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智能電磁流量計在純堿裝置中應用
發布時間:2021-12-9 08:34:15

摘要:主要介紹智能電磁流量計的工作原理、結構構成及在大型純堿裝置中應用時出現的常見故障。且在青海堿業一期120萬t/年純堿工程項目.上應用成功,運行穩定、測量精度高穩定性強,為能源檢測和消耗核算提供了準確的數據,達到了正常生產的目的,起到了節能降耗的作用。
1.概述
  智能電磁流量計是采用國內外最先進的技術研制,開發的全智能型電磁流量計,還特別設計了帶背光寬溫的中文液晶顯示器,功能齊全顯示直觀操作使用方便,可以減少安裝使用維護的麻煩。在滿足現場顯示的同時,還可以輸出4~20mA.電流信號供記錄調節和控制用。
  流量的測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響,測量管道內無阻流件,因此沒有附加的壓力損失,測量管道內無可動部件,傳感器部分有內襯和電極與被測液體接觸,只要合理選擇電極和內襯材料,既可耐腐蝕和耐磨損,因此傳感器壽命極長。雙向測量系統,可測量正向流量、反向流量,使智能電磁流量計可以用于測量酸、堿、鹽溶液、水煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹脂橡膠乳合成纖維漿和感光乳膠等各種懸浮物氣化汽和粘性物質的流量。現已廣泛地應用于化工、環保、冶金、醫藥造紙給排水等行業。
2.原理與機構
  智能電磁流量計的測量原理(圖1所示)是基于法拉第電磁感應定律,導電液體在磁場中作切割磁力線運動時,導體產生感應電動勢,其感應電動勢E為:
E=KBVD.(1)
式中:E一感應電動勢;
k一儀表常數;
B一磁感應強度,T;
D一測量管內徑,m;
V一測量管道截面內的平均流速,mSo設液體的體積流量為:
qv(m³/s),qv=πD²V/4,則E=(4kB/πD)qv=Kqv(2)
式中:K為儀表常數,K=4KB/πD
  智能電磁流量計由流量傳感器和轉換器兩大部分組成。傳感器結構(圖2所示),測量管上下裝有激磁線圈,通激磁電流后產生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內壁與液體相接觸,引出感應電勢,送到轉換器。激磁電流則由轉換器提供。
智能電磁流量計測量原理圖示 
3.應用實例
  智能電磁流量計在青海堿業120萬t《年純堿生產裝置中起到了至關重要的作用。青海堿業有限公司依托柴達木盆地得天獨厚的石灰石、原鹽、煤炭等優勢資源,大力發展鹽化工業,制定了年產270萬t純堿、60萬t燒堿和60萬tPVC項目的總體規劃。目前是采用索爾維制堿法(氨堿法)國內純堿行業單套規模最大的生產裝置。在重堿車間碳化取出液流量測量中安裝使用了智能電磁流量計,(碳化取出液呈堿性溶液、腐蝕性強)建廠選型時選擇了測量管口徑為:DN150(DN為公稱通徑)、測量管材質:不銹鋼、電極材料為:鈦合金、內襯材料為:聚四氟乙,烯流體工作溫度:<120℃.安裝時選擇垂直安裝,保證了直管段前5D(D為管道內徑)后3D,使用時測量精度高、穩定性強、運行可靠,為企業保證了生產的連續性和穩定性,既減輕了儀表維護人員在安裝維護方面的麻煩,同時為成本核算提供了準確數據。現場安裝圖如下:
 
4.智能電磁流量計主要優點
①智能流量計的傳感器結構簡單,測量管內沒有可動部件,也沒有任何阻礙流體流動的節流元件。所以當流體通流量計時不會引起任何附加的壓力損失。②可測量臟污介質、腐蝕性介質及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測量管內部無阻礙流動部件,與被測流體接觸的只是測量管內襯和電極,其材料可根據被測流體的性質來選擇。③智能電磁流量計是一種體積流量測量儀表。在測量過程中,它不受被測介質的溫度、粘度、密度及電導率的影響。因此,電磁流量計只需經水標定后,就可放心用來測量其它導電性液體的流量。④4智能電磁流量計無機械慣性,反應靈敏,雙向測量系統可測量正向、反向流量。
5.智能電磁流量計的不足
①電磁流量計不能用來測量氣體、蒸汽和石油制品等非導電流體的流量。②當流速過低時,要把與干擾信號相同數量級的感應電勢進行放大和測量時比較困難的,而且儀表也容易產生零點漂移,因此,電磁流量計的滿量程流速的下限一般不得低于Q3m/s。③電磁流量計易受外界電磁干擾的影響。
6.常見的故障
6.1調試期故障
6.1.1管道系統和安裝方面
 
  通常是智能電磁流量計傳感器安裝位置不正確引起的故障。常見的例如將傳感器安裝在易聚余留氣體的官網高點形成其測量管道非滿管;裝在自.上向下流的垂直管道上,可能出現排空等現象。
6.1.2環境方面
  主要是管道雜散電流干擾,空間電磁波干擾,大電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨接地保護可獲得滿意的測量,但如遇管道有強雜散電流不一定能克服,必須采取流量傳感器與管道絕緣的措施。空間電磁波干擾--般經信號電纜引入,采用單層或多層屏蔽子以保護。
6.1.3流體方面
  液體含有均勻分布細小氣泡通常不影響正常測量,所測得體積流量是液體和氣體兩者之和;氣泡增大會使輸出信號波動,若氣泡大到流過電極遮蓋整個電極表面,使電極信號回路瞬時斷開,輸出信號將產生更大波動。兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時,若兩種液體電導率(或各自與電極間電位)有差異,在混合未均勻前即進入流量傳感器進行流量測量,輸出信號亦會產生波動。電極材質與被測介質選配不善,產生鈍化或氧化等化學作用,電極表面形成絕緣膜,無法正常測量。
6.2運行期常見故障
6.2.1內壁附著層
  由于智能電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠比其他流量儀表多,出現內壁附著層產生的故障概率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率相近,儀表還能正常輸出信號,只是改變流通面積,形成測量誤差的隱形故障;若是高電導率附著層,電極間電動勢將被短路;若是絕緣性附著層,電極表面被絕緣而斷開測量電路。使流量計無法正常工作。
6.2.2環境條件變化
  主要原因只是干擾源不在調試期出現而在運行期間再介入的。例如一臺接地保護并不理想的電磁流量計,調試期因無干擾源,儀表運行正常,然而在運行期出現新干擾源(例如測量點附近管道或較遠處實施管道電焊)干擾儀表正常運行,出現輸出信號大幅度波動。
7結語
  本文敘述了智能電磁流量計的結構原理,在純堿行業中的成功應用及常見故障。智能電磁流量計在青海堿業一期120萬t/年純堿工程項目上的實際使用,對我公司在成本核算和流量監測中提供了準確的數據,使資源能充分利用,能耗大大下降,生產效率大大提高,從而促使本企業在市場的競爭力大大提升。

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