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。本文就管道電磁流量計在化工廠(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、管道電磁流量計的工作原理和結構及特點(diǎn)
管道電磁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。
管道電磁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。
管道電磁流量計主要的特點(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、管道電磁流量計在化工企業(yè)中的應用使用
管道電磁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, 通用型管道電磁流量計的閾值在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。管道電磁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. 管道電磁流量計安裝前, 必須核實(shí)管道電磁流量計測量范圍、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, 管道電磁流量計很少發(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。管道電磁流量計的*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。
管道電磁流量計不受溫度、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, 管道電磁流量計是一個(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), 管道電磁流量計尤其是大口徑管道電磁流量計具有很大優(yōu)勢, 得到了非常普遍的應用。

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