摘要:對(duì)于鉀肥生產(chǎn)企業(yè)而言,生產(chǎn)過程中另外一個(gè)重要參數(shù)就是流量,流量就是單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。流量可用體積流量和質(zhì)量流量來(lái)表示,其單位分別是m³/h、L/h、kg/h等。流量計(jì)是指測(cè)量流體流量的儀表,它能指示和記錄某瞬時(shí)流體的流量值,計(jì)量表是指測(cè)量流體總量的儀表,它能累計(jì)某段時(shí)間間隔內(nèi)流體的總量,即各瞬間流量的累加和。電磁流量計(jì)可用于正確測(cè)量電導(dǎo)率大于5μscm的液體、紙漿、泥漿、礦漿的流量。一體型是傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)成一體的流量測(cè)量系統(tǒng),分體型是傳感器與信號(hào)轉(zhuǎn)換器分體安裝。
1電磁流量計(jì)的工作原理
電磁流量計(jì)是利用電磁感應(yīng)原理制成的流量測(cè)量?jī)x表,可用.來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量(流速)。變送器幾乎沒有壓力損失，內(nèi).部無(wú)活動(dòng)部件,用涂層或襯里容易解決腐蝕性介質(zhì)流量的測(cè)量。檢測(cè)過程中不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度、流動(dòng)狀態(tài)等變化的影響,沒有測(cè)量滯后現(xiàn)象。
工作原理:
電磁流量計(jì)是電磁感應(yīng)定律的具體應(yīng)用,當(dāng)導(dǎo)電的被測(cè)介質(zhì)垂直于磁力線方向流動(dòng)時(shí)，在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線都垂直的方向產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。如圖1所示。工作原理表達(dá)式:E=BDV,式中B-表示磁感應(yīng)強(qiáng)度T;D-表示導(dǎo)管直徑,即導(dǎo)體垂直切割磁力線的長(zhǎng)度m;V-表示被測(cè)介質(zhì)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度m/s。感應(yīng)電勢(shì)E與被測(cè)介質(zhì)的體積流量成正比。但變送器輸出的E是一個(gè)微弱的電流信號(hào),其中包含有各種干擾成分,而且信號(hào)內(nèi)阻變化高達(dá)幾萬(wàn)Ω,因此，要求轉(zhuǎn)換器是一個(gè)高輸入阻抗且能抑制各種干擾成分的交流亳伏轉(zhuǎn)換器，將感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)換成4~20mADC統(tǒng)一信號(hào),以供顯示、調(diào)節(jié)和控制。在現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)中,該信號(hào)送入PLC或者DCS進(jìn)行組態(tài)。
2電磁流量計(jì)的特點(diǎn)與應(yīng)用
電磁流量計(jì)有許多特點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)對(duì)有些問題必須特別注意。
電磁流量計(jì)的特點(diǎn):
(1)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件和阻流體,因而無(wú)壓損,無(wú)機(jī)械慣性,所以反應(yīng)十分靈敏。
(2)測(cè)量范圍寬,量程比一般為10:1,最高可達(dá)100:1,流速范圍一般為1~-6m/s,也可擴(kuò)展到0.5~-106m/s。流量范圍可測(cè)量每小時(shí)幾十毫升到幾十萬(wàn)立方米。測(cè)量管徑范圍可從2~2400mm,甚至可達(dá)3000mm。
(3)可測(cè)含有固體顆粒、懸浮物、酸、堿鹽溶液等具有一定電導(dǎo)率的液體體積流量,也可測(cè)脈動(dòng)流量,還可以進(jìn)行雙向測(cè)量。
(4)電動(dòng)勢(shì)與體積流量成線性關(guān)系，因此儀表具有均勻速度,且流體的體積流量與介質(zhì)的物體、流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),所以電磁流量計(jì)只需用水標(biāo)定后即可來(lái)測(cè)量其他導(dǎo)電介質(zhì)的體積流量而不用修正。
3電磁流量計(jì)的局限性和不足
(1)使用溫度和壓力不能太高,具有使用溫度與管道襯里的材質(zhì)發(fā)生膨脹、變形、變質(zhì)的溫度有關(guān)，一般不超過120°，最高使用壓力取決于管道強(qiáng)度，電極部分的密封狀況以及法蘭的規(guī)格等,一般使用壓力不超過1.6MPa。
(2)應(yīng)用范圍有限,電磁流量計(jì)不能用來(lái)測(cè)量氣體、蒸汽和石油制品等非導(dǎo)電流體的流量。
(3)當(dāng)流速過低時(shí),要把與干擾信號(hào)相同數(shù)量級(jí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行放大和測(cè)量時(shí)比較困難的，而且儀表也容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，因此，電磁流量計(jì)的滿量程流速的現(xiàn)象一般不得低于0.3m/s。
(4)流速與速度分布不均勻時(shí),將產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差,因此在電磁流量計(jì)前必須有一個(gè)適當(dāng)長(zhǎng)度的直管段來(lái)消除各種局限阻力對(duì)流速分布對(duì)稱性的影響。
4安裝要求及接地
(1)如果沒有大量持續(xù)不斷的漩渦進(jìn)入測(cè)量段,電磁流量計(jì)的測(cè)量就與流速分布狀態(tài)無(wú)關(guān)。但是在雙彎頭、切向流入或半開閘閥后面,可能回產(chǎn)生這種漩渦。因此建議流量調(diào)節(jié)閥安裝在電磁流量計(jì)傳感器的下游,此外，應(yīng)確保測(cè)量管段總是充滿流體。在生產(chǎn)線上使用電磁流量計(jì)時(shí),總會(huì)有人不按照要求安裝,生產(chǎn).工藝控制點(diǎn)要求高的生產(chǎn)線,必須按照要求安裝,否則電磁流量計(jì)測(cè)量不正確。
(2)安裝電磁流量計(jì)傳感器時(shí)，理論上安裝要求為前3DN,后2DN,DN表示管道直徑,就可以確保測(cè)量的精度。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,經(jīng)常會(huì)遇到某臺(tái)電磁流量計(jì)顯示不正確，其安裝過程中把電磁流量計(jì)的傳感器沒有按照要求安裝,不符合安裝要求,傳感器安裝在管道彎頭出口不到3DN的位置,結(jié)果顯示異常。
(3)標(biāo)定時(shí)對(duì)直管段有特殊要求，要求上游直管段10DN,下游直管段5DN,表示管道直徑。
(4)傳感器的接地不久是基于安全目的，同時(shí)對(duì)于電磁流量計(jì)的無(wú)故障運(yùn)行是必不可少的，傳感器的接地螺栓應(yīng)連接到地電位。對(duì)于朔料或者絕緣管線,流體的接地是通過安裝接地環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果管道中存在雜散電勢(shì),建議在傳感器的兩端均安裝接地環(huán)。.
(5)電磁流量計(jì)可以安裝在垂直、水平或者傾斜管道上,但電極線必須保持在水平方向上,避免電極軸線處于垂直方向。
(6)在實(shí)際生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)遇到管道管徑大于傳感器口徑時(shí)，可根據(jù)傳感器口徑大小在水平或者垂直管道上縮管,按照電磁流量計(jì)安裝要求進(jìn)行安裝。
5轉(zhuǎn)換器
轉(zhuǎn)換器是將傳感器傳輸過來(lái)的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成與管道流體介質(zhì)的體積流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)4~20mA信號(hào)，輸出到PLC或者DCS實(shí)施監(jiān)控該管道流量的報(bào)警、指示、記錄、調(diào)節(jié)。在現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)中安裝在管道上的電磁流量計(jì)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)顯示不正確，檢測(cè)傳感器是否完好,不用拆卸傳感器，可拆卸傳感器或者轉(zhuǎn)換器的信號(hào)線及電極的電源線，用萬(wàn)用表相互量信號(hào)線或者電源線的阻值即可判斷。
6結(jié)束語(yǔ)
在化工生產(chǎn)過程中,為了有效地進(jìn)行生產(chǎn)操作和控制，經(jīng)常需要測(cè)量生產(chǎn)過程中各種介質(zhì)(液體、氣體和蒸汽等)的流量,以便為生產(chǎn)操作和控制提供依據(jù)。同時(shí),為了進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,經(jīng)常需要知道在一段時(shí)間(如一班、一天等)內(nèi)流過的介質(zhì)總量。所以，介質(zhì)流量是控制生產(chǎn)過程達(dá)到高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個(gè)重要參數(shù)。
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