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電磁流量計的选型与安装(离子膜法烧碱技改项


 [摘 要]介绍了電磁流量計的工作原理、性能特點及其在選型、安裝時應注意(attention)的事項。
         在 36 万 t/a 离子膜法烧碱技改项目实施过程(guò chéng)中,烧碱、盐酸、盐水等介质的流量采用三畅電磁流量計进行测量。電磁流量計20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 電磁流量計是根据法拉第电磁感应定律制造的用来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。该种流量计测量准确、精度高、维护量少,在氯碱亚洲AV得到广泛应用。 1 测量原理        電磁流量計是根据电磁感应的原理来测量导电介质的。由电磁感应定律可知:导体在磁场中运动而切割磁力线时,在导体中便会产生感应电动势。同理,导电的介质在磁场中做垂直方向流动而切割磁力线时,也会产生感应电势。在管道直径已确定并维持磁场强度(strength)不变的情况下,感应电势的大小与体积流量具有一定的线性关系,把此感应电势引出、放大,就能由仪表显示介质流量。 2 特点       
  (1)優點。
  ①測量管與工藝管的口徑可以相同,管內無可動部件及節流元件,沒有壓力損失(loss),並且可以測量含有顆粒、懸浮物的介質。
  ②可以用来测量具有强腐蚀性的介质。電磁流量計其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用永久磁铁来实现,其优点是结构比较简单,受交流磁场的干扰较小,但它易使通过测量导管内的电解质液体极化,使正电极被负离子包围,负电极被正离子包围,即电极的极化现象,并导致两电极之间内阻增大,因而严重影响仪表正常工作。
  ③輸出信號不受介質的物理性質如壓力、黏度、溫度的影響,輸出信號與流量大小具有很好的線性關系。
  ④测量范围宽,流量比达 1∶ 100,管径可以做到 3 m。       
  (2)缺點。
  ①介质温度(temperature)、压力不影响信号输出大小与精度,但是管道承压及衬里性质影响其使用范围,一般使用压力不超过 4 MPa,温度不超过 150℃。
  ②不能测量气体、蒸汽和石油制品等非导电性介质,要求介质电导率大于 5 μS/cm [1] 。
  ③根据电磁感应定律,感应电势的大小跟介质流速成正比,因此流速不能太低,一般要求流速下限为 50 cm/s,当流速不能达到要求时,可以通过缩径的方式实现。 3 電磁流量計的选型注意事项3. 1 环境条件        電磁流量計安装分为两种:一体式和分体式。       
  (1)现场和环境较好的条件下,一般选用一体式,即传感器和转换器组装成一体。       
  (2)分体式電磁流量計即传感器和转换器分开装于不同地点,一般出现以下情况时选用分体式:
  ①环境温度或流量计转换器表面受辐射温度超过60 ℃;
  ②管道振動較大的場合;
  ③對傳感器的鋁殼嚴重腐蝕的場合;
  ④现场湿度较大或有腐化侵蚀 性气体的场合;
  ⑤流量计装在高空或不方便调试的场合。 3. 2 防爆及防护等级        根据环境要求,选择(xuanze)三畅本安、隔爆或普通型的電磁流量計,并且满足一定的防护等级,按规范进行安装,提高仪表的安全性。 3. 3 电极(electrode)材料(Material)导电介质(起决定作用的物质)在電磁流量計管内通过时,在外加磁场的作用下产生感应电势,电极的作用就是把产生的电动势引出来,然后放大、输出标准信号。电极直接跟介质接触,因此,应根据介质的化学性质,选择合适的电极,以免出现腐蚀。常用的电极材质有钽、钛、316
  L、H
  C、铂铱合金、碳化钨等。 3. 4 接地环或接液环        電磁流量計的输出信号比较小,一般只有 2. 5~8 mV,小流量时信号可能(maybe)低至几微伏,外界稍有干扰就会影响测量精度 [1] 。因此,仪表外壳、测量管、介质、仪表屏蔽线等要做好等电位连接,并进行可靠、单独接地。与介质连接的金属部分,就叫接地环或接液环。接地环的材料选择一般考虑经济(jīng jì)性和耐腐蚀性,对于大口径的金属管道上的電磁流量計,为了节约成本,可以不设接地环,将流量计的又叫法兰凸缘盘或突缘和管道连起来然后再接地;如果電磁流量計用在小口径的管道上或用在非金属管道上,必须设置接地环。 3. 5 内衬材料        内衬主要作用是绝缘,预防电极短路,同时保护测量管不受介质腐蚀。常用的内衬材料包括:聚氨酯橡胶、PF
  A、天然软橡胶、EPDM 橡胶,选择时应根据介质温度、腐蚀性、是否含有固体颗粒、抗磨擦性能等情况,选择合适的内衬,延长仪表使用寿命。 3. 6 供电电源        一般厂家的電磁流量計采用四线制接线,信号线与电源线分开,可以采用交流 220 V 电源供电,也可以采用直流 24 V 电源供电。原则上采用直流24 V安全电源供电,特别是在易燃易爆的环境。 4 電磁流量計的安装注意的地方4. 1 安装地点的选择
  ①盡量避免將電磁流量(單位:立方米每秒)計安裝在溫度經常變化的地點,降低溫度變化引起的溫漂,減少流量不穩情況。如果現場受到熱源的輻射,必須采用熱隔離或通風設施。
  ②避免將流量計安裝在受振動或撞擊的地方。
  ③盡量避免將電磁流量(單位:立方米每秒)計安裝在腐蝕性環境中,若不能避免,盡量選擇通風良好的環境。
  ④電磁流量計尽量避免阳光直晒。
  ⑤请勿将三畅電磁流量計安装在电动机、变压(气压变量)器和其他强电源附近,减少电磁干扰。
  ⑥留足必要的安装及检修空间。 4. 2 安装注意事项       
  ①为了保证测量精度,在阀门、弯头、变径、三通等影响介质状态稳定(解释:稳固安定;没有变动)的管段上,电磁流量(单位:立方米每秒)计应满足前 10D 后 3D(D 为管径)的直管段,条件不能满足时,上游直管段不能少于 5D。
  ②管路上的手动阀或自动阀应安装在電磁流量計下游,避免介质通过阀门时引起介质状态发生变化,影响(influence)测量精度。
  ③如果管道上须注入化学物质,注入地点应选择在流量计的下游(比喻落后的地位),以免引起介质电导率失衡,影响测量精度。如果必须从管道上游侧注入,注入点距离流量计大于 50D。
  ④安裝時應保證管道內充滿介質(起決定作用的物質),介質應由下而上垂直通過流量(單位:立方米每秒)計,即便安裝在水平管道上,也必須保證介質高于流量計的安裝位置。
  ⑤避免在管道内聚集气泡,否则流量显示会受到影响。管道的顶部容易聚集气泡,避免将流量计安装在管道顶部;介质通过阀门后,因为压力突然减小,也容易产生气泡,不能紧随阀门后安装電磁流量計。
  ⑥当介质中含有固体沉淀(precipitation)物时,電磁流量計应垂直安装,避免安装在水平管道的最低点,以防物料堆积在管道内。
  ⑦尽量远离泵出口安装,因为泵出口介质状态不稳定并且距离电动机太近,容易产生干扰。涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡街流量计。综合吸收发达国家先进技术和总结多年研究亚洲AV经验的基础上进行精心设计的亚洲AV,实现了亚洲AV智能化、标准化、系列化、通用化、亚洲AV模具化、确保亚洲AV质量的美观性。 4. 3 其他安装注意的地方       
  ①電磁流量計接地装置应独立设置,不能与电气系统共用接地装置,接地电阻≤10 Ω。
  ②仪表安装完毕,通过 2 mm 2 铜芯软线将電磁流量計接地极连接到接地装置。
  ③为了保护電磁流量計内衬不被机械划伤,建议管道吹扫完毕后,再安装電磁流量計。同时,在焊接管道时,严格控制电焊机接地线搭接位置,避免用電磁流量計本体作为导体通过(tōng guò)焊接电流,以防电子线路被击穿,造成仪表损坏。
  ④为了防止電磁流量計受到管道的振动、热胀冷缩的影响(influence),避免将三畅電磁流量計单独固定,可以通过管道一起进行支撑。
  ⑤電磁流量計中心轴应与管道中心轴保持同心,以免引起测量误差。
  ⑥搬运電磁流量計时,应保证流量计测量管部位均衡受力,或通过本体的吊环进行搬运,不能让流量计信号引出管和接线盒受力。 5 结语        電磁流量計是化工亚洲AV中常用的一种流量计,在设计、选型、安装过程中,应结合安装地点、使用现场环境情况(Condition)(防爆)以及介质的物理、化学性质,选择(xuanze)合适的规格型号,进行规范安装,以满足不同的亚洲AV需要。 
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