電磁流量計在化工生產中應用案例_北京AG贵宾厅實業有限公司
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電磁流量計在化工生產中應用案例

一、電磁流量計的工作原理
電磁流量計的基本原理是法拉第電磁感應定律,即導體在磁場中切割磁力運動時在其兩端產生感應電動勢。如圖1所示,在電磁流量計測量管內的導電介質相當於法拉第試驗中的導電金屬杆,上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介質流過時,則會產生感應電勢,由管道內部的兩個電極測量並引出感應電壓。測量管道通過不導電的內襯(橡膠,特氟隆等)實現流體與測量電極的電磁隔離。
電磁流量計
電磁流量計由流量傳感器和變送器兩大部分組成。傳感器測量管上下裝有勵磁線圈,通勵磁電流後產生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內壁與液體相接觸,引出感應電勢,送到變送器。勵磁電流則由變送器提供。
二、電磁流量計的特點
1.結構簡單,電磁流量計的測量管道是一段無阻流擾動件或節流件的光滑直管,不易發生堵塞、磨損等問題。因此,電磁流量計特別適用於含固體顆粒或纖維的液固兩相流體,如紙漿、泥漿、礦漿、煤水漿和汙水等。
2.由於沒有節流件,儀表幾乎無壓力損失,僅消耗10W~20W的電功率,這點與節流的差壓式流量計相比,其節能效果成為電磁流量計發展的一大優勢。
3.電磁流量計所得的體積流量,實際上不受流體密度、黏度、溫度、壓力、雷諾數以及在一定範圍內電導率變化的影響。
4.電磁流量計測量範圍很大,通常為20∶1~50∶1,每個量程又可從2%~100%線性測量,電磁流量計的測量範圍可涵蓋紊流和層流兩種速度分布狀態,這是其他流量計不能與之相比擬的。
5.測量原理是線性的,測量精確度高,反應速度快,可測脈動流量和快速累積總量,可測正反雙向流量,傳感器前後直管段要求低。
6.耐腐蝕性能好,使用可靠,維護方便,壽命長。但是,電磁流量計不能測量電導率很低的液體,如石油製品和有機溶劑等;不能測量氣體、蒸汽、和含有較多較大氣泡的液體;受襯裏材料和電極絕緣材料的溫度限製,不能測量較高溫度的液體。
三、電磁流量計的選型考慮要點
在石油化工設計中,要選擇適合的流量儀表要考慮的因素很多,具體到電磁流量計的特點,重點要求考慮四個方麵的因素,即儀表性能、流量特性、安裝條件和環境條件。
1.儀表性能。市場上電磁流量計的功能差別也很大,簡單的就隻是測量單向流量,隻輸出模擬信號帶動後位儀表;多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態等。有些型號儀表的串行數字通信功能可選多種通信接口和專用芯片(ASIC),以連接HART協議係統、PROFTBUS、Modbus、FF現場總線等。
電磁流量計的口徑範圍比其他品種流量儀表寬,如E+H公司提供W、P、H三種類型的傳感器,分別應用於水和汙水行業(W型),化工、食品行業(P型),食品、製藥行業(H型),口徑範圍從2毫米到2米。變送器可提供10、50、23、53多種選擇,10針對於水行業開發的經濟型,50為普通型,53為增強型,23為兩線製。精度可有0.5%,0.2%兩種選擇。可測正反雙向流量,也可測脈動流量。
用於易黏附、沉積、結垢等介質,流速要求應不低於2m/s,最好提高到3m/s~4m/s或以上,起到自清洗、防止黏附沉積等作用。用於礦漿等磨蝕性強的流體,流速應低於2m/s~3m/s,以降低襯裏和電極的磨損。襯裏、電極和接地環材料的選擇也很關鍵,可查閱適合不同介質的有關“材料手冊”,如《自控常用材料器件手冊》。
2.流體特性。使用電磁流量計的前提是被測液體必須是導電的,不能低於閾值(即下限值)。電導率低於閾值會產生測量誤差直至不能使用,超過閾值即使變化也可以測量,示值誤差變化不大,通用型電磁流量計的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間,視型號而異。使用時還取決於傳感器和轉換器間流量信號線長度及其分布電容,製造廠使用說明書中通常規定電導率相對應的信號線長度。
工業用水及其水溶液的電導率大於10-4S/cm,酸、堿、鹽液的電導率在10-4~10-1S/cm之間,使用不存在問題,低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。從資料上查到有些純液或水溶液電導率較低,認為不能使用,然而實際工作中會遇到因含有雜質而能使用的實例,這類雜質對增加電導率有利。對於水溶液,資料中的電導率是用純水配比在實驗室測得的,實際使用的水溶液可能用工業用水配比,電導率將比查得的要高,也有利於流量測量。
3.安裝條件。按電磁流量計自身的轉換器與傳感器組裝方式分類,有分離型和一體型兩種。如在汙水廠中大口徑流量計傳感器大多安裝在地下,所以建議選擇IP68(防塵防潛水級),如果安裝在地上,建議選擇IP67(防塵防濺水級)。小口徑以一體式為多。通常電磁流量計對安裝場所要求有:a.測量混合相流體時,選擇不會引起相分離的場所;測量雙組分液體時,避免裝在混合尚未均勻的下遊;測量化學反應管道時,要裝在反應充分完成段的下遊;盡量滿足前後直管段分別不小於5D和2D;盡可能避免測量管內變成負壓;選擇震動小的場所,特別對一體型儀表;避免附近有大電機、大變壓器等,以免引起電磁場幹擾;易於實現傳感器單獨接地的場所;盡可能避開周圍環境有高濃度腐蝕性氣體;盡可能避免受陽光直照。
4.環境條件。一般儀表應用於爆炸性危險環境應按標準GB3836.1《爆炸性環境電氣設備通用要求》的規定,選擇適應使用場所環境的氣氛、爆炸性混合物的分級分組、設備類型以及其他安全規則或標準的儀表。另外,外界磁場、電氣幹擾、環境溫度和濕度也是電磁流量計選型的考慮要點。
四、結束語
電磁流量計使用方便,維護量小,主要是電極的清洗和更換,也有無電極型的電磁流量計幾乎無需維護。當然對電磁流量計定期進行在線標定和檢查也是非常必要的。隻要對電磁流量計性能、特點有了全麵深入的了解,有了應付各種工況的策略,電磁流量計一定會成為化工測量中的得力助手。

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