化工企业生产中质量流量计的故障分析及其处理

   2023-11-15 互联网1670
核心提示:近几年来,科氏力(Coriolis)质量流量计在化工企业产品计量和进罐装车等精密计量的场合有了广泛的应用,在扬子石化电仪分公司

      近几年来,科氏力(Coriolis)质量流量计在化工企业产品计量和进罐装车等精密计量的场合有了广泛的应用,在扬子石化电仪分公司也得到了应用,但其设备从安装、使用诸多方面要求较高。

      一、确保质量流量计正确使用的条件

      1。质量流量计是通过测量管的振动来测量,所以周围不能有大的振动源。
      2。流量计工作地点应尽量远离大型变压器、电动机等产生较大磁场的设备。防止干扰其激励磁场。
      3。在初次安装和大修送检后。都要对质量流量计进行满管清零。确保计量准确度。

      二、实际应用中的故障分析及排除

      1 质量流量计对振动要求如此敏感,是由它的工作原理而决定的。如图1所示,质点m在以w绕O转动的管道内以V向外移动。m点有向心加速度ar(ar=rw2)和切向加速度at=2wV)两个加速度分量。其中。at来自旋转管道,对管道有反作用力Fc。

      Fc=mac=m2wV
      Fc为科里奥利力(Coriolia科氏力)

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      设任一段△X长管道上切向力为△Fc,ρ—密度,A—截面积

      △Fc=(ρA△X)2wV
      △Fc= ρAV2w△X
      M(质量流量)=ρAY,则△Fc=M 2w△X

      即由△Fc可知M。本文以Rosemount的科氏力质量流量计CMF为例)

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      在实际的流量计中,如图2所示,由1、2、3组成的U形管绕轴线NN转动。当管内通过流体质点时,由于切向力反作用,使得管子1向外动,3向内动,从而使2与NN产生交叉角。流量计测出科氏力的大小以及测量管扭曲度转变而成的电信号,这一相位差的大小直接正比于流经流量管的质量流量。

      科氏力质量流量计由传感器变送器、显示器三部分组成,而传感器通过激励线圈使管子产生振动,由于科氏力的反作用使测量管产生扭曲,再由电磁检测器或光电检测器将扭曲转变成电信号,供变送器进一步处理。

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      由此可见,质量流量计对振动要求比较严格,如果一台质量流量计不能满足远离振动源的要求,则不能正常运行。传感器的测量管按形状分为直管式和弯管式;按数量分为单管式和双管式。弯管式容易起振,所以管壁可以作厚,振动频率降低,可增加仪表的寿命。双管式不易受外来干扰影响:但由于两管在连接时有差异,且振动的刚度、双管谐振频率的不一致和材料的内衰减等原因造成管振动的不对称性,从而使双管式易发生零位漂移。从振动和零点漂移等方面综合考虑。在实际选择安装中,工厂一般采取弯管式和双管式。而且为了减少管道的振动,弯管与管道连接处应安装合金三角支架,垫稳垫片。防止机械振动不对称而引起零点漂移。弯管在自由状态下应连接在支撑好的管道上。防止应力存在。

      2 质量流量计必须远离大型变压器、电动机等产生较大磁场的设备,防止干扰其激励磁场。由于传感器通过激励线圈使管子产生振动;变送器将传感器传送的低电平信号或二进制信号进行变换、放大,输出4~20mA标准信号,或频率,脉冲。数字信号;显示器接受变送器的信号,以数字形式显示流体的瞬间、累计流量、密度等信号。多安装于控制室后,但有的变送器和显示器做成了一体,安装在现场。基于以上三方面,如果流量计周围有较大磁场干扰的话,会对测量结果产生较大影响。

      3 在初次安装和大修送检后,都要对质量流量计进行满管清零。确保计量准确度。通电预热30分钟后,启动流体运行。直到传感器与流体温度相同,切断下游阀确保无泄漏,此时一定要保证满管。实际常用的清零方法有两种:

      面板调零:连续按住凋零按键大于5s,调零时面板上的二极管由闪烁变为全亮。结束时,如一切正常,则在1次/s闪烁,1,4亮,3/4灭;如失败,则4次/s闪亮,应重新调零。

      HAR1I275凋零:Calibration—Auto Zero—Mass Flow

      对于一些要求较高的场合,如产品装车处,对偏差精确度要求很高,便采用复杂些的变送器,集显示器于一体,并对其实现智能调节。如MICRO MOTION Series 3000系列变送器。在这里详细叙述一下初始凋零和批量自动补偿(BatchA0C)的操作。

      调零:先做好准备工作,确保传感器中充满液体,且静止。
      进入到传感器调零界面:Maintence—Calibration—Sensor Zero
      首先,按下显示面板的Security(安全)键。
      其次,选择Maintence(维护)下Calibration(校准)下的Sensor Zero(传感器调零)。

      最后,选择Calibration Zero(校准零点),按CHG(改变)。传感器校零。计时器倒数到0秒结束。倒数时问从20秒到150秒不等。这取决于传感器的型号和介质的密度。调零时。界面还会显示微秒级的零点偏移量。最高和最低密度。成功后,时间为0秒。还会显示校准完成的“Calibration Complete”信息。按ACK(确认),退出校零界面。如未成功,可能由于调零时。液体仍流动;流量管未充满;或传感器未正确安装。处理后重新调零。

      在一些产品装车处,由于种种原因,实际装车量总是略高或略低于目标装车量。这无论是对产品厂家还是买家都是不小的损失。为了保证装车准确。该变送器还配有Batch AOC(批量自动超量补偿Batch Aotomatic Overshoot Compensation),减小了超、欠量值。

      (1)进入到Calibration下的Batch AOC;
      (2)选Start Calibration开始校准。退出到操作界面;
      (3)运行2~10次批量任务。即开始装车。为了保证每辆车都尽量精确,可分开装。如要装20吨,可分两次装车。每次装10吨。第一次如实际装了9.97吨,则第二次会自动补偿装10.03吨,确保同一辆的总量为20吨;
      (4)当超、欠量最大程度的减小时,重新进入到Batch AOC下,选择Save Calibration保存校准,即可。

      4 实际应用中的故障及维护。扬子石化电仪分公司主要采用该流量计对环氧乙烷、多乙二醇、乙烯等物料进行精确测量及装车计量。当测量介质中组分复杂,如既含有固体颗粒,又含有气泡的异相流体。使用过程中经常会出现故障,变送器显示的故障信息是Sensor Error(传感器出错)、Dens Overrange(密度超限)、Slug riow(团状流),为此,在流量计入口安装过滤器,过滤固体颗粒。并且将流量计出口阀门开度限位,提高入口压力。从而减少介质中的气泡含量。

      当变送器出现Drive Overrange或Input Overrange。即变送器中产生错误输出,流速超出传感器量程,先检查在变送器和传感器中红色电缆到棕色电缆之间是否开路或短路,即传感器驱动线圈开路或短路,如正常,再检查变送器和传感器中绿色电缆到白色电缆之间是否开路或短路,即传感器检测线圈开路或短路。

      当变送器出现Sensor Error,即电缆有问题。检查变送器和传感器中蓝色电缆到灰色电缆之间是否开路或短路。即传感器检测线圈开路或短路。

      当变送器出现Power Reset,表示电源故障、灯光暗淡或电力循环已中断了变送器工作,检查电源系统是否正常。

      当变送器出现Zero Too High或Zero Too Low表示在传感器调零期间流体没有完全静止,导致变送器零点偏移太大而不能进行精确的流量测量,在调零时必须使流体完全终止流动。

      三、结语

      通过以上对常见故障的分析处理,使得质量流量计(罗斯蒙特MICRO MOTION)在化工生产运行中发挥了其计量准确可靠,灵活方便的优势,显示出巨大的潜力。


 
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