熱力站熱水流量計在強腐蝕環(huán)境下的問題及解決方案

熱力站熱水流量計用于腐蝕性液體的流量測量相當(dāng)普遍，由于其結(jié)構(gòu)與測量特點，在防腐液體測量領(lǐng)域有著很好的表現(xiàn)，也是防腐流量計選型方案中*常見的儀表類型。但是由于不恰當(dāng)?shù)陌惭b與運行條件，會導(dǎo)致防腐型的熱力站熱水流量計出現(xiàn)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。實際應(yīng)用中無論在響應(yīng)速度上，還是在其它各項特性上都能夠滿足工藝生產(chǎn)的需要，這證明了熱力站熱水流量計的測量性能和精準(zhǔn)度還是非常值得肯定的。不過也出現(xiàn)了一些我們始料不及的問題。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支上都給公司帶來負(fù)擔(dān)。
通過對于故障的分析與研究，積*尋找方法，采用相應(yīng)的手段解決了問題。為幫助同行在遇到同樣的問題時少走彎路，本文針對生產(chǎn)中防腐熱力站熱水流量計問題的解決的案例給予說明。
熱力站熱水流量計的工作原理及特點
1、工作原理
熱力站熱水流量計系統(tǒng)由變送器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，兩者之間通過兩根帶雙層屏蔽的電纜連結(jié)，變送器安裝在管道系統(tǒng)上，而轉(zhuǎn)換器則可安裝在現(xiàn)場或中央室。儀表的測量原理是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律：當(dāng)一導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運動時，在導(dǎo)體的兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
此定律應(yīng)用于導(dǎo)電流體也同樣成立。如果假定磁場強度為B，管道直徑為D，感應(yīng)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(shè)定的，E是通過變送器測量管道上的一對電*測出的，實際的熱力站熱水流量計正是根據(jù)這一原理工作的。可見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(dǎo)率等物理性質(zhì)無關(guān)。
2、熱力站熱水流量計的特點
熱力站熱水流量計有以下特點：
（1）傳感元件不與測量介質(zhì)接觸，可用于腐蝕性導(dǎo)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）無壓力損失；
（4）檢測部分無可動部件：
（5）可以測定正、反向流體的流量；
（6）響應(yīng)速度快。
以上是熱力站熱水流量計的優(yōu)點，但它也有一定局限性和不足之處。
（1）被測介質(zhì)必須是導(dǎo)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*是嵌裝在導(dǎo)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高。
3、熱力站熱水流量計的應(yīng)用
我廠甲銨泵入口流量計FT-09101為德國FISCHER&POTER公司產(chǎn)品，自89年10月投產(chǎn)以來，已經(jīng)更換了兩塊，*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(nèi)壁用聚四氟乙烯，轉(zhuǎn)換器封閉在一個長方體金屬殼內(nèi)，內(nèi)部電路板上有一個四位數(shù)的數(shù)據(jù)盤，可作測量值的指示器。變送器與轉(zhuǎn)換器之間通過兩根電纜連結(jié)，變送器安裝在管道上，轉(zhuǎn)換器固定在旁邊的框架上。這種流量計無論零點還是量程都不能自行調(diào)整，只能在指定廠家標(biāo)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(xiàn)了故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)變送器電路板發(fā)生了腐蝕，有幾只晶體三*管管腳已經(jīng)銹斷，這并沒有引起我們足夠的重視，只是更換了幾只三*管便又重新裝上，這樣修復(fù)后該表又運行了幾個月，然后又失去了指示。當(dāng)我們再次檢查該表時，發(fā)現(xiàn)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，原來因該表安裝的地方離高壓甲銨泵及高壓氨泵太近，停車時排放及平時泄漏的氨和甲銨附帶的氨氣常包繞在該表周圍，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，而忽略了該表外在的脆弱性，*終導(dǎo)致了該表的損壞。
吸取教訓(xùn)后，我們在92年大修中又更換了一塊同型號的儀表，不過這次已對腐蝕問題特別重視，在安裝時，為防止腐蝕性氣體侵入電子室，我們在接線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題進行仔細(xì)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(zhuǎn)換器卻安然無恙？經(jīng)過仔細(xì)的觀察，分析，答案終于找到，原來安裝變送器的管道因流速高，一直在不停地輕微震動，密封膠很容易松動而脫落，不停地震動又為氨氣的侵入增加了助動力，而固定在框架上的轉(zhuǎn)換器，由于沒有震動，各密封口完好，因此沒有腐蝕。
找到了出現(xiàn)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得多，它采用了微處理器技術(shù)，在轉(zhuǎn)換器上有一雙排液晶顯示器，在顯示器下邊有三個按鈕，通過它們可以對流量計的參數(shù)進行組態(tài)設(shè)定，并可翻看流量計的有關(guān)參數(shù)設(shè)置。該表具有比較強的外部通信接口能力，能以模擬和數(shù)字方式與其它外設(shè)通信，并帶有很強的自診斷功能，參數(shù)的輸入及選擇以數(shù)據(jù)直接輸入及主副菜單選擇方式進行，可方便地進行零點調(diào)整和量程設(shè)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(xùn)的基礎(chǔ)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(shè)法使變送器接線盒內(nèi)純凈氣體壓力增大，致使有害氣體不能侵入接線盒內(nèi)，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小孔，一個進氣，一個排氣，然后接上儀表空氣，讓空氣保持微小流量，則電子室內(nèi)純凈氣的壓力升高，氣流只能從孔隙由內(nèi)向外流動，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，在時隔7年的2001年大修中我們曾打開電子室檢查，沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，可見吹氣防腐確實起到了作用。
為以防萬一，我們還注重了平時的維護，定期更換轉(zhuǎn)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板，以防液晶顯示器長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)生過損壞，這塊表也是FISCH&POTER公司的產(chǎn)品，它是一體化裝置，轉(zhuǎn)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(xiàn)象為測量管襯里鼓包，使渦電流的流線變彎曲，破壞了流體流速的軸對稱性，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)量問題至今仍不明確。93年大修時，我們又換上了一塊同型號新表，結(jié)果又沒運行多長時間便出現(xiàn)了線路板腐蝕現(xiàn)象，95年、98年我們對此表進行了更新，損壞的主要原因也都是線路板腐蝕，98年我們采用吹儀表空氣的方法對此表進行了改進，直到現(xiàn)在此表未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象運行情況一直良好。

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