1 概述
电磁流量计是一种常用的流量测量仪表,随着现代精细化工技术的迅猛发展,越来越广泛地应用于石化、造纸、冶金、环保、食品等行业领域。电磁流量计用于对复杂的工业管道系统进行流体监测、对系统的原料及成品情况进行实时监控、为系统的自动化控制提供依据等等。
由于电磁流量计分布分散,运行环境较为复杂,其安装工艺极可能影响其运行工况和发生故障的机率,从而影响整个仪表控制系统的运行。故对电磁流量计原理的分析、安装工艺的研究,以及调试技术的不断总结和更新十分必要。
2 电磁流量计的工作原理
电磁流量计主要由信号转换器与传感器构成,其原理是基于法拉利电磁感应定律,在传感器中与被测管轴线垂直方向安装一对检测电极,当流量计接入液态介质管道,导电液态物质沿管轴侧运动时,导电液体作切割磁力线运动而产生感应电动势,此感应电动势由检测电极测出,其理论数值为: E=kVBd
式中:E为感应电动势;k为调整系数,因仪表构造而异;V为被测液体平均流速;B为磁感应强度;d为被测管内径。
测量流量时,流体流过垂直于流动方向的磁场,导电性流体的流动感应出一个与平均流速成正比的电势。其感应电压信号通过两个电极检出,并通过电缆传送至转换器,经过信号处理及相关运算后,将累计流量和瞬时流量显示在转换器的显示屏上。
3 电磁流量计的选型
3.1 口径选择
选择电磁流量计时一般通过流体的性质、流速等因素来确定其选用口径。
一般而言,当管道流速在0.5~1.5m/s为经济流速,若流体介质对侧壁磨损性较小,建议长期流速大于3m/s,但应小于7m/s,此时可选取小于管径的流量计。
3.2 内衬材料选择
电磁流量计主要用于测量流体物质的流量,而根据被测物质的腐蚀性、磨损性、温度及凝结性等特点,应选择不同内衬材料的流量计[2]。
电磁流量计通常所用的内衬材料及其特点分述如下。
1)天然橡胶,其耐温范围为-10℃~70℃,耐磨损、绝缘性能好,耐腐蚀性能一般。
2)氯丁橡胶,较天然橡胶具有更好的弹性,也更耐磨,但耐寒性较差。
3)聚氨脂橡胶,适用温度较天然橡胶更低,可达-25℃。
4)丁晴橡胶,较天然橡胶更耐高温,更耐磨,弹性较差,但耐油性能相当好。
5)聚四氟乙烯,是塑料的一种,它耐酸、碱性能极好,但对部分液态氟、氧、臭氧等非常态物质的腐蚀及负压等抵抗力较差,耐磨损性能也较差。
3.3 电极材料的选择
电磁流量计的电极装于其管道内壁,与被测物质直接接触,故应根据被测物质的腐蚀性选定。一般用于制造电极的材料包括:钛(Ti),耐强酸性;钽(Ta),测量精度高;铂-铱(Pt-Yi)合金,耐腐蚀能力强;哈氏合金C(HC),可用于高温次氯酸盐、硫酸、硝酸的测量;316L,耐腐蚀能力一般,但价格低廉。
在选择电磁流量计时,应根据测量的精密度要求、被测物腐蚀性、价格承受能力来进行电极材料的选取[3]。
3.4 其它参数的选择
电磁流量计的选择还应考虑防护等级、连接法兰及电缆等因素。
电磁流量计的连接法兰选择应根据管道确定,特别对于腐蚀性流体管道,不允许随意对管道进行现场加工焊接,应慎重选择。
4 电磁流量计的安装
4.1 安装准备工作
电磁流量计安装前,应仔细核对其参数,主要核对其口径、内衬、电极等参数是否符合设计要求,有集中BA控制的应确认其与控制系统的匹配性。
在安装前,应对已安装好的管道进行防腐处理,法兰接口处应清理干净,在确认被测物质流向之后,按流量计上所标定的方向准备安装。
4.2 安装方位的选取
由于电磁流量计安装于流体管道上,其测量数据的准确性与其内部液态物质的充满度有关,故在选取安装位置时,应注意以下几点:
1)流量计不得安装在泵的抽吸侧
2)开口排放的管道,流量计应装在可存储液体的底段,以免倒吸空气影响测量精度
3)电磁流量计附近需装阀门时,阀门应装于流量计的下游;
4)管道落差较大时,需在流量计的下游设置上弯及排所阀;
5)安装电磁流量计时,应充分考虑管道中产生气泡的可能性,予以避免。
总结
通过电磁流量计在工业管道控制系统的应用,在仪表的选型、安装工艺的调整、试验等方面进行总结,为提高工业管道控制系统中电磁仪表安装、调试的成功率积累了一定的技术经验,为工业管道控制系统更高程度的集成化、自动化提供了实践经验。