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分體式電磁流量計

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電磁流量計的選型與安裝(離子膜法燒堿技改項目)

來源:www.4804628.com作者:發表時間:2017-11-21 09:01:12

 [摘 要]介紹了電磁流量計的工作原理、性能特點及其在選型、安裝時應注意的事項。

 
        在莘縣華祥鹽化有限公司 36 萬 t/a 離子膜法燒堿技改項目實施過程中,燒堿、鹽酸、鹽水等介質的流量采用三暢電磁流量計進行測量。該種流量計測量準確、精度高、維護量少,在氯堿行業得到廣泛應用。
 
1 測量原理
        電磁流量計是根據電磁感應的原理來測量導電介質的。由電磁感應定律可知:導體在磁場中運動而切割磁力線時,在導體中便會產生感應電動勢。同理,導電的介質在磁場中做垂直方向流動而切割磁力線時,也會產生感應電勢。在管道直徑已確定并維持磁場強度不變的情況下,感應電勢的大小與體積流量具有一定的線性關系,把此感應電勢引出、放大,就能由儀表顯示介質流量。
 
2 特點
        (1)優點。①測量管與工藝管的口徑可以相同,管內無可動部件及節流元件,沒有壓力損失,并且可以測量含有顆粒、懸浮物的介質。②可以用來測量具有強腐蝕性的介質。③輸出信號不受介質的物理性質如壓力、黏度、溫度的影響,輸出信號與流量大小具有很好的線性關系。④測量范圍寬,流量比達 1∶ 100,管徑可以做到 3 m。
        (2)缺點。①介質溫度、壓力不影響信號輸出大小與精度,但是管道承壓及襯里性質影響其使用范圍,一般使用壓力不超過 4 MPa,溫度不超過 150℃。②不能測量氣體、蒸汽和石油制品等非導電性介質,要求介質電導率大于 5 μS/cm [1] 。③根據電磁感應定律,感應電勢的大小跟介質流速成正比,因此流速不能太低,一般要求流速下限為 50 cm/s,當流速不能達到要求時,可以通過縮徑的方式實現。
 
3 電磁流量計的選型注意事項
3. 1 環境條件
        電磁流量計安裝分為兩種:一體式和分體式。
        (1)現場和環境較好的條件下,一般選用一體式,即傳感器和轉換器組裝成一體。
        (2)分體式電磁流量計即傳感器和轉換器分開裝于不同地點,一般出現以下情況時選用分體式:①環境溫度或流量計轉換器表面受輻射溫度超過60 ℃;②管道振動較大的場合;③對傳感器的鋁殼嚴重腐蝕的場合;④現場濕度較大或有腐蝕性氣體的場合;⑤流量計裝在高空或不方便調試的場合。
 
3. 2 防爆及防護等級
        根據環境要求,選擇三暢本安、隔爆或普通型的電磁流量計,并且滿足一定的防護等級,按規范進行安裝,提高儀表的安全性。
 
3. 3 電極材料
導電介質在電磁流量計管內通過時,在外加磁場的作用下產生感應電勢,電極的作用就是把產生的電動勢引出來,然后放大、輸出標準信號。電極直接跟介質接觸,因此,應根據介質的化學性質,選擇合適的電極,以免出現腐蝕。常用的電極材質有鉭、鈦、316L、HC、鉑銥合金、碳化鎢等。
 
3. 4 接地環或接液環
        電磁流量計的輸出信號比較小,一般只有 2. 5~8 mV,小流量時信號可能低至幾微伏,外界稍有干擾就會影響測量精度 [1] 。因此,儀表外殼、測量管、介質、儀表屏蔽線等要做好等電位連接,并進行可靠、單獨接地。與介質連接的金屬部分,就叫接地環或接液環。接地環的材料選擇一般考慮經濟性和耐腐蝕性,對于大口徑的金屬管道上的電磁流量計,為了節約成本,可以不設接地環,將流量計的法蘭和管道連起來然后再接地;如果電磁流量計用在小口徑的管道上或用在非金屬管道上,必須設置接地環。
 
3. 5 內襯材料
        內襯主要作用是絕緣,預防電極短路,同時保護測量管不受介質腐蝕。常用的內襯材料包括:聚氨酯橡膠、PFA、天然軟橡膠、EPDM 橡膠,選擇時應根據介質溫度、腐蝕性、是否含有固體顆粒、耐磨性能等情況,選擇合適的內襯,延長儀表使用壽命。
 
3. 6 供電電源
        一般廠家的電磁流量計采用四線制接線,信號線與電源線分開,可以采用交流 220 V 電源供電,也可以采用直流 24 V 電源供電。原則上采用直流24 V安全電源供電,特別是在易燃易爆的環境。
 
4 電磁流量計的安裝注意事項
4. 1 安裝地點的選擇
①盡量避免將電磁流量計安裝在溫度經常變化的地點,降低溫度變化引起的溫漂,減少流量不穩情況。如果現場受到熱源的輻射,必須采用熱隔離或通風設施。②避免將流量計安裝在受振動或撞擊的地方。③盡量避免將電磁流量計安裝在腐蝕性環境中,若不能避免,盡量選擇通風良好的環境。④電磁流量計盡量避免陽光直曬。⑤請勿將三暢電磁流量計安裝在電動機、變壓器和其他強電源附近,減少電磁干擾。⑥留足必要的安裝及檢修空間。
 
4. 2 安裝注意事項
        ①為了保證測量精度,在閥門、彎頭、變徑、三通等影響介質狀態穩定的管段上,電磁流量計應滿足前 10D 后 3D(D 為管徑)的直管段,條件不能滿足時,上游直管段不能少于 5D。②管路上的手動閥或自動閥應安裝在電磁流量計下游,避免介質通過閥門時引起介質狀態發生變化,影響測量精度。③如果管道上須注入化學物質,注入地點應選擇在流量計的下游,以免引起介質電導率失衡,影響測量精度。如果必須從管道上游側注入,注入點距離流量計大于 50D。④安裝時應保證管道內充滿介質,介質應由下而上垂直通過流量計,即便安裝在水平管道上,也必須保證介質高于流量計的安裝位置。⑤避免在管道內聚集氣泡,否則流量顯示會受到影響。管道的頂部容易聚集氣泡,避免將流量計安裝在管道頂部;介質通過閥門后,因為壓力突然減小,也容易產生氣泡,不能緊隨閥門后安裝電磁流量計。⑥當介質中含有固體沉淀物時,電磁流量計應垂直安裝,避免安裝在水平管道的最低點,以防物料堆積在管道內。⑦盡量遠離泵出口安裝,因為泵出口介質狀態不穩定并且距離電動機太近,容易產生干擾。
 
4. 3 其他安裝注意事項
        ①電磁流量計接地裝置應獨立設置,不能與電氣系統共用接地裝置,接地電阻≤10 Ω。②儀表安裝完畢,通過 2 mm 2 銅芯軟線將電磁流量計接地極連接到接地裝置。③為了保護電磁流量計內襯不被機械劃傷,建議管道吹掃完畢后,再安裝電磁流量計。同時,在焊接管道時,嚴格控制電焊機接地線搭接位置,避免用電磁流量計本體作為導體通過焊接電流,以防電子線路被擊穿,造成儀表損壞。④為了防止電磁流量計受到管道的振動、熱脹冷縮的影響,避免將三暢電磁流量計單獨固定,可以通過管道一起進行支撐。⑤電磁流量計中心軸應與管道中心軸保持同心,以免引起測量誤差。⑥搬運電磁流量計時,應保證流量計測量管部位均衡受力,或通過本體的吊環進行搬運,不能讓流量計信號引出管和接線盒受力。
 
5 結語
        電磁流量計是化工生產中常用的一種流量計,在設計、選型、安裝過程中,應結合安裝地點、使用現場環境情況(防爆)以及介質的物理、化學性質,選擇合適的規格型號,進行規范安裝,以滿足不同的生產需要。
 
作者版權:莘縣華祥鹽化有限公司的郝繼運,轉載請注明原文作者和版權。
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