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电磁流量计

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基于电磁流量计在大型钾肥项目中的应用

来源:www.88125a.com作者:发表时间:2016-10-25 10:53:36

【摘要】:对于钾肥生产企业而言,生产过程中另外一个重要参数就是流量,流量就是单位时间内流经某一截面的流体数量。流量可用体积流量和质量流量来表示,其单位分别是m3/h、L/h、kg/h等。流量计是指测量流体流量的仪表,它能指示和记录某瞬时流体的流量值,计量表是指测量流体总量的仪表,它能累计某段时间间隔内流体的总量,即各瞬间流量的累加和。电磁流量计可用于精确测量电导率大于5μs/cm的液体、纸浆、泥浆、矿浆的流量。一体型是传感器和信号转换器设计成一体的流量测量系统,分体型是传感器与信号转换器分体安装。

1 电磁流量计的工作原理
        电磁流量计是利用电磁感应原理制成的流量测量仪表,可用来测量导电液体体积流量(流速)。变送器几乎没有压力损失,内部无活动部件,用涂层或衬里容易解决腐蚀性介质流量的测量。检测过程中不受被测介质的温度、压力、密度、粘度、流动状态等变化的影响,没有测量滞后现象。
        工作原理:
        电磁流量计是电磁感应定律的具体应用,当导电的被测介质垂直于磁力线方向流动时,在与介质流动和磁力线都垂直的方向产生一个感应电动势E。如图1 所示。工作原理表达式:E=BDV,式中B-表示磁感应强度T;D-表示导管直径,即导体垂直切割磁力线的长度m;V-表示被测介质在磁场中运动的速度m/s。感应电势E 与被测介质的体积流量成正比。但变送器输出的E是一个微弱的电流信号,其中包含有各种干扰成分,而且信号内阻变化高达几万赘,因此,要求转换器是一个高输入阻抗且能抑制各种干扰成分的交流毫伏转换器,将感应电势转换成4耀20mADC 统一信号,以供显示、调节和控制。在现代化生产企业中,该信号送入PLC 或者DCS 进行组态。未标题-1.gif

2 电磁流量计的特点与应用
电磁流量计有许多特点,应用时对有些问题必须特别注意。
电磁流量计的特点:
(1)测量导管内无可动部件和阻流体,因而无压损,无机械惯性,所以反应十分灵敏。
(2)测量范围宽,量程比一般为10:1,最高可达100:1,流速范围一般为1耀6m/s,也可扩展到0.5耀106m/s。流量范围可测量每小时几十毫升到几十万立方米。测量管径范围可从2耀2400mm,甚至可达3000mm。
(3)可测含有固体颗粒、悬浮物、酸、碱盐溶液等具有一定电导率的液体体积流量,也可测脉动流量,还可以进行双向测量。
(4)电动势与体积流量成线性关系,因此仪表具有均匀速度,且流体的体积流量与介质的物体、流动状态无关,所以电磁流量计只需用水标定后即可来测量其他导电介质的体积流量而不用修正。
3 电磁流量计的局限性和不足
(1)使用温度和压力不能太高,具有使用温度与管道衬里的材质发生膨胀、变形、变质的温度有关,一般不超过120毅,最高使用压力取决于管道强度,电极部分的密封状况以及法兰的规格等,一般使用压力不超过1.6MPa。
(2)应用范围有限,电磁流量计不能用来测量气体、蒸汽和石油制品等非导电流体的流量。
(3)当流速过低时,要把与干扰信号相同数量级的感应电动势进行放大和测量时比较困难的,而且仪表也容易产生零点漂移,因此,电磁流量计的满量程流速的现象一般不得低于0.3m/s。
(4)流速与速度分布不均匀时,将产生较大的测量误差,因此在电磁流量计前必须有一个适当长度的直管段来消除各种局限阻力对流速分布对称性的影响。

4 安装要求及接地
(1)如果没有大量持续不断的漩涡进入测量段,电磁流量计的测量就与流速分布状态无关。但是在双弯头、切向流入或半开闸阀后面,可能回产生这种漩涡。因此建议流量调节阀安装在电磁流量计传感器的下游,此外,应确保测量管段总是充满流体。在生产线上使用电磁流量计时,总会有人不按照要求安装,生产工艺控制点要求高的生产线,必须按照要求安装,否则电磁流量计测量不准确。
(2)安装电磁流量计传感器时,理论上安装要求为前3DN,后2DN,DN表示管道直径,就可以确保测量的精度。在实际生产过程中,经常会遇到某台电磁流量计显示不准确,其安装过程中把电磁流量计的传感器没有按照要求安装,不符合安装要求,传感器安装在管道弯头出口不到3DN的位置,结果显示异常。
(3)标定时对直管段有特殊要求,要求上游直管段10DN,下游直管段5DN,表示管道直径。
(4)传感器的接地不久是基于安全目的,同时对于电磁流量计的无故障运行是必不可少的,传感器的接地螺栓应连接到地电位。对于朔料或者绝缘管线,流体的接地是通过安装接地环来实现,如果管道中存在杂散电势,建议在传感器的两端均安装接地环。
(5)电磁流量计可以安装在垂直、水平或者倾斜管道上,但电极线必须保持在水平方向上,避免电极轴线处于垂直方向。
(6)在实际生产过程中经常会遇到管道管径大于传感器口径时,可根据传感器口径大小在水平或者垂直管道上缩管,按照电磁流量计安装要求进行安装。

电磁流量计安装位置电磁流量计直管段安装要求电磁流量计安装位置要求

5、转换器
        转换器是将传感器传输过来的脉冲信号转换成与管道流体介质的体积流量成正比的标准4~20mA 信号,输出到PLC 或者DCS 实施监控该管道流量的报警、指示、记录、调节。在现代化生产企业中安装在管道上的电磁流量计经常会出现显示不准确,检测传感器是否完好,不用拆卸传感器,可拆卸传感器或者转换器的信号线及电极的电源线,用万用表相互量信号线或者电源线的阻值即可判断。

6 结束语
         在化工生产过程中,为了有效地进行生产操作和控制,经常需要测量生产过程中各种介质(液体、气体和蒸汽等)的流量,以便为生产操作和控制提供依据。同时,为了进行经济核算,经常需要知道在一段时间(如一班、一天等)内流过的介质总量。所以,介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。