化工上用的電磁流量計選型導(dǎo)則是指按照生產(chǎn)要求，從儀表產(chǎn)品供應(yīng)的實際情況出發(fā)，綜合地考慮測量的安全、準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)性，并根據(jù)被測流體的性質(zhì)及流動情況確定流量取樣裝置的方式和測量儀表的型式和規(guī)格。 接下來小康為你筆術(shù)教你電磁流量計在化工行業(yè)中的運用、選型、安裝、調(diào)試以及維護(hù)。 流量測量的安全可靠，首先是測量方式可靠，即取樣裝置在運行中不會發(fā)生機械強度或電氣回路故障而引起事故；二是測量儀表無論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。例如，對發(fā)電廠高溫高壓主蒸汽流量的測量，其安裝于管道中的一次測量元件必須牢固，以確保在高速汽流沖刷下不發(fā)生機構(gòu)損壞。因此，一般都優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，而不選用懸臂梁式雙重喇叭管或插入式流量計等非標(biāo)準(zhǔn)測速裝置，以及結(jié)構(gòu)強度低的靶式、渦輪流量計等。燃油電廠和有可燃性氣體的場合，應(yīng)選用防爆型儀表。
在保證儀表安全運行的基礎(chǔ)上，力求提高儀表的準(zhǔn)確性和節(jié)能性。為此，不僅要選用滿足準(zhǔn)確度要求的顯示儀表，而且要根據(jù)被測介質(zhì)的特點選擇合理的測量方式。發(fā)電廠主蒸汽流量測量，由于其對電廠安全和經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要，一般都采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝量配差壓流量計，化學(xué)水處理的污水和燃油分別屬臟污流和低雷諾數(shù)粘性流，都不適用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件。對臟污流一般選用圓缺孔板等非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件配差壓計或超聲多普勒式流量計，而粘性流可分別采用容積式、靶式或楔形流量計等。水輪機人口水量、凝汽器循環(huán)水量及回?zé)釞C組的回?zé)嵴羝榷际谴蠊軓?400mm以上)的流量測量參數(shù)，由于加工創(chuàng)造困難和壓損大，一般都不選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。根據(jù)被測介質(zhì)特件及測量準(zhǔn)確度要求，分別采用插入式流量計、測速元件配差壓計、超聲波流量計，或采用標(biāo)記法、模擬法等無能損方式測流量。為保證流量計使用壽命及準(zhǔn)確性，選型時還要注意儀表的防振要求。在濕熱地區(qū)要選擇濕熱式儀表。正確地選擇儀表的規(guī)格，也是保證儀表使用壽命和準(zhǔn)確度的重要一環(huán)。應(yīng)特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應(yīng)稍大于被測介質(zhì)的工作壓力，一般取1.25倍，以保證不發(fā)生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過載，損壞儀表；選大了，有礙于測量的準(zhǔn)確性。一般選為實際運行中最大流量值的1.2-1.3倍。安裝在生產(chǎn)管道上長期運行的接觸式儀表，還應(yīng)考慮流量測量元件所造成的能量損失。一般情況下，在同一生產(chǎn)管道中不應(yīng)選用多個壓損較大的測量元件，如節(jié)流元件等。
1 電磁流量計
1.1 電磁流量計的工作原理
電磁流量計主要由信號轉(zhuǎn)換器與傳感器構(gòu)成，其原理是基于法拉利電磁感應(yīng)定律，在傳感器中與被測管軸線垂直方向安裝一對檢測電極，當(dāng)流量計接入液態(tài)介質(zhì)管道，導(dǎo)電液態(tài)物質(zhì)沿管軸側(cè)運動時，導(dǎo)電液體作切割磁力線運動而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此感應(yīng)電動勢由檢測電極測出，其理論數(shù)值為：
E=kVBd
式中：E為感應(yīng)電動勢；k為調(diào)整系數(shù)，因儀表構(gòu)造而異；V為被測液體平均流速；B為磁感應(yīng)強度；d為被測管內(nèi)徑。測量流量時，流體流過垂直于流動方向的磁場，導(dǎo)電性流體的流動感應(yīng)出一個與平均流速成正比的電勢。其感應(yīng)電壓信號通過兩個電極檢出，并通過電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過信號處理及相關(guān)運算后，將累計流量和瞬時流量顯示在轉(zhuǎn)換器的顯示屏上。
電磁流量計是基于法拉第電磁感應(yīng)原理研制出的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)電體在磁場中作切割磁力線運動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電動勢的大小與導(dǎo)體在磁場中做垂直于磁場運動的速度成正比，由此再根據(jù)管徑，介質(zhì)的不同，轉(zhuǎn)換成流量。電磁流量計無節(jié)流部件，因此壓力損失小，該儀表測量流體流量時，不受流體溫度、壓力、密度、粘度及流體組份的影響，適合于對有懸浮物固體粒子的污水、煤漿的
測量，特別適合于對腐蝕性介質(zhì)的測量。
選型與使用時應(yīng)注意：電磁流量計所測液體應(yīng)具有測量所需的電導(dǎo)率，并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻，不能用于測量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等。電磁流量計的測量精度是建立在液體充滿管道的情形下，目前在管道中有空氣的情況下測量問題尚未得到很好解決，因此電磁流量計不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。同時應(yīng)注意不同溫度及腐蝕性介質(zhì)應(yīng)選用不同內(nèi)襯材料和電極材料。電磁流量計雖可以在任意管道上安裝，但電磁流量計測量電極的軸線必須保持水平方向，且與管道中心線互相垂直。為避免在管內(nèi)無液體時出現(xiàn)指針不在零位的錯覺，電磁流量計的變送器應(yīng)安裝于任何時候均充滿液體的地方，同時，該流量計的信號較為微弱，因而在使用時應(yīng)注意外來干擾對其測量精度和影響，變送器應(yīng)安裝于遠(yuǎn)離一切磁源的地方，不允許有振動。
電磁流量計對安裝前后直管道有要求，只不過比其它類流量計要求要低一些，但最關(guān)健一點要滿足：就是滿管。不滿管的情況下容易引起流量計亂跳。
電磁流量計的測量范圍是有限制的，許多用戶定表時，常常把它和水表相比較，以為可以測量很低的流速，其實定貨時不能按原先管道口徑來定貨，最好按實際流量來定儀表的口徑。
電磁流量計也有防護(hù)等級，如果用戶對儀表安裝環(huán)境有要求，安裝地點在地下陰井或其它一些潮濕的地方，建議用戶選用分體式的，以免選錯對儀表造成損害。電磁流量計可以測腐蝕性液體，但初期用戶要正確辯明介質(zhì)以及其屬性，以免選型時在電極材料的選擇上發(fā)生錯誤，導(dǎo)致傳感器在后期使用過程中報廢，給用戶帶來不便和經(jīng)濟(jì)上的損失。
電磁流量計雖說可靠性比較好，通常情況下不會損壞，但由于其原理決定，傳感器電極表面一直和液體接觸，時間久了，電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計在通常使用情況下，用戶有條件拆的話，建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極，以保證流量計整機的測量精度。任何儀器儀表都是需要保養(yǎng)的，電磁流量計也不例外。
隨著工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，對儀器儀表的需求增加，儀器儀表行業(yè)不斷的發(fā)展，電磁流量計的用途也越來越廣泛，能夠適應(yīng)不同行業(yè)的需求，石油，化工，污水治理等等。現(xiàn)在的國產(chǎn)電磁流量計質(zhì)量上完全可以媲美國外同類進(jìn)口產(chǎn)品，功能性、穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性越來越高。電磁流量計用于對復(fù)雜的工業(yè)管道系統(tǒng)進(jìn)行流體監(jiān)測，對系統(tǒng)的原料及成品情況進(jìn)行實時監(jiān)控、為系統(tǒng)的自動化控制提供依據(jù)等等。
由于電磁流量計分布分散，運行環(huán)境較為復(fù)雜，其安裝工藝極可能影響其運行工況和發(fā)生故障的機率，從而影響整個儀表控制系統(tǒng)的運行。故對電磁流量計原理的分析、安裝工藝的研究，以及調(diào)試技術(shù)的不斷總結(jié)和更新十分必要。
1.2 電磁流量計的選型
(1)口徑選擇。選擇電磁流量計時一般通過流體的性質(zhì)、流速等因素來確定其選用口徑。一般而言，當(dāng)管道流速在0.5～1.5m/s為經(jīng)濟(jì)流速，若流體介質(zhì)對側(cè)壁磨損性較小，建議長期流速大于3m/s，但應(yīng)小于7m/s，此時可選取小于管徑的流量計。
(2)內(nèi)襯材料選擇。電磁流量計主要用于測量流體物質(zhì)的流量，而根據(jù)被測物質(zhì)的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結(jié)性等特點，應(yīng)選擇不同內(nèi)襯材料的流量計。電磁流量計所用的內(nèi)襯材料及其特點：
·天然橡膠，其耐溫范圍為-10℃～70℃，耐磨損、絕緣性能好，耐腐蝕性能一般。
·氯丁橡膠，較天然橡膠具有更好的彈性，也更耐磨，
但耐寒性較差。
· 聚 氨 脂 橡 膠 ， 適 用 溫 度 較 天 然 橡 膠 更 低 ， 可
達(dá)-25℃。
·丁晴橡膠，較天然橡膠更耐高溫，更耐磨，彈性較差，但耐油性能相當(dāng)好。
·聚四氟乙烯，是塑料的一種，它耐酸、堿性能極好，但對部分液態(tài)氟、氧、臭氧等非常態(tài)物質(zhì)的腐蝕及負(fù)壓等抵抗力較差，耐磨損性能也較差。
(3)電極材料的選擇。電磁流量計的電極裝于其管道內(nèi)壁，與被測物質(zhì)直接接觸，故應(yīng)根據(jù)被測物質(zhì)的腐蝕性選定。一般用于制造電極的材料包括：鈦(Ti)，耐強酸性；鉭(Ta)，測量精度高；鉑-銥(Pt-Yi)合金，耐腐蝕能力強；哈氏合金C(HC)，可用于高溫次氯酸鹽、硫酸、硝酸的測量；316L，耐腐蝕能力一般，但價格低廉。在選擇電磁流量計時，應(yīng)根據(jù)測量的精密度要求、被測物腐蝕性、價格承受能力來進(jìn)行電極材料的選取。
(4)其它參數(shù)的選擇。電磁流量計的選擇還應(yīng)考慮防護(hù)等級、連接法蘭及電纜等因素。電磁流量計的連接法蘭選擇應(yīng)根據(jù)管道確定，特別對于腐蝕性流體管道，不允許隨意對管道進(jìn)行現(xiàn)場加工焊接，應(yīng)慎重選擇。
1.3 電磁流量計的安裝
(1)安裝準(zhǔn)備工作。電磁流量計安裝前，應(yīng)仔細(xì)核對其參數(shù)，主要核對其口徑、內(nèi)襯、電極等參數(shù)是否符合設(shè)計要求，有集中BA控制的應(yīng)確認(rèn)其與控制系統(tǒng)的匹配性。在安裝前，應(yīng)對已安裝好的管道進(jìn)行防腐處理，法蘭接口處應(yīng)清理干凈，在確認(rèn)被測物質(zhì)流向之后，按流量計上所標(biāo)定的方向準(zhǔn)備安裝。
(2)安裝方位的選取。由于電磁流量計安裝于流體管道上，其測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與其內(nèi)部液態(tài)物質(zhì)的充滿度有關(guān)，故在選取安裝位置時，應(yīng)注意以下幾點：
·流量計不得安裝在泵的抽吸側(cè)，
·開口排放的管道，流量計應(yīng)裝在可存儲液體的底段，以免倒吸空氣影響測量精度，
·電磁流量計附近需裝閥門時，閥門應(yīng)裝于流量計的下游；
·管道落差較大時，需在流量計的下游設(shè)置上彎及排所閥；
·安裝電磁流量計時，應(yīng)充分考慮管道中產(chǎn)生氣泡的可能性，予以避免。
(3)電磁流量計安裝及接地。電磁流量計的安裝方式一般為法蘭式，利用與其匹配的法蘭即可連接管道。在安裝前應(yīng)確保管道的吹掃、試壓等工作已完成。由于電磁流量計的測量感應(yīng)電流很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時應(yīng)進(jìn)行可靠的接地連(跨)接。金屬管道電磁流量計接地連(跨)接方法，帶陰極保護(hù)的電磁流量計重復(fù)接地連接方法。
1.4 電磁流量計接線
(1)接線。在電磁流量計接線前，應(yīng)確認(rèn)其安裝方位、方向準(zhǔn)確無誤，并進(jìn)行現(xiàn)場清掃，無積塵后方可接線。電磁流量計的接線包括電源線、輸入/輸出信號線、傳感信號線和工作接地線的連接。
(2)輸入/輸出信號。大部分電磁流量計均可通過外帶的PLC進(jìn)行編程、檢測，也可通過通信總線接受主控制系統(tǒng)的輸入指令，故電磁流量計設(shè)置了信號輸入接點、測量值臨界報警指令等接入點。輸出信號可通過模擬點接出，也可與輸出信號組合通過RS-232通信接口實現(xiàn)與PC的聯(lián)機。
(3)傳感器連線。若流量計與傳感器為分體式安裝，流量計與傳感器之間還需進(jìn)行連線，用于將傳感電流通過流量計的測量終端(實際上是磁極與電壓測量單元)，用以測量各被測參數(shù)。
(4)接地線。由于電磁流量計的工作電流較小，極易受外界電場變化的干擾，所以其電源、信號線均須配套接地線，以確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，消除測量過程中數(shù)據(jù)的頻繁振蕩。
1.5 電磁流量計調(diào)試（相關(guān)文章推薦：選礦工程中電磁流量計的安裝調(diào)試技術(shù)注意、自來水行業(yè)電磁流量計安裝調(diào)試中的關(guān)鍵控制點研究）
(1)調(diào)試前檢查及準(zhǔn)備。電磁流量計在調(diào)試前，應(yīng)對管道及流量計進(jìn)行徹底檢查，包括管道雜物等清理，油性介質(zhì)管道還需進(jìn)行干燥處理。調(diào)試前的檢查還包括電氣線路的檢查，首先應(yīng)對線路的接地進(jìn)行檢測，確保接地可靠后方可進(jìn)行其它線路的測試檢查，以免造成線路容性效應(yīng)，儲存電量，或是測量電源對儀器產(chǎn)生破壞作用。另外，還需進(jìn)行絕緣電阻及接地電阻測試。
(2)通水調(diào)試。無論是測量水性介質(zhì)、混懸液體，還是測量油性介質(zhì)的儀表，在正式調(diào)試前，均應(yīng)模擬實際測量介質(zhì)的溫度、壓力、流速等條件進(jìn)行通水調(diào)試。若在通水試驗過程中發(fā)生異常，或是參數(shù)缺失，應(yīng)對儀表進(jìn)行單體檢測或送出產(chǎn)單位進(jìn)行校驗。
(3)系統(tǒng)調(diào)試。電磁流量計在進(jìn)行完單項功能通水測試，控制主機各項預(yù)備調(diào)試完成后，可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。油性介質(zhì)管道需進(jìn)行干燥后方可通入被測介質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)調(diào)試時，主機系統(tǒng)應(yīng)預(yù)先對各個測量點進(jìn)行編碼掃描，確保各儀表部件均在正常工作狀態(tài)后方可進(jìn)行功能性調(diào)試。功能性調(diào)試時，由主機系統(tǒng)對各儀表分別進(jìn)行參數(shù)的讀取，臨界值報警試驗等，然后進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的寫入。逐一進(jìn)行調(diào)試，并將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)上機位進(jìn)行
分析。主機在系統(tǒng)各儀表調(diào)試完成后，可進(jìn)行儀表終端單體PLC編程調(diào)試。PLC編程調(diào)試對儀表調(diào)試具有重要意義，它可在不影響主機工作狀態(tài)的情況下，對單個儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、參數(shù)寫入和調(diào)整。現(xiàn)代PLC技術(shù)的發(fā)展，使其在電磁儀表調(diào)控中的應(yīng)用顯得更加方便，大部分的電磁流量計均可選購與其產(chǎn)品相配套的PLC編程控制器，通過專門的接口，可進(jìn)行單個儀表的調(diào)試。
調(diào)試完成后，應(yīng)在連續(xù)的工況條件下進(jìn)行24小時的不間斷測量，觀察其測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、可靠性，并結(jié)合其它測量方式進(jìn)行校對，直至系統(tǒng)各電磁儀表均能按設(shè)計要求運行，方可進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)驗收。通過電磁流量計在工業(yè)管道控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在儀表的選型、安裝工藝的調(diào)整、試驗等方面進(jìn)行總結(jié)，為提高工業(yè)管道控制系統(tǒng)中電磁儀表安裝、調(diào)試的成功率積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗，為工業(yè)管道控制系統(tǒng)更高程度的集成化、自動化提供了實踐經(jīng)驗。
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