應用于給排水工程，小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所，丹東化纖公司水處理屬于大中口徑儀表。

2、精度等級和功能。E-mag電磁流量計的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡單。精度高的儀表基本誤差為±0.2%～±1%，精度低的儀表則為±1.5%～±2.5%，兩者價格相差1～2倍。丹東化纖公司主要是計量，所以選用的是高精度、多功能的E-mag電磁流量計。

3、流速、滿度流量、范圍度和口徑。丹東化纖公司主要是工業輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般是經濟流速1.5～5m/s。E-mag電磁流量計用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。丹東化纖公司50余臺E-mag電磁流量計中，50mm以下小口徑、65～250mm中口徑、300～900mm大口徑分別占20%、45%、35%。

4、與流體接觸零部件材料的選擇。與流體接觸的傳感器零部件有襯里（或絕緣材料制成的測量管）、電極、接地環和密封墊片，其材料的耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上限等影響儀表對流體的適應性。

四、電磁流量計安裝應注意的事項

1、流量傳感器安裝。 安裝場所通常電磁流量傳感器外殼防護等極為IP65（GB 4208規定的防塵防噴水級）。測量化學反應管道時，要裝在反應充分完成段的下游；盡可能避免測量管內變成負壓；選擇震動小的場所，特別對一體型儀表避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾；易于實現傳感器單獨接地的場所；盡可能避開周圍環境有高濃度腐蝕性氣體。

2、直管段長度要求。為獲得正常測量精確度，電磁流量傳感器上游也要有一定長度直管段，但其長度與大部分其它流量儀表相比要求較低。

3、安裝位置和流動方向。傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但測量固液兩相流體最好垂直安裝，自下而上流動。水平安裝時要使電極軸線平行于地平線，不要處于垂直于地平線，因為處于地步的電極易被沉積物覆蓋，頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面，使輸出信號波動。

4、 接地。傳感器必須單獨接地。分離型原則上接地應在傳感器一側，轉換器接地應在同一接地點。

五、電磁流量計運行中故障的處理方法

電磁流量計運行中產生故障有：儀表本身故障、外界原因引起的故障；按照故障發生時期分為：調試期故障、運行期故障。調試期故障出現在新裝用后調試初期，主要原因是儀表選用或設定不當，安裝不妥等。運行期故障在運行一段時期后出現，主要原因有流體中雜質附著電極襯里，環境條件變化出現新干擾源等。

1、調試期故障。本類故障在電磁流量計初始裝用調試時就出現，但一經改進排除故障，以后在相同條件下一般就不會再度出現。常見調試期故障主要有安裝不妥、環境干擾兩方面原因。

1.1、管道系統和安裝等方面。通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的例如將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網高點；流量傳感器后無背壓，液體逕直排人大氣，形成其測量管內非滿管；裝在自上向下流的垂直管道上，可能出現排空等。

1.2、環境方面。主要是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨接地保護可獲得滿意測量，但如遇管道有強雜散電流亦不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施。空間電磁波干擾一般經信號電纜輸入端，通常采用單層或多層及接地屏蔽予以保護，在長距離傳輸過程中，采用光電耦合器。

2、運行期故障

經初期調試并正常運行一段時期后在運行期間出現的故障，常見故障原因有：流量傳感器內壁附著層，雷電擊，環境條件變化。

2.1、內壁附著層。 由于電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠比其他流量儀表多，出現內壁附著層產生的故障概率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導率附著層，電極間電動勢將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路。后兩種現象均會使儀表無法工作。

2.2、雷電擊。雷電擊在線路中感應瞬時高電壓和浪涌電流，進入儀表就會損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑：電源線，傳感器勺轉換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。

2.3、環境條件變化。主要原因同上節調試期故障環境方面，只是干擾源不在調試期出現而在運行期間再介入的。現場干擾源太多，在儀器交流電源輸入端串入干擾控制器或并聯壓敏電阻，從而削弱干擾的影響；野外安裝地點增加防護箱等等措施

六、結束語

通過對電磁流量計在丹東國資化學纖維有限公司水處理控制系統中的應用，在儀表的選型、安裝工藝的調整、運行等方面進行總結，為提高水處理控制系統中電磁儀表安裝、調試的成功率積累了一定的技術經驗，為水處理控制系統更高程度的集成化、自動化提供了實踐經驗。

參考文獻：

[1] 懂高峰，談電磁流量計的選用，技術論文。石化自動化2010-04-05.

[2]蔡武昌，等.電磁流量計[M]，北京；中國石化出版者，2004.

（作者單位：丹東國資化學纖維有限公司）