熱力站熱水流量計在強腐蝕環(huán)境下的問(wèn)題及解決方案

熱力站熱水流量計用于腐蝕性液體的流量測量相當普遍，由于其結構與測量特點(diǎn)，在防腐液體測量領(lǐng)域有著(zhù)很好的表現，也是防腐流量計選型方案中最常見(jiàn)的儀表類(lèi)型。但是由于不恰當的安裝與運行條件，會(huì )導致防腐型的熱力站熱水流量計出現故障與損壞。本案例是以在某大型化工集團尿素生產(chǎn)裝置中采用的兩臺熱力站熱水流量計加以說(shuō)明。其中一臺是用作測量高壓甲銨泵入口流量測量；另一臺是測量水解廢液流量。實(shí)際應用中無(wú)論在響應速度上，還是在其它各項特性上都能夠滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)的需要，這證明了熱力站熱水流量計的測量性能和精準度還是非常值得肯定的。不過(guò)也出現了一些我們始料不及的問(wèn)題。自建成投產(chǎn)以后，僅測高壓甲銨泵入口流量的熱力站熱水流量計就壞了兩臺，另外一臺測水解廢液的熱力站熱水流量計也曾多次發(fā)生過(guò)損壞。這些故障的產(chǎn)生，對于生產(chǎn)成本的消耗和維護費用開(kāi)支上都給公司帶來(lái)負擔。
通過(guò)對于故障的分析與研究，積極尋找方法，采用相應的手段解決了問(wèn)題。為幫助同行在遇到同樣的問(wèn)題時(shí)少走彎路，本文針對生產(chǎn)中防腐熱力站熱水流量計問(wèn)題的解決的案例給予說(shuō)明。
熱力站熱水流量計的工作原理及特點(diǎn)
1、工作原理
熱力站熱水流量計系統由變送器和轉換器構成，兩者之間通過(guò)兩根帶雙層屏蔽的電纜連結，變送器安裝在管道系統上，而轉換器則可安裝在現場(chǎng)或中央室。儀表的測量原理是根據法拉第電磁感應定律：當一導體在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運動(dòng)時(shí)，在導體的兩端將產(chǎn)生感應電動(dòng)勢。
此定律應用于導電流體也同樣成立。如果假定磁場(chǎng)強度為B，管道直徑為D，感應電勢為E，則可以證明管道的體積流量為
Qv=D/4×（E/B）
式中的B、D是表中設定的，E是通過(guò)變送器測量管道上的一對電極測出的，實(shí)際的熱力站熱水流量計正是根據這一原理工作的?？梢?jiàn)熱力站熱水流量計是測體積流量的儀表，它與流體的溫度、壓力、密度、粘度和電導率等物理性質(zhì)無(wú)關(guān)。
2、熱力站熱水流量計的特點(diǎn)
熱力站熱水流量計有以下特點(diǎn)：
（1）傳感元件不與測量介質(zhì)接觸，可用于腐蝕性導電介質(zhì)流量的測量；
（2）量程范圍寬，同一臺熱力站熱水流量計的量程比可達1:100；
（3）無(wú)壓力損失；
（4）檢測部分無(wú)可動(dòng)部件：
（5）可以測定正、反向流體的流量；
（6）響應速度快。
以上是熱力站熱水流量計的優(yōu)點(diǎn)，但它也有一定局限性和不足之處。
（1）被測介質(zhì)必須是導電的：
（2）由于受測量管襯里材料的限制，一般使用溫度范圍為0~200℃，又因電極是嵌裝在導管上的，使熱力站熱水流量計的工作壓力也受到一定限制。
（3）熱力站熱水流量計結構復雜，價(jià)格較高。
3、熱力站熱水流量計的應用
我廠(chǎng)甲銨泵入口流量計FT-09101為德國FISCHER&POTER公司產(chǎn)品，自89年10月投產(chǎn)以來(lái)，已經(jīng)更換了兩塊，最初采用DX1221型，這種熱力站熱水流量計外殼用不銹鋼，測量管內壁用聚四氟乙烯，轉換器封閉在一個(gè)長(cháng)方體金屬殼內，內部電路板上有一個(gè)四位數的數據盤(pán)，可作測量值的指示器。變送器與轉換器之間通過(guò)兩根電纜連結，變送器安裝在管道上，轉換器固定在旁邊的框架上。這種流量計無(wú)論零點(diǎn)還是量程都不能自行調整，只能在指定廠(chǎng)家標定，使用很不方便。該流量計投用運行還未到一年，指示便出現了故障，經(jīng)檢查發(fā)現變送器電路板發(fā)生了腐蝕，有幾只晶體三極管管腳已經(jīng)銹斷，這并沒(méi)有引起我們足夠的重視，只是更換了幾只三極管便又重新裝上，這樣修復后該表又運行了幾個(gè)月，然后又失去了指示。當我們再次檢查該表時(shí)，發(fā)現變送器的電路板及七芯電纜已全部腐蝕掉，于是該表報廢。這才引起了我們的警覺(jué)，原來(lái)因該表安裝的地方離高壓甲銨泵及高壓氨泵太近，停車(chē)時(shí)排放及平時(shí)泄漏的氨和甲銨附帶的氨氣常包繞在該表周?chē)?，致使該表一直工作在腐蝕性環(huán)境中，加上我們只注意了該表的耐腐蝕特點(diǎn)，而忽略了該表外在的脆弱性，最終導致了該表的損壞。
吸取教訓后，我們在92年大修中又更換了一塊同型號的儀表，不過(guò)這次已對腐蝕問(wèn)題特別重視，在安裝時(shí)，為防止腐蝕性氣體侵入電子室，我們在接線(xiàn)盒蓋邊緣及電纜接頭處全部用硅橡膠密封，并用水電兩用膠帶加以封固，以期達到防腐的目的。該表投用后運行了一年多時(shí)間，便再次發(fā)生了同樣故障，變送器電路板及電纜又被腐蝕，表又損壞。
再次事故的發(fā)生，不得不使我們對腐蝕問(wèn)題進(jìn)行仔細的思考，為什么變送器密封那么好還要腐蝕？而與變送器僅半米之遙的轉換器卻安然無(wú)恙？經(jīng)過(guò)仔細的觀(guān)察，分析，答案終于找到，原來(lái)安裝變送器的管道因流速高，一直在不停地輕微震動(dòng)，密封膠很容易松動(dòng)而脫落，不停地震動(dòng)又為氨氣的侵入增加了助動(dòng)力，而固定在框架上的轉換器，由于沒(méi)有震動(dòng)，各密封口完好，因此沒(méi)有腐蝕。
找到了出現故障的原因，自然也就找到了排除故障的措施。在94年的大修中，我們再次更換此表，這次使用的是江蘇久久儀表有限公司的熱力站熱水流量計，這種熱力站熱水流量計較前兩種要先進(jìn)得多，它采用了微處理器技術(shù)，在轉換器上有一雙排液晶顯示器，在顯示器下邊有三個(gè)按鈕，通過(guò)它們可以對流量計的參數進(jìn)行組態(tài)設定，并可翻看流量計的有關(guān)參數設置。該表具有比較強的外部通信接口能力，能以模擬和數字方式與其它外設通信，并帶有很強的自診斷功能，參數的輸入及選擇以數據直接輸入及主副菜單選擇方式進(jìn)行，可方便地進(jìn)行零點(diǎn)調整和量程設定，操作十分方便。為了保證這塊表能安全運行，我們在吸取前兩次教訓的基礎上又采取了另外一種防腐措施-吹氣防腐法。這種方法的原理是設法使變送器接線(xiàn)盒內純凈氣體壓力增大，致使有害氣體不能侵入接線(xiàn)盒內，從而達到防腐目的。具體方法是在熱力站熱水流量計變送器的電子室上打兩個(gè)小孔，一個(gè)進(jìn)氣，一個(gè)排氣，然后接上儀表空氣，讓空氣保持微小流量，則電子室內純凈氣的壓力升高，氣流只能從孔隙由內向外流動(dòng)，從而阻止了有害氣體的侵入，起到了防腐的作用。該表投入運行后，效果一直很好，在時(shí)隔7年的2001年大修中我們曾打開(kāi)電子室檢查，沒(méi)有發(fā)現腐蝕現象，可見(jiàn)吹氣防腐確實(shí)起到了作用。
為以防萬(wàn)一，我們還注重了平時(shí)的維護，定期更換轉換器及變送器電纜上的絕緣膠帶和密封膠，以防老化引起密封破壞。為了保護液晶顯示器，我們在顯示器加上了一塊遮陽(yáng)板，以防液晶顯示器長(cháng)期被日光直射造成可讀能力下降。另有一臺測水解廢液的小口徑流量計FT-09701也曾發(fā)生過(guò)損壞，這塊表也是FISCH&POTER公司的產(chǎn)品，它是一體化裝置，轉換器與變送器固定在一起由通信電纜遠傳至主控室，其故障現象為測量管襯里鼓包，使渦電流的流線(xiàn)變彎曲，破壞了流體流速的軸對稱(chēng)性，給測量造成很大的誤差，儀表失靈，引起鼓包的具體原因到底是超溫超壓，還是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題至今仍不明確。93年大修時(shí)，我們又換上了一塊同型號新表，結果又沒(méi)運行多長(cháng)時(shí)間便出現了線(xiàn)路板腐蝕現象，95年、98年我們對此表進(jìn)行了更新，損壞的主要原因也都是線(xiàn)路板腐蝕，98年我們采用吹儀表空氣的方法對此表進(jìn)行了改進(jìn)，直到現在此表未出現異?，F象運行情況一直良好。

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