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生活污水管道流量計(jì)運(yùn)行中產(chǎn)生故障與外界因素引起的故障分析
點(diǎn)擊次數(shù)：3212 發(fā)布時(shí)間：2021-08-17 07:21:31
*一節(jié) 故障類(lèi)型
生活污水管道流量計(jì)運(yùn)行中產(chǎn)生故障的*一類(lèi)為儀表本身故障，即儀表結(jié)構(gòu)件或元器件損壞引起的故障；*二類(lèi)為外界原因引起的故障，如安裝不妥流動(dòng)畸變，沉積和結(jié)垢等。本章重點(diǎn)討論的是應(yīng)用方面和上述*二類(lèi)外界原因的故障。
按照故障發(fā)生時(shí)期分類(lèi)，可分為：①調(diào)試期故障；②運(yùn)行期故障。調(diào)試期故障出現(xiàn)在新裝用后調(diào)試初期，主要原因是儀表選用或設(shè)定不當(dāng)，安裝不妥等。運(yùn)行期故障足在運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)，主要原因有流體中雜質(zhì)附著電極襯里，環(huán)境條件變化出現(xiàn)新干擾源等。
按故障外界源頭分析來(lái)自3個(gè)方面：①管道系統(tǒng)和安裝等方面引起的；②環(huán)境方面引起的；③流體方面引起的。來(lái)源①主要在調(diào)試期表現(xiàn)出來(lái)；來(lái)源②和③則在調(diào)試期和運(yùn)行期均會(huì)出現(xiàn)。
一、調(diào)試期故障
本類(lèi)故障在生活污水管道流量計(jì)初始裝用調(diào)試時(shí)就出現(xiàn)，但一經(jīng)改進(jìn)排除故障，以后在相同條件下一般就不會(huì)再度出現(xiàn)。常見(jiàn)調(diào)試期故障主要有安裝不妥、環(huán)境干擾、流體特性影響三方面原因。
1、管道系統(tǒng)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(jiàn)的例如將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網(wǎng)高點(diǎn)；流量傳感器后無(wú)背壓，液體逕直排人大氣，形成其測(cè)量管內(nèi)非滿管；裝在自上向下流的垂直管道上，可能出現(xiàn)排空等。
2、環(huán)境方面
主要是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨(dú)接地保護(hù)可獲得滿意測(cè)量，但如遇管道有強(qiáng)雜散電流（如電解車(chē)間管道）亦不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施（參見(jiàn)下文案例12）?？臻g電磁波干擾-般經(jīng)信號(hào)電纜弓I入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)，但也曾遇到屏蔽保護(hù)還不能克服（見(jiàn)案例10）。
3、流體方面
液體含有均勻分布細(xì)小氣泡通常不影響正常測(cè)量，唯所測(cè)得體積流量是液體和氣體兩者之和；氣泡增大會(huì)使輸出信號(hào)波動(dòng)，若氣泡大到流過(guò)電極遮蓋整個(gè)電極表面，使電極信號(hào)回路瞬時(shí)斷開(kāi)，輸出信號(hào)將產(chǎn)生更大波動(dòng)。
低頻（50／16 Hz-50／6 Hz）矩形波激磁生活污水管道流量計(jì)測(cè)量液體中含有固體超過(guò)一定含量時(shí)將產(chǎn)生漿液噪聲，輸出信號(hào)亦會(huì)有一定程度波動(dòng)。
兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時(shí)，若兩種液體電導(dǎo)率（或各自與電極間電位）有差異，在混合未均勻前即進(jìn)入流量傳感器進(jìn)行流量測(cè)量，輸出信號(hào)亦會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。
電極材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)選配不善，產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用，電極表面形成絕緣膜，以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等，均會(huì)妨礙正常測(cè)量。
二、運(yùn)行期故障
經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后在運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障，常見(jiàn)故障原因有：流量傳感器內(nèi)壁附著層，雷電擊，環(huán)境條件變化。
1、內(nèi)壁附著層
由于生活污水管道流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號(hào)，只是改變流通面積，形成測(cè)量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開(kāi)測(cè)量電路。后兩種現(xiàn)象均會(huì)使儀表無(wú)法工作（參見(jiàn)案例7）。
2、雷電擊
雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流，進(jìn)入儀表就會(huì)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(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)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(yīng)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。還從發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場(chǎng)了解到，不僅生活污水管道流量計(jì)出現(xiàn)故障，控制室中其他儀表電常常同時(shí)出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認(rèn)識(shí)設(shè)置控制室儀表電源線防雷設(shè)施的重要性。現(xiàn)任已有若于設(shè)計(jì)單位隊(duì)識(shí)和探索解決這一問(wèn)題，如齊魯石化設(shè)計(jì)院。
3、環(huán)境條件變化
主要原因同上節(jié)調(diào)試期故障環(huán)境方面，只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)行期間再介入的。例如一臺(tái)接地保護(hù)并不理想的生活污水管道流量計(jì)，調(diào)試期因無(wú)廠擾源，儀表運(yùn)行正常，然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源（例如測(cè)量點(diǎn)附近管道或較遠(yuǎn)處實(shí)施管道電焊）干擾儀表正常運(yùn)行，出現(xiàn)輸出信號(hào)大幅度波動(dòng)。
*二節(jié) 故障現(xiàn)象和檢查流程
●生活污水管道流量計(jì)常見(jiàn)故障現(xiàn)象有：（1）無(wú)流量信號(hào)；（2）輸出晃動(dòng)；（3）零點(diǎn)不穩(wěn)； （4）流量測(cè)量值與實(shí)際值不符；（5）輸山信號(hào)超滿度值5類(lèi)，下文將分節(jié)討論。
●通常檢查整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)和判斷故障的程序如圖1所示，檢查環(huán)節(jié)包括生活污水管道流量計(jì)本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜，生活污水管道流量計(jì)上位的工藝管道，下（后）位顯示儀表連接電纜。
圖1 故障檢查流程
（2）替代法 利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)務(wù)線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。
（3）信號(hào)蹤跡法 用模擬信號(hào)器替代傳感器，在液體未流動(dòng)條件下提供流量信號(hào)，以測(cè)試電磁流量轉(zhuǎn)換器。
●檢查*先從顯示儀表工作是否正常開(kāi)始，逆流量信號(hào)傳送的方向進(jìn)行。用模擬信號(hào)器測(cè)試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還足在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若足轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時(shí)，因必須停止運(yùn)行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，因涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在作完其他各項(xiàng)檢查，*后才下決心，卸下管道檢查傳感器測(cè)量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。
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按照故障發(fā)生時(shí)期分類(lèi)，可分為：①調(diào)試期故障；②運(yùn)行期故障。調(diào)試期故障出現(xiàn)在新裝用后調(diào)試初期，主要原因是儀表選用或設(shè)定不當(dāng)，安裝不妥等。運(yùn)行期故障足在運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)，主要原因有流體中雜質(zhì)附著電極襯里，環(huán)境條件變化出現(xiàn)新干擾源等。
按故障外界源頭分析來(lái)自3個(gè)方面：①管道系統(tǒng)和安裝等方面引起的；②環(huán)境方面引起的；③流體方面引起的。來(lái)源①主要在調(diào)試期表現(xiàn)出來(lái)；來(lái)源②和③則在調(diào)試期和運(yùn)行期均會(huì)出現(xiàn)。
一、調(diào)試期故障
本類(lèi)故障在生活污水管道流量計(jì)初始裝用調(diào)試時(shí)就出現(xiàn)，但一經(jīng)改進(jìn)排除故障，以后在相同條件下一般就不會(huì)再度出現(xiàn)。常見(jiàn)調(diào)試期故障主要有安裝不妥、環(huán)境干擾、流體特性影響三方面原因。
1、管道系統(tǒng)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(jiàn)的例如將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網(wǎng)高點(diǎn)；流量傳感器后無(wú)背壓，液體逕直排人大氣，形成其測(cè)量管內(nèi)非滿管；裝在自上向下流的垂直管道上，可能出現(xiàn)排空等。
2、環(huán)境方面
主要是管道雜散電流干擾，空間電磁波干擾，大電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨(dú)接地保護(hù)可獲得滿意測(cè)量，但如遇管道有強(qiáng)雜散電流（如電解車(chē)間管道）亦不一定能克服，須采取流量傳感器與管道緣絕的措施（參見(jiàn)下文案例12）?？臻g電磁波干擾-般經(jīng)信號(hào)電纜弓I入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)，但也曾遇到屏蔽保護(hù)還不能克服（見(jiàn)案例10）。
3、流體方面
液體含有均勻分布細(xì)小氣泡通常不影響正常測(cè)量，唯所測(cè)得體積流量是液體和氣體兩者之和；氣泡增大會(huì)使輸出信號(hào)波動(dòng)，若氣泡大到流過(guò)電極遮蓋整個(gè)電極表面，使電極信號(hào)回路瞬時(shí)斷開(kāi)，輸出信號(hào)將產(chǎn)生更大波動(dòng)。
低頻（50／16 Hz-50／6 Hz）矩形波激磁生活污水管道流量計(jì)測(cè)量液體中含有固體超過(guò)一定含量時(shí)將產(chǎn)生漿液噪聲，輸出信號(hào)亦會(huì)有一定程度波動(dòng)。
兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時(shí)，若兩種液體電導(dǎo)率（或各自與電極間電位）有差異，在混合未均勻前即進(jìn)入流量傳感器進(jìn)行流量測(cè)量，輸出信號(hào)亦會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。
電極材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)選配不善，產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用，電極表面形成絕緣膜，以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等，均會(huì)妨礙正常測(cè)量。
二、運(yùn)行期故障
經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后在運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障，常見(jiàn)故障原因有：流量傳感器內(nèi)壁附著層，雷電擊，環(huán)境條件變化。
1、內(nèi)壁附著層
由于生活污水管道流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號(hào)，只是改變流通面積，形成測(cè)量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開(kāi)測(cè)量電路。后兩種現(xiàn)象均會(huì)使儀表無(wú)法工作（參見(jiàn)案例7）。
2、雷電擊
雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流，進(jìn)入儀表就會(huì)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(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)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(yīng)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。還從發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場(chǎng)了解到，不僅生活污水管道流量計(jì)出現(xiàn)故障，控制室中其他儀表電常常同時(shí)出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認(rèn)識(shí)設(shè)置控制室儀表電源線防雷設(shè)施的重要性。現(xiàn)任已有若于設(shè)計(jì)單位隊(duì)識(shí)和探索解決這一問(wèn)題，如齊魯石化設(shè)計(jì)院。
3、環(huán)境條件變化
主要原因同上節(jié)調(diào)試期故障環(huán)境方面，只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)行期間再介入的。例如一臺(tái)接地保護(hù)并不理想的生活污水管道流量計(jì)，調(diào)試期因無(wú)廠擾源，儀表運(yùn)行正常，然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源（例如測(cè)量點(diǎn)附近管道或較遠(yuǎn)處實(shí)施管道電焊）干擾儀表正常運(yùn)行，出現(xiàn)輸出信號(hào)大幅度波動(dòng)。
*二節(jié) 故障現(xiàn)象和檢查流程
●生活污水管道流量計(jì)常見(jiàn)故障現(xiàn)象有：（1）無(wú)流量信號(hào)；（2）輸出晃動(dòng)；（3）零點(diǎn)不穩(wěn)； （4）流量測(cè)量值與實(shí)際值不符；（5）輸山信號(hào)超滿度值5類(lèi)，下文將分節(jié)討論。
●通常檢查整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)和判斷故障的程序如圖1所示，檢查環(huán)節(jié)包括生活污水管道流量計(jì)本身的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及連接兩者的電纜，生活污水管道流量計(jì)上位的工藝管道，下（后）位顯示儀表連接電纜。
圖1 故障檢查流程
（2）替代法 利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)務(wù)線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。
（3）信號(hào)蹤跡法 用模擬信號(hào)器替代傳感器，在液體未流動(dòng)條件下提供流量信號(hào)，以測(cè)試電磁流量轉(zhuǎn)換器。
●檢查*先從顯示儀表工作是否正常開(kāi)始，逆流量信號(hào)傳送的方向進(jìn)行。用模擬信號(hào)器測(cè)試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還足在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若足轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時(shí)，因必須停止運(yùn)行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，因涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在作完其他各項(xiàng)檢查，*后才下決心，卸下管道檢查傳感器測(cè)量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。
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