減排節能目前已成為社會(huì )的共識，無(wú)論是從**層面還是社會(huì )層面都對其非常重視。水資源節能這一塊的尤其重要，在化工企業(yè)生產(chǎn)中水的使用量特別大，但是由于計量?jì)x表的誤差會(huì )給企業(yè)帶來(lái)大量的水源浪費。本文根據冷卻水塔水流量計的工作原理和結構特點(diǎn), 介紹了冷卻水塔水流量計在化工企業(yè)計量節能中的應用, 以及安裝技巧及注意事項, 實(shí)踐證明其在化工企業(yè)中的應用前景十分廣泛。
一、前言
在大型現代化工企業(yè)生產(chǎn)中, 由于每天工業(yè)水用量都以數十萬(wàn)噸計, 微小的計量誤差就能給企業(yè)帶來(lái)重大的損失, 因此, 如何準確計量問(wèn)題就顯得非常重要, 例如: 一家日工業(yè)水用量為30萬(wàn)噸的企業(yè), 計量誤差如果為5%, 一年的工業(yè)水計量誤差將達到近550噸, 折合人民幣數百萬(wàn)元! 因此, 如何提高大型化工企業(yè)工業(yè)水計量精度, 減少因計量誤差給企業(yè)帶來(lái)的不必要損失, 成為現代大型化工企業(yè)管理的一個(gè)重要課題。本文就冷卻水塔水流量計在化工廠(chǎng)計量中的應用進(jìn)行探討。
二、常用的工業(yè)水計量?jì)x表及其特點(diǎn)
在大型化工企業(yè)中, *常用的工業(yè)水計量?jì)x表是孔板流量計。其特點(diǎn)是: 結構簡(jiǎn)單, 制造、安裝、維護方便, 省料, 造價(jià)低。缺點(diǎn)是: 壓力損失大, 測量大管徑、高溫、高壓介質(zhì)時(shí)孔板易變形, 測量精度與孔板的使用條件和制作、安裝精度有關(guān), 誤差一般為5%以?xún)取?br /> 三、冷卻水塔水流量計的工作原理和結構及特點(diǎn)
冷卻水塔水流量計是根據法拉弟電磁感應定律研制出的一種無(wú)壓損、節能型流量測量?jì)x表。根據法拉弟電磁感應定律, 當導體在磁場(chǎng)中切割磁力線(xiàn)時(shí), 將產(chǎn)生感應電動(dòng)勢。該電動(dòng)勢的大小與導體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運動(dòng)的速度成正比。則管線(xiàn)內流體的感應電動(dòng)勢e為:
e= BD ( 1 )
為流體的平均流速, D為測量管的內徑
q= 0. 785D2 ( 2 )
q為管道的瞬時(shí)流量
把( 1 )代入( 2)得: q= 0. 785D e/B ( 3 )
從( 3 )式可知, 當管道內徑一定時(shí), 若有恒定的磁感應強度, 則只要測得感應電動(dòng)勢e, 便可知道管中的流量q。
冷卻水塔水流量計主要由變送器和轉換器及流量顯示儀表三部分組成。變送器把流過(guò)的被測流體的流量轉換為相應的感應電動(dòng)勢。轉換器則將變送器輸出的感應電勢放大并轉換為可被工業(yè)儀表接受的標準電信號。電信號可以是模擬電流、模擬電壓。輸給顯示儀表、記錄儀表及電動(dòng)單元組合儀表進(jìn)行流量顯示、記錄和積算, 可進(jìn)行正逆方向顯示、報警; 電信號可以是脈沖信號, 作為計算機輸入信號使用, 進(jìn)行流量運算和調節等。
冷卻水塔水流量計主要的特點(diǎn):
( 1) 變送器內徑與被測管道內徑完全相同, 無(wú)阻力元件, 避免了由于壓力損失而造成能量損失過(guò)大的問(wèn)題;
( 2 )變送器輸出的是與被測流體流速成比例的電信號, 這不僅便于測量, 而且能保證系統輸出信號與容積流量呈線(xiàn)性關(guān)系, 因此顯示儀表不需要采取刻度線(xiàn)性化措施, 這不但易于與計算機配合使用, 而且便于提高流量積算值的精確度;
( 3)量程變化范圍大;
( 4 )測量精度達到0. 5% 以上, 反應靈敏, 能測定正、反方向的流量, 可以測脈動(dòng)流量, 其輸出信號適于作為自動(dòng)調節系統的流量信號;
( 5 )可測管道口徑范圍大, 測量流體的容積流量, 不受流體的溫度、壓力、密度、粘度等參數的影響。
四、冷卻水塔水流量計在化工企業(yè)中的應用使用
冷卻水塔水流量計的前提是被測液體必須是導電的, 不能低于閾值(即下限值)。電導率低于閾值會(huì )產(chǎn)生測量誤差直至不能使用, 超過(guò)閾值即使變化也可以測量, 示值誤差變化不大, 通用型冷卻水塔水流量計的閾值在10- 4 ~ ( 5 ∀ 10- 6) S / cm 之間, 視型號而異。工業(yè)用水及其水溶液的電導率大于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(wèn)題, 低度蒸餾水為10- 5S / cm 也不存在問(wèn)題。冷卻水塔水流量計不能測量電導率很低的液體。不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。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(shí)際工作中會(huì )遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例, 這類(lèi)雜質(zhì)對增加電導率有利。對于水溶液, 資料中的電導率是用純水配比在得的要高, 也有利于流量測量。
五、安裝時(shí)注意事項及技巧
1. 冷卻水塔水流量計安裝前, 必須核實(shí)冷卻水塔水流量計測量范圍、口徑、耐溫、耐壓等數值是否與所安裝的管道及流體情況相符, 特別注意變送器的耐壓密封性, 當不能確認變送器是否進(jìn)行過(guò)耐壓密封試驗時(shí), 應對變送器進(jìn)行該項試驗。對變送器進(jìn)行鉻*壓力的1. 25 ~ 1. 5 倍的壓力5分鐘, 若無(wú)泄漏則認為合格。
2. 變送器可裝在垂直或水平管道上, 但應避免安裝在管道內呈負壓或可能有相分離的地方。當工藝管道內徑與變送器管道內徑不完全相同時(shí), 允許在變送器的兩端安裝圓錐角不大于15 的漸擴或漸縮管。為了變送器的安全, 可在緊靠變送器的管道上增加支撐。
3. 安裝時(shí)應根據變送器的口徑、重量和尺寸選擇合適的吊裝調設備。吊裝變送器的繩鏈應連接合理, 注意吊裝用具不要磨、碰變送器襯里, 不可任意選擇承吊點(diǎn)。禁止用手直接抓住表頭搬運。
4. 為便于在現場(chǎng)校正儀表零點(diǎn)和檢查變送器的干擾大小, 并便于檢修, 變送器兩端應裝閥門(mén)并有旁路。
5. 變送器和轉換器安裝地點(diǎn)應避免有較強的交、直流磁場(chǎng); 或有劇烈的振動(dòng)。
6. 變送器外殼與金屬管道兩端應有良好的接觸并接地; 不能用法蘭代替連線(xiàn), 必須使用專(zhuān)用金屬導線(xiàn)連接, 以保證穩定測量。
7. 轉換器應盡可能靠近變送器安裝, 為避免信號干擾, 變送器與轉換器之間的信號必須用屏蔽導線(xiàn)傳輸。
8. 當流量計為傾斜或垂直安裝, 流向應自下而上。流體流動(dòng)方向應與流量計標志的方向一致。
9. 安裝的管道, 要保證測量管道內始終充滿(mǎn)被測介質(zhì), 防止空管。流量計不要安裝在有負壓的管道段, 以防止襯里材料脫落。
六、注意信號傳輸電纜長(cháng)度變送哭與轉換器之間的連接
電纜愈短愈好。但有些現場(chǎng)受安裝環(huán)境位置的限制, 轉換器與變送器的距離較遠, 這時(shí)要考慮連接電纜的*大長(cháng)度問(wèn)題。實(shí)際使用中, 當被測流體的電導率是在一定的范圍之間,因此就決定了電*與轉換器之間電纜的*大長(cháng)度。當電纜長(cháng)度超過(guò)*大長(cháng)度時(shí), 由電纜分布電容引起的負載效應就成了問(wèn)題。為防止這種情況發(fā)生, 使用雙芯兩層屏蔽電纜, 由轉換器提供低阻抗電壓源使內側屏蔽與芯線(xiàn)得到相同的電壓, 以形成屏蔽, 即使芯線(xiàn)與屏蔽之間有分布電容存在, 但芯線(xiàn)與屏蔽是同電位, 則兩者之間就無(wú)電流通過(guò), 也無(wú)電纜的負載效應存在, 因此可延長(cháng)信號電纜*大長(cháng)度。另外, 還可用特殊信號傳輸電纜延長(cháng)轉換器與變送器之間的*大長(cháng)度。
七、故障診斷及排除方法
在正常工作條件下, 冷卻水塔水流量計很少發(fā)生故障。但儀表或管道安裝不當會(huì )引起流量計故障, 此時(shí)應*先檢查流量計外部情況有否損傷,電纜連接是否完好, 電網(wǎng)電壓是否正常, 管道是否泄漏或處于非滿(mǎn)管狀態(tài), 傳感器勵磁線(xiàn)圈與外殼之間的絕緣是否良好等等, 切勿盲目拆修流量計。冷卻水塔水流量計的*常見(jiàn)故障是變送器導管連接部分泄漏。如發(fā)現法蘭一側有泄漏, 則可將對應的另一側法蘭螺栓每次松半扣, 同時(shí)相應地上緊泄漏側法蘭螺栓。直至不漏為止。如襯里損壞, 則應拆下進(jìn)行相應修理。
冷卻水塔水流量計不受溫度、壓力、粘度等外界因素的影響, 污水具有流量變化大、含雜質(zhì)、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性, 測量污水的流量, 冷卻水塔水流量計是一個(gè)很好的選擇。它結構緊湊、體積小。安裝、操作、維護方便, 測量系統采用智能化設計, 整體密封加強, 能在較惡劣的環(huán)境下正常工作。水和污水行業(yè), 冷卻水塔水流量計尤其是大口徑冷卻水塔水流量計具有很大優(yōu)勢, 得到了非常普遍的應用。

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