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浅谈金属管浮子流量计的原理及常见故障处理方法

来源:上海上自仪公司作者:上海上自仪公司网址:http://www.shsaic.net

金属管浮子流量计是基于浮子位置测量的一种变面积流量仪表。上海上自仪公司采用全金属结构,具有压力损失小,量程比大,安装维护方便等优点,广泛应用于各种复杂,恶劣环境的流量测量与过程控制中。


1 工作原理

金属管浮子流量计主要由两部分组成,一部分是锥形管;另一部分是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的浮子。当被测介质通过金属管浮子流量计时,介质从锥形管下端流入,对浮子产生一个冲击力(这个力的大小随流量大小而变化),使得浮子上下存在一个压力差,这个压力差的变化使得浮子在椎管内上下移动。流体流经浮子与锥形管壁间的环形断面从上端流出。当被测流体流动对浮子的作用力正好等于浮子在流体中的重量时,浮子受力处于平衡状态而停留在某一高度。分析研究表明:浮子在锥形管中的位置高度,与所通过的流量有着相互对应的关系。因此,观测浮子在锥形管中的位置高度,就可以求得相应的流量值,通过磁耦合传递到指针指示装置,带电远传流量计通过磁耦合转换成相应的(如:电流4~20m A) 信号传递指示流量。


2 安装与使用

金属管浮子流量计必须垂直安装,流体自下而上流过流量计,且垂直度优于2°,如果需要水平安装时水平夹角优于2°,并加U 形管道。仪表应安装在无震动的管道上。安装时仪表的直管段长度应大于5D (D 为仪表管直径),出口应有一定的直管段,以消除涡流影响,保证仪表测量精度。安装在工艺管线上的金属管浮子流量计应加旁路,以便处理故障或吹洗时不影响生产。新装管道在仪表安装前应将新管道冲洗干净,如果被测介质含有杂质,则应在仪表上游安装过滤装置,安装时流体必须从下向上流动,若流体从上向下流动,则仪表不能工作。当用于气体测量时,应保证管道压力不小于5 倍流量计的压力损失,以使浮子稳定工作。如果被测介质的温度高或流体温度过低易发生结晶时,需采取隔热保护措施时,应选用夹套型,以便进行冷却或保温。为了便于检修仪表,应在仪表上、下游安装截止阀门和旁通阀门。仪表按规定安装好后,应先关闭上、下游阀门;再检查仪表的接线情况,检查无误后,开启仪表电源,则瞬时流量应显示为零。如要正常使用,则应先开启上游阀呈全开后,用流量计下游调节阀由小到大缓慢调节流量,则瞬时流量应该有变化。不工作时,则应先关闭上游阀门、然后关闭下游调节阀门。为了避免由于管道引起的流量计变形,在流量计的管道上应该加装固定支架等,使得仪表处于正常使用的环境。


3 常见故障及处理方法

3.1 指针抖动

轻微抖动,一般都是由于流体流动自然引起的,不影响正常使用,可以在仪表的设置中适当的加大阻尼参数。剧烈抖动,一般是介质波动,脉动引起,还有一种原因是安装不正确,安装工况不符合流量计的要求,超过流量计的可测量量程。


3.2 指针不动

一般是浮子卡死,不能随着流体流动而上下移动。我厂的多台金属管浮子流量计均出现过这种现象,通过拆检,发现是浮子卡死引起的。进一步分析原因为,浮子的导向轴由于长年磨碎形成凹槽,导向轴转动,与D 形固定环卡住,导致浮子不能移动。我们的处理方法是将D形孔扩成圆形孔使得浮子能上下移动,使得仪表在不更换的情况下回复运行。还有一种原因是浮子上的磁钢吸附介质中的铁磁性物质,日积月累,形成水垢状结合体,导致浮子移动不灵活甚至不能移动。这种情况是加装过滤装置,及时清理,定期维护方能正常使用。


3.3 流量计没有显示

可能是电源接触不良或接线脱落,查看电源供应是否正常,接线是不是紧固,正负极是不是接反等。还有就是流量计内部电路损坏,显示组件损坏,处理方法是更换电路板显示部件等。


3.4 实际流量与指示流量不一致

一般是浮子受介质腐蚀造成浮子的质量体积等发生变化,造成仪表系数与出厂标定的数值不一样,所以显示的流量与实际相测得的的流量存在误差。还有就是锥管内直径尺寸变化,与浮子变化一样,都是改变了仪表的系数,与出厂标定的数值不一样等。解决办法是更换成耐腐材料,或者重新标定,或者换新的浮子。如果还不能解决,那只能更换流量计了。浮子、椎管附着水垢污脏等异物层,那么就要对内部进行清洗蒸汽吹扫,还要防止损伤椎管内表面和浮子,保持浮子原有光洁度。还有就是流体本身发生变化,与原来的密度相比发生变化,不能准确测的流量。那么使用时只能修改内部参数使得适应新流体的密度等特性。气体、蒸汽、压缩性流体温度压力变化,那么温度压力等运行条件变化对流量测量值影响颇为灵敏,按新条件作换算修正。流体脉冲,气体压力急剧变化,指示值波动,那么虽然浮子偶发跳动影响不大,但周期性振荡,管道系统必须设置缓冲装置,或者改用有阻尼的仪表。液体中混入气泡,气体中混入液滴,那么混入物改变密度等影响,做必要改进排除之。用于液体时仪表内部死角存留气体,影响浮子部件浮力,那么对小流量仪表及运行在低流量时影响显著,排除气体。


3.5 指针指示呆迟

浮子和导向轴间有微粒等异物或导向轴弯曲等原因卡住,解决方法是拆卸检查,清洗,铲除异物,校直导向轴等。导向轴弯曲的原因大多是阀门快速启闭,浮子急剧升降冲击所致。磁耦合浮子组件磁铁四周附着铁粉或颗粒,解决办法是拆卸清洗使之运行自如,不卡顿。运行初期利用旁路管,充分冲洗管道。为防止长期使用时管道可能产生铁锈,可在表前装设过滤器。指示部分连杆或者指针卡住,解决办法是手动试磁铁耦合连接的运动连杆,有卡顿阻尼部位调整之。检查旋转轴与轴承间是否有异物阻碍运动,解决办法是清除义务或更换零件。磁耦合的磁铁磁性下降,解决办法是拆卸下仪表,用手上下移动浮子,确认指示部分指针等平稳地跟随移动;不跟随或者跟随不稳定则换新零件。


4 结束语

严格按照说明书确认各项指标是否符合要求,准确的启用仪表,上海上自仪公司定期的维护将使仪表的可靠性进一步提高。而随着科技的发展,新材料新工艺的运用,将使我们的维护工作更加轻便,省心。