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流量計在化工生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用?

更新時間:2011-07-26 瀏覽次數(shù):2334

               流量計在化工生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用?

 

流量是化工生產(chǎn)中重要的測定參數(shù)之一,就測量導(dǎo)電液體流量而言,不管目的是監(jiān)控還是計量,EMF都能做到測量穩(wěn)定、可靠、精度高、易維護(hù)。在儀表選型和使用時,筆者結(jié)合實(shí)際應(yīng)用總結(jié)一些要點(diǎn)介紹給大家供參考。

1 EMF的特點(diǎn)

1)結(jié)構(gòu)簡單,EMF的測量管道是一段無阻流擾動件或節(jié)流件的光滑直管,不易發(fā)生堵塞、磨損等問題。因此,EMF特別適用于含固體顆?;蚶w維的液固兩相流體,如紙漿、泥漿、礦漿、煤水漿和污水等。
 
1測量原理

2)由于沒有節(jié)流件,儀表幾乎無壓力損失,僅消耗1020W的電功率,這點(diǎn)與節(jié)流的差壓式流量計相比,其節(jié)能效果成為EMF發(fā)展的一大優(yōu)勢。

3)EMF所得的體積流量,實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力、雷諾數(shù)以及在一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率變化的影響。

4)EMF測量范圍很大,通常為20∶150∶1,每個量程又可從2%100%線性測量,EMF的測量范圍可涵蓋紊流和層流兩種速度分布狀態(tài),這是其他流量計不能與之相比擬的。

5)測量原理是線性的,測量度高,反應(yīng)速度快,可測脈動流量和快速累積總量,可測正反雙向流量,傳感器前后直管段要求低。

6)耐腐蝕性能好,使用可靠,維護(hù)方便,壽命長。

但是,EMF不能測量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品和有機(jī)溶劑等;不能測量氣體、蒸汽、和含有較多較大氣泡的液體;受襯里材料和電極絕緣材料的溫度限制,不能測量較高溫度的液體。

。

2EMF工作原理

EMF的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場中切割磁力運(yùn)動時在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如圖1所示,在EMF測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時,則會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,由管道內(nèi)部的兩個電極測量并引出感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯橡膠,特氟隆等實(shí)現(xiàn)流體與測量電極的電磁隔離。假設(shè)電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場強(qiáng)度B(T)為恒定,產(chǎn)生的感應(yīng)電壓Ue(V)正比于流體平均速度V(m/s),系數(shù)為k,測量管內(nèi)徑L(m)為已知,則體積流量Qv(m3/s)可通過如下公式計算:

 

EMF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,通勵磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢,送到變送器。勵磁電流則由變送器提供

3EMF的選型考慮關(guān)鍵:

在石油化工設(shè)計中,要選擇適合的流量儀表要考慮的因素很多,具體到EMF的特點(diǎn),重點(diǎn)要求考慮四個方面的因素,即儀表性能、流量特性、安裝條件和環(huán)境條件。

3.1儀表性能

市場上EMF的功能差別也很大,簡單的就只是測量單向流量,只輸出模擬信號帶動后位儀表;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(jī)通信和運(yùn)動組態(tài)等。有些型號儀表的串行數(shù)字通信功能可選多種通信接口和芯片(ASIC),以連接HART協(xié)議系統(tǒng)、PROFTBUS、ModbusFF現(xiàn)場總線等。

EMF的口徑范圍比其他品種流量儀表寬,如E+H公司提供W、PH三種類型的傳感器,分別應(yīng)用于水和污水行業(yè)(W,化工、食品行業(yè)(P,食品、制藥行業(yè)(H,口徑范圍從2毫米到2米。變送器可提供10、502353多種選擇,10針對于水行業(yè)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型,50為普通型,53為增強(qiáng)型,23為兩線制。精度可有0.5%0.2%兩種選擇??蓽y正反雙向流量,也可測脈動流量。

用于易粘附、沉積、結(jié)垢等介質(zhì),流速要求應(yīng)不低于2m/s,提高到34m/s或以上,起到自清洗、防止粘附沉積等作用。用于礦漿等磨蝕性強(qiáng)的流體,流速應(yīng)低于23m/s,以降低襯里和電極的磨損。襯里、電極和接地環(huán)材料的選擇也很關(guān)鍵,可查閱適合不同介質(zhì)的有關(guān)材料手冊,如《自控常用材料器件手冊》。

3.2流體特性

使用EMF的前提是被測液體必須是導(dǎo)電的,不能低于閾值即下限值。電導(dǎo)率低于閾值會產(chǎn)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EMF的閾值在10-4(5×10-6)S/cm之間,視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號線長度及其分布電容,制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對應(yīng)的信號線長度。

工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm,酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-410-1S/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(dǎo)率較低,認(rèn)為不能使用,然而實(shí)際工作中會遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例,這類雜質(zhì)對增加電導(dǎo)率有利。對于水溶液,資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實(shí)驗室測得的,實(shí)際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比,電導(dǎo)率將比查得的要高,也有利于流量測量。

3.3安裝條件

EMF自身的轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類,有分離型和一體型兩種。如在污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EMF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游;測量化學(xué)反應(yīng)管道時,要裝在反應(yīng)充分完成段的下游;盡量滿足前后直管段分別不小于5D2D

b.盡可能避免測量管內(nèi)變成負(fù)壓;
c.
選擇震動小的場所,特別對一體型儀表;
d.
避免附近有大電機(jī)、大變壓器等,以免引起電磁場干擾;
e.
易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場所;
f.
盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體;
g.
盡可能避免受陽光直照

3.4環(huán)境條件

一般儀表應(yīng)用于爆炸性危險環(huán)境應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1《爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備通用要求》的規(guī)定,選擇適應(yīng)使用場所環(huán)境的氣氛、爆炸性混合物的分級分組、設(shè)備類型以及其他安全規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)的儀表。另外,外界磁場、電氣干擾、環(huán)境溫度和濕度也是EMF選型的考慮要點(diǎn)。

4結(jié)束語

EMF使用方便,維護(hù)量小,主要是電極的清洗和更換,也有無電極型的EMF幾乎無需維護(hù)。當(dāng)然對EMF定期進(jìn)行在線標(biāo)定和檢查也是非常必要的。只要對EMF性能、特點(diǎn)有了全面深入的了解,有了應(yīng)付各種工況的策略,EMF一定會成為化工測量中的得力助手。

 

公司名稱:北京精誠華泰儀表有限公司
:董
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