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    常見問題
      淺談電磁流量計在化學工業中的應用
       

      ①電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律工作的。因此只能測量導電液體的流量,不能測量氣體、蒸汽及含有大量氣體的液體的流量。

         ②電磁流量計無可動部分,也無阻流部件,因此基本無壓力損失,可以測量含固體顆粒的礦漿和污水等液固兩相流。

         ③電磁流量計僅有管道襯里和電極與被測液體接觸,因此只要合理選擇電極和襯里材料,即可以達到耐腐蝕、耐磨損的要求,如礦漿、鹽酸、氫酸等。

         ④安裝方便,只要滿管,上直管≥5D,下直管≥2D,水平、垂直、傾斜安裝均可。

         ⑤測量精度高,可以達到0.5%,可以作為裝桶、裝槽車等的計量。

         ⑥量程比大,一般為1:20,在現場可以根據需要,可擴大或縮小量程,不需停車處理。

      電磁流量計的選用、安裝

         電磁流量的選用和安裝是很重要的環節,有極強的專業性,下面作詳細的介紹:

         適用介質:電磁流量計能否適用首先是根據介質電導率來判斷,被測介質的電導率應大于20μs/cm。更低電導率介質的流量可以用陶瓷襯里、鉑電極的電磁流量計測量,但陶瓷襯里易碎,使用效果不理想。

         口徑選擇:流量計口徑不一定與管徑相同,應視流量而定。流程工業輸送水等粘度不高的液體,管道流速一般是經濟流速1.5-3m/s,電磁流量用在這樣的管道上,傳感器口徑與管徑相同即可;用于易粘附、沉積、結垢等物質的流體選用流速應不低于2m/s,最好提高到3-4m/s,起到自清掃、防止粘附沉積等作用;用于礦漿等磨耗性強的流體,常用流速應低于2-3m/s,以降低對襯里和電極的磨損;在測量接近閾值的低電導液體時,盡可能選定較低流速(0.5-1m/s),因流速提高流動噪聲會增加,而出現輸出晃動現象。

         過流部件材質選擇:與液體接觸的傳感器的零部件有襯里、電極、接地環和密封墊片。

         常用襯里材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷,其材料的耐磨耗性、耐腐蝕性和使用溫度上限等影響儀表對液體適應性。氟塑料具有優良的耐化學腐蝕性,但耐磨性差,不能用于測量礦漿液,使用溫度小于180℃;氯丁橡膠用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體,如工業用水、廢污水及弱酸堿,價格最為低廉;聚氨酯橡膠有極好的耐磨性,但耐酸堿的腐蝕性較差適用于煤漿、礦漿等,介質溫度要低于40℃-60℃/70℃;氧化鋁陶瓷有極好的耐磨性和對強酸堿的耐腐蝕性,適用于有腐蝕性的礦漿,但性脆,安裝夾緊時易碎,可用于較高溫度(120℃-140℃/180℃)。

         電極對測量介質的耐腐是選擇材料首先考慮的因素,其次考慮是否會產生鈍化等表面效應和所形成的噪音。電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高,不允許腐蝕或嚴格地說只允許極低的腐蝕速率,否則會破壞電極與襯里間的密封性,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學液,此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,他們是導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極,或包裹這些材料的金屬電極。

         接地環是安裝在連接塑料管道或絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,他們的耐腐蝕要求比電極低,允許有一定腐蝕,可定期更換,通常選用耐酸鋼或哈氏合金。金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環。

         配管、安裝:電磁流量的配管安裝不符合要求會導致流量計輸出晃動、零點不穩定、使用壽命短、甚至損壞。主要應遵循以下原則:

         ①傳感器的上流側不要緊靠閥門、彎頭等影響流體流動的裝置;下流側不能安裝泵,以防止形成負壓;調節閥等節流儀表宜安裝在流量計下游,特別是裝桶、裝置槽車等排空管道。

         ②配管設計時要確保測量管滿管,上、下游要保持5D和2D的直管段。

         ③安裝方向則要注意:在測量液固兩相介質的流量時,傳感器垂直安裝比較妥當,一則可以防止液固兩相介質在較低流速時產生兩相分布的不均勻或相分離,以減少由此引起的附加誤差。二則可以使傳感器四周的襯里磨損比較均勻,在垂直安裝時,流動方向應該自下而上,這樣才能保證傳感器始終充滿介質。在水平安裝時,傳感器兩電極的連線應該是水平的,這樣如果介質中含有氣泡,或者產生沉淀時不至于造成轉換器輸入端開路等現象。

         ④有些工況需在管道內注入化學藥品,注入后會導致液體導電率不均勻對電磁流量計輸出信號產生干擾。對此,可在流量計下游注入,如需在上游注入則注入點應與流量計保持一定距離,使液體混合均勻。

         ⑤安裝在塑料管道或內襯管道上必須使用接地環。

      電磁流量計的應用

         某廠1#低壓羰基法裝置中工藝介質的流量測量均采用孔板流量計,在下列3種工藝介質條件下的孔板流量計使用不理想,因此在2#裝置中改用電磁流量計,取得了良好效果。①含有酸的工藝介質腐蝕性極強,孔板、取壓法蘭、根部閥、導壓管等材質均為鋯合金或哈氏合金,1寸到8寸的孔板流量計,其價格為10-50萬元/套。因此在2#裝置中全部選用電磁流量計,襯里材料為PTFE,電極材料為鉭,價格在3-10萬元/套之間,節省了大量的費用。②醋酸水溶液介質腐蝕性強,316L不銹鋼材質的導壓管、根部閥、卡套、五閥組等存在均勻腐蝕,半年左右就產生泄漏,需更換這些部件,維護工作量大且費用高。在2#裝置中選用電磁流量計,到目前為止運行良好。③介質為醋酸水溶液、不相混溶的兩相流,孔板流量計常常因導壓管中易積累甲烷相(重相)導致測量誤差很大,影響工藝操作,需要頻繁的進行現場排液,維護工作量大且排出物毒性大,危害操作人員身體健康。在2#裝置中選用電磁流量計,計量準確,克服了孔板流量計測量2相流時存在的弊端。

         由于經驗不足,電磁流量計在2#裝置中也有應用不成功的地方:①純度較高的醋酸電導率<5μs/cm,我們是選用陶瓷襯里,陶瓷襯里易碎,在使用過程中由于施工或管道振動的原因,無一例外的都出現破裂、泄漏而損壞。②使用溫度不要高于160℃,否則易出現PTFE襯里損壞。③在成品塔塔頂產品出料測量時,成品醋酸電導率低,電磁的測量精度達不到要求,計量不準確,后改用質量流量計,才解決問題。④電磁流量計的流速不宜過高:有一臺流量計口徑為1英寸,前后管道為3英寸,投運后,由于流

      量管內液體流速達到7m/s,產生強烈的噪聲,管道劇烈的振動,后更換為2英寸管徑的,問題得到解決。因此設計選型時即使為了節省投資流量計口徑也不宜選得過小,流速選擇在2.2中已有論述。

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