Тайна расходомера
Оператор гальванической линии замечает, что показания электромагнитного расходомера в контуре рециркуляции на 15% выше ожидаемых. Кривые насоса, расчеты падения давления и измерения времени оборота резервуара — все это указывает на более низкий фактический расход. Однако счетчик, недавно откалиброванный, показывает значение, которое противоречит гидравлической реальности.
Проблема сохраняется после повторной-калибровки. Несколько счетчиков в разных контурах показывают одинаковое положительное смещение. Общим элементом среди затронутых контуров является теплообменник из ПТФЭ, поддерживаемый стальной рамой без футеровки. Каркас крепится болтами к конструкции здания. Блуждающий электрический ток находит путь к земле через эту раму, и этот путь проходит непосредственно через измерительную секцию электромагнитного расходомера.
Механизм заземления
Электромагнитные расходомеры работают по закону индукции Фарадея. Поперек текущей проводящей жидкости создается магнитное поле. Электроды измеряют напряжение, генерируемое при движении жидкости через поле. Это напряжение, обычно милливольты, пропорционально скорости потока.
Для измерения требуется чистый электрический эталон. Жидкость должна иметь тот же потенциал земли, что и электроника счетчика. В правильно установленной системе это опорное значение устанавливают заземляющие кольца или электроды с обеих сторон счетчика.
Теплообменник из ПТФЭ обеспечивает электрическую изоляцию. Фторполимерная трубка является изолятором. Технологическая жидкость внутри змеевика из ПТФЭ электрически изолирована от заземленных паровых и конденсатных трубопроводов. Если единственный путь к земле для этой изолированной жидкости проходит через опорный электрод расходомера, расходомер работает правильно.
Если существует вторичный путь заземления,-через стальную опорную раму без покрытия, касающуюся катушки из ПТФЭ, например,-по этому пути протекают блуждающие токи. Эти токи накладываются на напряжение, индуцированное потоком-, вызывая смещение измерения. Смещение обычно положительное и пропорционально величине паразитного тока.
Таблица 1. Влияние пути заземления на точность электромагнитного расходомера
| Конфигурация заземления | Путь блуждающего тока | Типичная ошибка измерения | Диагностический индикатор |
|---|---|---|---|
| Правильные заземляющие кольца с обеих сторон счетчика | Нет (только спроектированный путь) | < 0.5% | Стабильное чтение; согласен с гидравлической проверкой |
| Заземление только через опорную раму катушки из ПТФЭ. | От рамы к строительной стали | От +5 % до +25 % | Чтение дрейфует при касании или намокании рамки |
| Несколько путей заземления с разным потенциалом | Токи контура заземления | Переменная, ±10-30% | Показания колеблются в зависимости от изменения скорости насоса. |
| Нет заземления | Только емкостная связь | Нестабилен, может читать ноль | Чтение нестабильное; диагностическая сигнализация счетчика |
| Прерывистый контакт с землей (вибрация) | Прерывистый блуждающий ток | Колеблющееся смещение | Чтение прыжков; коррелирует с вибрацией насоса |
Обнаружение ошибки заземления
Диагностическая процедура проста. Измерьте электрический потенциал между технологической жидкостью и землей здания в нескольких точках системы. Разность потенциалов, превышающая несколько милливольт, указывает на паразитный ток.
Окончательным испытанием является временная электрическая изоляция. Отсоедините катушку из ПТФЭ от опорной рамы, используя изолирующие прокладки. Если показания расходомера значительно изменяются, значит, в корпусе имеется паразитный путь заземления. Показания после изоляции в сочетании с соответствующими заземляющими кольцами должны соответствовать гидравлическим требованиям.
Более простая проверка на месте: поручите электрику измерить ток, протекающий через соединение опорной рамы с землей во время работы системы. Любой измеряемый переменный или постоянный ток указывает на то, что корпус является частью непреднамеренной электрической цепи.
Методы коррекции
Постоянная коррекция устанавливает единый контролируемый путь заземления в месте расположения расходомера. Правильно установленные заземляющие кольца или заземляющие электроды на обеих сторонах счетчика обеспечивают правильное сопоставление потенциала жидкости с электроникой счетчика.
Опорная рама теплообменника из ПТФЭ должна быть электрически изолирована от технологической жидкости. Это свойственно трубкам из ПТФЭ-, жидкость контактирует только с фторполимером. Однако если токопроводящие отложения накапливаются на внешней стороне трубки и переходят на опорную раму, возникает путь утечки. Регулярная очистка внешней поверхности катушки обеспечивает необходимую электрическую изоляцию.
Сама опорная рама не должна быть прикреплена к строительной стали таким образом, чтобы образовался контур заземления. Одноточечное-заземляющее соединение, если это необходимо в целях безопасности, должно быть расположено на достаточном расстоянии от расходомера.
Краткое содержание
Показания электромагнитного расходомера могут быть ошибочно завышены из-за блуждающих токов заземления, протекающих через необлицованные стальные опорные рамы в установках теплообменников из ПТФЭ. Изолирующая природа ПТФЭ изолирует технологическую жидкость, что делает расходомер чувствительным к непредусмотренным замыканиям на землю.
Обнаружение включает измерение паразитных потенциалов и выполнение испытаний электрической изоляции. Коррекция устанавливает единую контролируемую опорную точку заземления на счетчике и поддерживает электрическую изоляцию катушки из ПТФЭ от заземленных конструкций.
Инженерное руководство по установке электромагнитного расходомера с теплообменниками из ПТФЭ доступно после предоставления схемы расположения трубопроводов, расположения счетчика, конструкции опорной рамы и сведений об электрическом заземлении.
