摘 要:
電磁流量計是一種廣泛使用的流量計,本文介紹了電磁流量計的選擇原則、方法及安裝時的注意事項。給工程技術人員提供一定的幫助。
引 言
電磁流量計具有很多優(yōu)良的性能,已被廣泛應用于冶金、化工、石化、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)及家庭。使用電磁流量計時為延長其使用壽命,首先應合理地選型、正確地安裝使用,以實現(xiàn)可靠和高精確度的測量。
1 選 型
1.1 流量計類型的選擇
電磁流量計按結構形式分為分體型和一體型兩種類型。選擇分體型還是一體型的基本原則是: 當流量計在復雜環(huán)境條件下(如在高溫流體、爆炸性氣體及存在劇烈震動的場所和水有可能淹沒的場所等)使用時,應選用分體型構造。一般良好環(huán)境條件下可使用一體型電磁流量計。
1.2 根據(jù)測量流體選擇
電磁流量計只能用來測量導電性液體,不能測量氣體、油品和有機化學品等非導電流體。對于電導率在5μS/cm以上的流體只要選擇一般類型儀表即可。對于電導率0.01μS/cm以上的液體、含有固體顆粒和纖維狀的漿液流體,可使用電容式電磁流量計。
1.3 根據(jù)用途選擇流量計
電磁流量計根據(jù)用途分為潛水型、防爆型、衛(wèi)生型、高壓型和一般型。潛水型一般用于明渠流量測量;防爆型用于可能具有可爆炸性氣體環(huán)境,如經(jīng)常在煤礦、化工、油田等環(huán)境下使用;衛(wèi)生型的特點是容易拆卸沖洗消毒,并可快速安裝,適用于食品、醫(yī)藥部門;高壓型用于鉆井循環(huán)泥漿、固井水泥漿、壓裂酸化工藝的鹽酸、采油工藝的高壓注水等液體流量的測量與控制;一般型用于除上述之外的一般用途。
1.4 傳感器口徑選擇
電磁流量計的測量可以在很大范圍內(nèi)連續(xù)調節(jié)。一般上限流速測量的調節(jié)范圍在 0.3 ~ 10m/s,下限流速測量可在量程的10%甚至更低,推薦測量流速在1 ~ 5m/s,因此同一流量可用不同口徑的流量計測量。這樣,經(jīng)濟流速可根據(jù)現(xiàn)場工藝管道口徑尺寸選擇儀表。特殊情況下可以通過選擇口徑,滿足用戶高精度測量的要求;或降低傳感器內(nèi)流速,以減小流體對襯里的磨損;或提高傳感器內(nèi)流速,以防止固體物的沉淀。為避免流體中含有固體顆粒時會磨損電極和襯里,可以選擇較大口徑的傳感器,使其內(nèi)的流速在3m/s以下。但是使用口徑擴大的傳感器時,上下游的直管段長度要盡可能地加長,以保證傳感器內(nèi)流速分布的對稱性。
當測量固液兩相流體時,可以選擇縮小口徑的傳感器,以加大其內(nèi)的流速;在測量純水等低電導率流體時,需要降低測量流速,改變口徑,使流速在3m/s以下。
1.5 襯里、電極、接地環(huán)材質的選擇
(1)襯里材料的選擇
在
電磁流量計選型中,對于有些介質如循環(huán)水、冷凍水、亞硫酸鉀、低溫低濃度的氫氧化鉀堿液等,測量管需用316不銹鋼即可,不需要加襯里。相反對于強腐蝕介質則必須增加測量管襯里。測量管常用的襯里材料有氯丁橡膠、氟塑料、氧化鋁陶瓷等。在使用過程中要根據(jù)不同介質的化學性質選用不同材料的襯里。常用襯里材料的性能和適用范圍見表1。
(2)電極和接地環(huán)材料
選擇電極材料時首先要考慮電極對測量介質的耐腐蝕性,其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應。另外選擇電極材料時還需要根據(jù)介質的化學特性選用不同材料的電極。如含鉬耐酸鋼適用于漿液等低噪聲電極有導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極;哈氏B電極用于測量75稀硫酸;哈氏C電極用于測量32、44、48氫氧化鉀;鈦i電極用于測量含游離氯鹽水、氯水;鉭i電極用于測量脫氯鹽水、32鹽酸。接地環(huán)連接在絕緣襯里金屬管道或塑料管道的流量傳感器兩端,其耐腐蝕要求比電極稍低,可以允許有一定腐蝕,但需定期更換,通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因其體積較大,一般不采用貴重金屬材料。如果金屬工藝管道直接與流體接觸就不使用接地環(huán)。
2 安裝
2.1 安裝原則
安裝電磁流量計傳感器時應注意以下幾個方面:傳感器外殼的防護等級要達到IP65;傳感器測量管在使用時其內(nèi)介質必須滿管,為此,應該在低端位置安裝閥門,并且要滿足流量計上游最小直管段的要求;傳感器的安裝位置應該以不會在測量管內(nèi)形成氣泡為準;測量管中介質的電導率分布要均勻,如果在介質中加藥,應選在傳感器的下游加。如果必須在上游注藥,應在流量計上游較遠處,建議在50D以外;選擇震動小的場所安裝,特別是一體化流量計;避免附近有大電機、大變壓器的干擾;安裝環(huán)境的溫度和濕度要在儀表規(guī)定的范圍之內(nèi);要在流量計附近加負壓防止閥,以防止測量管形成負壓。
2.2 安裝位置和流動方向
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可, 不受限制。水平安裝時要使電極軸線和地平線平行, 切忌垂直于地平線, 因為處于底部的電極易被沉積物覆蓋, 頂部電極易被液體中存在的氣泡擦過遮住電極表面, 造成輸出信號波動。但在測量固液兩相流體時,傳感器的安裝方向最好垂直, 其內(nèi)流體自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重, 低流速時固相沉淀等缺點。
2.3 傳感器的接地
傳感器的測量管、外殼、屏蔽線、轉換器及二次儀表都必須接地;傳感器 轉換器應單獨接地,絕對不要連在電動機、工藝管道上,接地電阻應小于10Ω;傳感器、轉換器在現(xiàn)場接地,去二次儀表的屏蔽層在控制室一側接地,切勿多端接地,以免因電位不同引起干擾。分體型流量計原則上在傳感器一側接地, 轉換器接地應在同一接地點。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護管道上,除了傳感器和接地環(huán)一起接地外, 還需用較粗的銅導線繞過傳感器跨接管道連接在法蘭上, 使陰極保護電流在傳感器之間隔離。
當雜散電流過大時, 可以采用在流量傳感器與其連接的工藝之間加電氣隔離的辦法。同樣, 在有陰極保護的管線上, 陰極保護電流影響電磁流量計測量時, 也可以采用此方法。
2.4 其他注意事項
(1)安裝電磁流量計時要求前后必須有直管段, 現(xiàn)場安裝的前后直管段建議最低的要求是前直管段不小于10D, 后直管段不小于5D, 以保證進入測量管的流體的流態(tài)充分發(fā)展。
(2)安裝時要防止對工藝管道增加過大的應力,特別是在高溫高壓管道上,如無法避免應安裝彎管以釋放應力。
(3)分體式電磁流量計傳感器與轉換器之間的接線,必須用規(guī)定的屏蔽電纜,不得使用其他電纜代替。而且信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內(nèi),與其他電源嚴格分開。另外,信號電纜和勵磁電纜越短越好。
(5)為便于電磁流量計的檢修,應在儀表前后安裝截止閥或旁路管道以方便儀表安裝拆卸。
(6)盡量避開強振動環(huán)境和強腐蝕性氣體的場所,以免造成電極與管道間絕緣的損壞。