梁發(fā)菊
摘 要:本文介紹了電磁流量計的特點和注意事項。電磁流量計精度高、工作可靠、耐用性好、維護費用低,測量范圍寬。詳細介紹了電極及襯里材料的選擇,流量計安裝和使用注意事項、流量計的選型等,選用什么種類的電磁流量計,應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來確定。安裝在無振動、 無強電磁場的環(huán)境中,盡量垂直安裝,水平安裝需要安裝在低處,信號線使用屏蔽線,走線不能跟強電線路一起。通過合理選型,既提高了流量計測量精度,又延長了使用壽命,現(xiàn)在電磁流量計被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、石化、醫(yī)藥、 食品等行業(yè),應(yīng)用前景廣闊。
關(guān)鍵詞:電磁流量計; 內(nèi)襯; 電極;精度;應(yīng)用
0 引 言
電磁流量計利用電磁感應(yīng)原理制成的流量測量儀表,因計量準確度高、適用范圍廣,已被廣泛應(yīng)用于冶金、 化工、 石化、 醫(yī)藥、 食品等行業(yè)。但電磁流量計如果選擇不合適,輕則影響測量精度,嚴重者甚至不能有效測量。因此,合理選擇電磁流量,就顯得至關(guān)重要。本文將詳細討論電磁流量計選型的幾點注意事項。
1 電磁流量計的特性
1 ) 測量精確度高、 工作可靠, 測量數(shù)據(jù)與被測介質(zhì)的溫度、 壓力、 電導(dǎo)率等參數(shù)無關(guān),可測量諸如礦漿、紙漿等含有固體顆粒且具有一定電導(dǎo)率的液體。
2 ) 測量管內(nèi)沒有活動部件,幾乎無壓損,無機械慣性,反應(yīng)十分靈敏。
3 ) 耐用性好,維護費用低,傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸,只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料,即可耐腐蝕、耐磨損。
4 ) 雙向流量測量:可測正向流體的流量, 反向流體的流量。
5) 測量范圍較寬。量程比一般為10:1,最高達100:1 m/s。測量范圍從每小時幾十毫升到十幾萬立方米。測量管徑從2mm到2.4米,甚至達3米 [1]。
2 電磁流量計的使用和安裝注意事項
1 ), 不能在安裝管道頂點, 保證滿管,防止氣泡。
3 ) 流速與速度分布不均勻?qū)a(chǎn)生較大的測量誤差,因此,必須滿足前后直管段的長度,最好保證前10后 5倍管徑,以消除各種阻力對流速分布的影響。
4 ) 正確接地。接地包括內(nèi)部導(dǎo)電管道(如不銹鋼管道)的接地 、具有內(nèi)壁絕緣層的管道接地等。電磁流量計均配有接地環(huán) ,把接地環(huán)接到管道上,以便可為被測介質(zhì)和信號電壓提供一個固定參比電壓。如果是帶襯里,還要第三電極來接地,并且接地點不能與強電共地 [2] 。
5 )信號線使用屏蔽線,走線不能跟強電線路一起。
6)使用溫度和壓力不能太高。使用溫度與管道襯里膨脹變形的溫度有關(guān),一般不超過120度,最高使用壓力取決于管段的強度和電極的密封狀況,一般不超過1.6MPa。
7) 考慮介質(zhì)對電極腐蝕及鈍化的影響。
3 電磁流量計選型
電磁流量計是一種高精度、高可靠和使用壽命長的流量儀表。選用什么種類的電磁流量計,應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來確定,使電磁流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、壓力等級、電極材料和輸出電流等都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和流量的要求。
3.1電磁流量計類型的選擇
電磁流量計按結(jié)構(gòu)形式分為分體型電磁流量計和一體型電磁流量計,系列公稱通徑DN15~DN3000。分體型電磁流量計除可測量一般導(dǎo)電液體的流量外,還可測量液固兩相流,以及高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體的體積流量。一般地,在復(fù)雜環(huán)境條件下( 如在高溫流體、 爆炸性氣體及存在劇烈震動的場所和水有可 能淹沒的場所等) 下, 應(yīng)選用分體型構(gòu)造。一般良好環(huán)境條件下,可使用一體型電磁流量計。
3.2可測量的介質(zhì)
由電磁流量計的工作原理可知,電磁流量計只能測量流量的導(dǎo)電的流體[3],嚴格的說,除了高溫流體之外,只要電導(dǎo)率大于5 us/cm的任何流體,都可選則電磁流量計來測量流量。同時要注意:不導(dǎo)電的氣體,蒸汽,油類,丙酮等物質(zhì)不能選用電磁流量計來測量流量。
3.3根據(jù)用途選擇流量計
電磁流量計根據(jù)用途分為潛水型、 防爆型、 衛(wèi)生型、 高壓型和一般型。潛水型一般用于明渠流量測量; 防爆型用于可能具有可爆炸性氣體環(huán)境,如常在煤礦、 化工、 油田等環(huán)境下使用; 衛(wèi)生型的特點是容易拆卸沖洗消毒, 并可快速安裝 , 適用于食品、 藥部門; 高壓型用于鉆井循環(huán)泥漿、 固井水泥漿、 壓裂酸化 工藝的鹽酸、 采油工藝的高壓注水等液體流量的測量與控制; 一般型用于除上述之外的一般用途 。
3.4傳感器口徑與流速的綜合選擇
流量計使用流速流速一般為1~6m/s,也可達到0.3-15m/s范圍內(nèi),此時流量計口徑可選擇與用戶管道口徑一致。流速低于0.3m/s時,最好在儀表部位局部提高流速,采用縮徑方式。特殊情況下也可以通過選擇口徑,滿足用戶高精度測量的要求; 或降低傳感器內(nèi)流速,以減小流體對襯里的磨 損;或提高傳感器內(nèi)流速,以防止固體物的沉淀。
為避免流體中含有固體顆粒時會磨損電極和襯里,可以選擇較大口徑的傳感器,使其內(nèi)的流速在3 m/s以下。但是使用口徑擴大的傳感器時,上下游的直管段長度要盡可能地加長,以保證傳感器內(nèi)流速分布的對稱性。 當測量固液兩相流體時, 可以選擇縮小口徑的傳感器, 以加大其內(nèi)的流速;在測量純水等低電導(dǎo)率流體時,需要降低測量流速,改變口徑,使流速在3 m/s以下。
3.5電磁流量計的精度選擇
根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精度等級,做到經(jīng)濟合算。比如用于能源計量、產(chǎn)品交接和貿(mào)易結(jié)算的場合,應(yīng)該選擇精度等級高些,如1.0級、0.5 級,或者更高精度等級;用于生產(chǎn)過程控制的場合,根據(jù)控制要求選擇不同精度等級;有些僅僅是檢測一下生產(chǎn)過程流量,無需做精確控制和計量的場所,精度就可以選得更低些。
3.6襯里材料的選擇
在電磁流量計選型中, 對于有些介質(zhì)如循環(huán)水、 冷凍水、 亞硫酸鉀、 低溫低濃度的氫氧化鉀堿液等,測量管使用316不銹鋼即可,不需要加襯里。而對于腐蝕介質(zhì)則必須增加測量管襯里。在使用過程中要根據(jù)介質(zhì)特性及工況環(huán)境選用不同材料的襯里。
常用襯里材料的性能和適用范圍表:sur
3.7電極和接地環(huán)材料
選擇電極材料時首先要考慮電極對測量介質(zhì)的耐腐蝕性, 其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)。另外選擇電極材料時還 需要根據(jù)介質(zhì)的化學(xué)特性選用不同材料的電極。如含鉬耐酸鋼 適用于漿液等低噪聲電極有導(dǎo)電橡膠 電極、 導(dǎo)電氟塑料電極和 多孔性陶瓷電極; 哈氏B電極用于測量7 5 稀硫酸; 哈氏C電極用 于測量3 2 、 4 4 、 4 8 氫氧化鉀; 鈦i 電極用于測量含游離氯鹽水、 氯 水; 鉭i 電極用于測量脫氯鹽水、 3 2 鹽酸。
需要說明的是,由于介質(zhì)種類繁多,其腐蝕性又受溫度、濃度、流速等復(fù)雜因素而變化,實際應(yīng)用中國應(yīng)根據(jù)實際工況選擇合適的電極材質(zhì),必要時要做擬選材料的腐蝕試驗,如掛片試驗等。
接地環(huán)連接在絕緣襯里金屬管道或塑料管道的流量傳感器兩端,其耐腐蝕要求比電極稍低,可以允許有一定腐蝕,但需定期更換,通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因其體積較大, 一般不采用貴重金屬材料。如果金屬工藝管道直接與流體接觸就不使用 。
常用電極材料表
4結(jié) 論
電磁流量計作為工業(yè)生產(chǎn)使用液體的主要測量儀器,保證其正常運行并獲得準確數(shù)據(jù)相當關(guān)鍵。通過合理選型,既能提高了流量計的測量精度,又能提高流量計的使用壽命。從而大大降低電磁流量計故障率,保證了工業(yè)生產(chǎn)的需要。
參考文獻
[1]樂嘉謙主編.儀表工手冊第二版 [M] 化學(xué)工業(yè)出版社,2010年11月.
[2]丁煒,于秀麗. 過程檢測及儀表[M] 北京理工大學(xué)出版社, 2010年7月
[3]李全.工業(yè)控制中電磁流量計的選型與應(yīng)用 [J]自動化應(yīng)用, 2010年6月