①電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律工作的。因此只能測(cè)量導(dǎo)電液體的流量,不能測(cè)量氣體、蒸汽及含有大量氣體的液體的流量。
②電磁流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部分,也無(wú)阻流部件,因此基本無(wú)壓力損失,可以測(cè)量含固體顆粒的礦漿和污水等液固兩相流。
③電磁流量計(jì)僅有管道襯里和電極與被測(cè)液體接觸,因此只要合理選擇電極和襯里材料,即可以達(dá)到耐腐蝕、耐磨損的要求,如礦漿、鹽酸、氫酸等。
④安裝方便,只要滿(mǎn)管,上直管≥5D,下直管≥2D,水平、垂直、傾斜安裝均可。
⑤測(cè)量精度高,可以達(dá)到0.5%,可以作為裝桶、裝槽車(chē)等的計(jì)量。
⑥量程比大,一般為1:20,在現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)需要,可擴(kuò)大或縮小量程,不需停車(chē)處理。
電磁流量計(jì)的選用、安裝
電磁流量的選用和安裝是很重要的環(huán)節(jié),有極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性,下面作詳細(xì)的介紹:
適用介質(zhì):電磁流量計(jì)能否適用首先是根據(jù)介質(zhì)電導(dǎo)率來(lái)判斷,被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率應(yīng)大于20μs/cm。更低電導(dǎo)率介質(zhì)的流量可以用陶瓷襯里、鉑電極的電磁流量計(jì)測(cè)量,但陶瓷襯里易碎,使用效果不理想。
口徑選擇:流量計(jì)口徑不一定與管徑相同,應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不高的液體,管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速1.5-3m/s,電磁流量用在這樣的管道上,傳感器口徑與管徑相同即可;用于易粘附、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體選用流速應(yīng)不低于2m/s,最好提高到3-4m/s,起到自清掃、防止粘附沉積等作用;用于礦漿等磨耗性強(qiáng)的流體,常用流速應(yīng)低于2-3m/s,以降低對(duì)襯里和電極的磨損;在測(cè)量接近閾值的低電導(dǎo)液體時(shí),盡可能選定較低流速(0.5-1m/s),因流速提高流動(dòng)噪聲會(huì)增加,而出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象。
過(guò)流部件材質(zhì)選擇:與液體接觸的傳感器的零部件有襯里、電極、接地環(huán)和密封墊片。
常用襯里材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷,其材料的耐磨耗性、耐腐蝕性和使用溫度上限等影響儀表對(duì)液體適應(yīng)性。氟塑料具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性,但耐磨性差,不能用于測(cè)量礦漿液,使用溫度小于180℃;氯丁橡膠用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體,如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿,價(jià)格最為低廉;聚氨酯橡膠有極好的耐磨性,但耐酸堿的腐蝕性較差適用于煤漿、礦漿等,介質(zhì)溫度要低于40℃-60℃/70℃;氧化鋁陶瓷有極好的耐磨性和對(duì)強(qiáng)酸堿的耐腐蝕性,適用于有腐蝕性的礦漿,但性脆,安裝夾緊時(shí)易碎,可用于較高溫度(120℃-140℃/180℃)。
電極對(duì)測(cè)量介質(zhì)的耐腐是選擇材料首先考慮的因素,其次考慮是否會(huì)產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪音。電磁流量計(jì)電極的耐腐蝕性要求很高,不允許腐蝕或嚴(yán)格地說(shuō)只允許極低的腐蝕速率,否則會(huì)破壞電極與襯里間的密封性,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學(xué)液,此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,他們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極,或包裹這些材料的金屬電極。
接地環(huán)是安裝在連接塑料管道或絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,他們的耐腐蝕要求比電極低,允許有一定腐蝕,可定期更換,通常選用耐酸鋼或哈氏合金。金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
配管、安裝:電磁流量的配管安裝不符合要求會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)輸出晃動(dòng)、零點(diǎn)不穩(wěn)定、使用壽命短、甚至損壞。主要應(yīng)遵循以下原則:
①傳感器的上流側(cè)不要緊靠閥門(mén)、彎頭等影響流體流動(dòng)的裝置;下流側(cè)不能安裝泵,以防止形成負(fù)壓;調(diào)節(jié)閥等節(jié)流儀表宜安裝在流量計(jì)下游,特別是裝桶、裝置槽車(chē)等排空管道。
②配管設(shè)計(jì)時(shí)要確保測(cè)量管滿(mǎn)管,上、下游要保持5D和2D的直管段。
③安裝方向則要注意:在測(cè)量液固兩相介質(zhì)的流量時(shí),傳感器垂直安裝比較妥當(dāng),一則可以防止液固兩相介質(zhì)在較低流速時(shí)產(chǎn)生兩相分布的不均勻或相分離,以減少由此引起的附加誤差。二則可以使傳感器四周的襯里磨損比較均勻,在垂直安裝時(shí),流動(dòng)方向應(yīng)該自下而上,這樣才能保證傳感器始終充滿(mǎn)介質(zhì)。在水平安裝時(shí),傳感器兩電極的連線應(yīng)該是水平的,這樣如果介質(zhì)中含有氣泡,或者產(chǎn)生沉淀時(shí)不至于造成轉(zhuǎn)換器輸入端開(kāi)路等現(xiàn)象。
④有些工況需在管道內(nèi)注入化學(xué)藥品,注入后會(huì)導(dǎo)致液體導(dǎo)電率不均勻?qū)﹄姶帕髁坑?jì)輸出信號(hào)產(chǎn)生干擾。對(duì)此,可在流量計(jì)下游注入,如需在上游注入則注入點(diǎn)應(yīng)與流量計(jì)保持一定距離,使液體混合均勻。
⑤安裝在塑料管道或內(nèi)襯管道上必須使用接地環(huán)。
電磁流量計(jì)的應(yīng)用
某廠1#低壓羰基法裝置中工藝介質(zhì)的流量測(cè)量均采用孔板流量計(jì),在下列3種工藝介質(zhì)條件下的孔板流量計(jì)使用不理想,因此在2#裝置中改用電磁流量計(jì),取得了良好效果。①含有酸的工藝介質(zhì)腐蝕性極強(qiáng),孔板、取壓法蘭、根部閥、導(dǎo)壓管等材質(zhì)均為鋯合金或哈氏合金,1寸到8寸的孔板流量計(jì),其價(jià)格為10-50萬(wàn)元/套。因此在2#裝置中全部選用電磁流量計(jì),襯里材料為PTFE,電極材料為鉭,價(jià)格在3-10萬(wàn)元/套之間,節(jié)省了大量的費(fèi)用。②醋酸水溶液介質(zhì)腐蝕性強(qiáng),316L不銹鋼材質(zhì)的導(dǎo)壓管、根部閥、卡套、五閥組等存在均勻腐蝕,半年左右就產(chǎn)生泄漏,需更換這些部件,維護(hù)工作量大且費(fèi)用高。在2#裝置中選用電磁流量計(jì),到目前為止運(yùn)行良好。③介質(zhì)為醋酸水溶液、不相混溶的兩相流,孔板流量計(jì)常常因?qū)汗苤幸追e累甲烷相(重相)導(dǎo)致測(cè)量誤差很大,影響工藝操作,需要頻繁的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排液,維護(hù)工作量大且排出物毒性大,危害操作人員身體健康。在2#裝置中選用電磁流量計(jì),計(jì)量準(zhǔn)確,克服了孔板流量計(jì)測(cè)量2相流時(shí)存在的弊端。
由于經(jīng)驗(yàn)不足,電磁流量計(jì)在2#裝置中也有應(yīng)用不成功的地方:①純度較高的醋酸電導(dǎo)率<5μs/cm,我們是選用陶瓷襯里,陶瓷襯里易碎,在使用過(guò)程中由于施工或管道振動(dòng)的原因,無(wú)一例外的都出現(xiàn)破裂、泄漏而損壞。②使用溫度不要高于160℃,否則易出現(xiàn)PTFE襯里損壞。③在成品塔塔頂產(chǎn)品出料測(cè)量時(shí),成品醋酸電導(dǎo)率低,電磁的測(cè)量精度達(dá)不到要求,計(jì)量不準(zhǔn)確,后改用質(zhì)量流量計(jì),才解決問(wèn)題。④電磁流量計(jì)的流速不宜過(guò)高:有一臺(tái)流量計(jì)口徑為1英寸,前后管道為3英寸,投運(yùn)后,由于流
量管內(nèi)液體流速達(dá)到7m/s,產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲,管道劇烈的振動(dòng),后更換為2英寸管徑的,問(wèn)題得到解決。因此設(shè)計(jì)選型時(shí)即使為了節(jié)省投資流量計(jì)口徑也不宜選得過(guò)小,流速選擇在2.2中已有論述。