流量计系列产品
 
 

在氯碱行业中电磁流量计的选型及安装使用

发布时间:2017-11-23
 

摘要:介绍了电磁流量计的工作原理、性能特点及其在选型、安装时应注意的事项。
在莘县华祥盐化有限公司36万t/a离子膜法烧碱技改项目实施过程中,烧碱、盐酸、盐水等介质的流量采用电磁流量计进行测量。该种流量计测量准确、精度高、维护量少,在氯碱行业得到广泛应用。
1 测量原理
电磁流量计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)优点。
①测量管与工艺管的口径可以相同,管内无可动部件及节流元件,没有压力损失,并且可以测量含有颗粒、悬浮物的介质。
②可以用来测量具有强腐蚀性的介质。
③输出信号不受介质的物理性质如压力、黏度、温度的影响,输出信号与流量大小具有很好的线性关系。
④测量范围宽,流量比达1∶100,管径可以做到3m。
(2)缺点。
①介质温度、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4MPa,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5μS/cm。
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50cm/s,当流速不能达到要求时,可以通过缩径的方式实现。
3 电磁流量计的选型注意事项
3.1 环境条件
电磁流量计安装分为两种: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)分体式电磁流量计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管道振动较大的场合;
③对传感器的铝壳严重腐蚀的场合;
④现场湿度较大或有腐蚀性气体的场合;
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,选择本安、隔爆或普通型的电磁流量计,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 电极材料
导电介质在电磁流量计管内通过时,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、316L、HC、铂铱合金、碳化钨等。
3.4 接地环或接液环
电磁流量计的输出信号比较小,一般只有2.5~8mV,小流量时信号可能低至几微伏,外界稍有干扰就会影响测量精度。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性和耐腐蚀性,对于大口径的金属管道上的电磁流量计,为了节约成本,可以不设接地环,将流量计的法兰和管道连起来然后再接地;如果电磁流量计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、PFA、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、耐磨性能等情况,选择合适的内衬,延长仪表使用寿命。
3.6 供电电源
一般厂家的电磁流量计采用四线制接线,信号线与电源线分开,可以采用交流220V电源供电,也可以采用直流24V电源供电。原则上采用直流24V安全电源供电,特别是在易燃易爆的环境。
4 电磁流量计的安装注意事项
4.1 安装地点的选择
①尽量避免将电磁流量计安装在温度经常变化的地点,降低温度变化引起的温漂,减少流量不稳情况。如果现场受到热源的辐射,必须采用热隔离或通风设施。
②避免将流量计安装在受振动或撞击的地方。
③尽量避免将电磁流量计安装在腐蚀性环境中,若不能避免,尽量选择通风良好的环境。
④电磁流量计尽量避免阳光直晒。
⑤请勿将三畅电磁流量计安装在电动机、变压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的管段上,电磁流量计应满足前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电磁流量计下游,避免介质通过阀门时引起介质状态发生变化,影响测量精度。
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,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安装时应保证管道内充满介质,介质应由下而上垂直通过流量计,即便安装在水平管道上,也必须保证介质高于流量计的安装位置。
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电磁流量计。
⑥当介质中含有固体沉淀物时,电磁流量计应垂直安装,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。
4.3 其他安装注意事项
①电磁流量计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≤10Ω。
②仪表安装完毕,通过 2 mm 2 铜芯软线将电磁流量计接地极连接到接地装置。
③为了保护电磁流量计内衬不被机械划伤,建议管道吹扫完毕后,再安装电磁流量计。同时,在焊接管道时,严格控制电焊机接地线搭接位置,避免用电磁流量计本体作为导体通过焊接电流,以防电子线路被击穿,造成仪表损坏。
④为了防止电磁流量计受到管道的振动、热胀冷缩的影响,避免将电磁流量计单独固定,可以通过管道一起进行支撑。
⑤电磁流量计中心轴应与管道中心轴保持同心,以免引起测量误差。
⑥搬运电磁流量计时,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
电磁流量计是化工生产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(防爆)以及介质的物理、化学性质,选择合适的规格型号,进行规范安装,以满足不同的生产需要。