摘要:主要介紹智能電磁流量計(jì)的工作原理、結(jié)構(gòu)構(gòu)成及在大型純堿裝置中應(yīng)用時出現(xiàn)的常見故障。應(yīng)用成功，運(yùn)行穩(wěn)定、測量精度高穩(wěn)定性強(qiáng)，為能源檢測和消耗核算提供了正確的數(shù)據(jù),達(dá)到了正常生產(chǎn)的目的，起到了節(jié)能降耗的作用。
1.概述
智能電磁流量計(jì)是采用國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù),全智能型電磁流量計(jì)，還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(hù)的麻煩。在滿足現(xiàn)場顯示的同時，還可以輸出4~20mA.電流信號供記錄調(diào)節(jié)和控制用。
流量的測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響,測量管道內(nèi)無阻流件,因此沒有附加的壓力損失,測量管道內(nèi)無可動部件,傳感器部分有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸,只要合理選擇電極和內(nèi)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(tǒng),可測量正向流量、反向流量,使智能電磁流量計(jì)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(zhì)的流量。現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥造紙給排水等行業(yè)。
2.原理與機(jī)構(gòu)
智能電磁流量計(jì)的測量原理(圖1所示)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)電液體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時，導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其感應(yīng)電動勢E為:
E=KBVD.(1)
式中:E一感應(yīng)電動勢;
k一儀表常數(shù);
B一磁感應(yīng)強(qiáng)度,T;
D一測量管內(nèi)徑,m;
V一測量管道截面內(nèi)的平均流速,mSo設(shè)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(shù),K=4KB/πD
智能電磁流量計(jì)由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。傳感器結(jié)構(gòu)(圖2所示),測量管上下裝有激磁線圈，通激磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管，一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢,送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。
3.應(yīng)用實(shí)例
智能電磁流量計(jì)在青海堿業(yè)120萬t《年純堿生產(chǎn)裝置中起到了至關(guān)重要的作用。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(jì)，(碳化取出液呈堿性溶液、腐蝕性強(qiáng))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(zhì):不銹鋼、電極材料為:鈦合金、內(nèi)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(nèi)徑)后3D,使用時測量精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、運(yùn)行可靠，為企業(yè)保證了生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性,既減輕了儀表維護(hù)人員在安裝維護(hù)方面的麻煩，同時為成本核算提供了正確數(shù)據(jù)。現(xiàn)場安裝圖如下:
4.智能電磁流量計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)
①智能流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)簡單，測量管內(nèi)沒有可動部件,也沒有任何阻礙流體流動的節(jié)流元件。所以當(dāng)流體通流量計(jì)時不會引起任何附加的壓力損失。②可測量臟污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測量管內(nèi)部無阻礙流動部件,與被測流體接觸的只是測量管內(nèi)襯和電極,其材料可根據(jù)被測流體的性質(zhì)來選擇。③智能電磁流量計(jì)是一種體積流量測量儀表。在測量過程中,它不受被測介質(zhì)的溫度、粘度、密度及電導(dǎo)率的影響。因此,電磁流量計(jì)只需經(jīng)水標(biāo)定后，就可放心用來測量其它導(dǎo)電性液體的流量。④4智能電磁流量計(jì)無機(jī)械慣性,反應(yīng)靈敏，雙向測量系統(tǒng)可測量正向、反向流量。
5.智能電磁流量計(jì)的不足
①電磁流量計(jì)不能用來測量氣體、蒸汽和石油制品等非導(dǎo)電流體的流量。②當(dāng)流速過低時,要把與干擾信號相同數(shù)量級的感應(yīng)電勢進(jìn)行放大和測量時比較困難的，而且儀表也容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移,因此,電磁流量計(jì)的滿量程流速的下限一般不得低于Q3m/s。③電磁流量計(jì)易受外界電磁干擾的影響。
6.常見的故障
6.1調(diào)試期故障
6.1.1管道系統(tǒng)和安裝方面
通常是智能電磁流量計(jì)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(wǎng)高點(diǎn)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(xiàn)排空等現(xiàn)象。
6.1.2環(huán)境方面
主要是管道雜散電流干擾,空間電磁波干擾，大電機(jī)磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)可獲得滿意的測量,但如遇管道有強(qiáng)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(jīng)信號電纜引入，采用單層或多層屏蔽子以保護(hù)。
6.1.3流體方面
液體含有均勻分布細(xì)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(chǎn)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(dǎo)率(或各自與電極間電位)有差異,在混合未均勻前即進(jìn)入流量傳感器進(jìn)行流量測量,輸出信號亦會產(chǎn)生波動。電極材質(zhì)與被測介質(zhì)選配不善,產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用,電極表面形成絕緣膜,無法正常測量。
6.2運(yùn)行期常見故障
6.2.1內(nèi)壁附著層
由于智能電磁流量計(jì)測量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會遠(yuǎn)比其他流量儀表多,出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)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(dǎo)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(jì)無法正常工作。
6.2.2環(huán)境條件變化
主要原因只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)行期間再介入的。例如一臺接地保護(hù)并不理想的電磁流量計(jì),調(diào)試期因無干擾源,儀表運(yùn)行正常,然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源(例如測量點(diǎn)附近管道或較遠(yuǎn)處實(shí)施管道電焊)干擾儀表正常運(yùn)行，出現(xiàn)輸出信號大幅度波動。
7結(jié)語
本文敘述了智能電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理，在純堿行業(yè)中的成功應(yīng)用及常見故障。智能電磁流量計(jì)在堿業(yè)純堿工程項(xiàng)目上的實(shí)際使用，對成本核算和流量監(jiān)測中提供了正確的數(shù)據(jù),使資源能充分利用，能耗大大下降,生產(chǎn)效率大大提高,從而促使本企業(yè)在市場的競爭力大大提升。
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