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电磁流量计

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电磁流量计在钢铁行业中的应用探究

来源:作者:发表时间:2017-11-15 10:01:44

【摘    要】 科学技术的快速更新换代带动了新型流量仪表的进一步发展。电磁流量计作为流量仪表之一亦不例外,其以高精度测量、较强耐腐蚀性等优势在钢铁行业、化工行业等领域的流量监测工作上应用范围较为广泛,具有较高的应用价值。随着节能降耗政策的有效扩展,在高能耗行业中,特别是钢铁行业中,较高精度的计量仪表显得尤为重要。论文通过对电磁流量计的概述和合理选择与安装,对其应用与维护进行了浅要探究。
 
        随着生产企业工艺设备的自动化改造进程不断加快,大多数工艺设备的基础级设备以及过程控制等方面实现了自动化。在自动化控制系统上,多采用较为精良的PLC(可编程逻辑器件)系统或DCS(集散控制系统)系统,采用可靠性较强的电磁流量计进行信息全面监控,进而获取电流体体积流量的有效信息。当前,在国内钢铁行业各种导电液体的测量领域应用范围较广。
 
1 电磁流量计概述
 
        电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律、进行导电性液体测量的仪表,当流体经由磁场流动时,会与磁场进行交互作用,产生电荷,依据对该电荷的测量进行流速确定。随着电子技术的不断发展,电磁流量计作为新型流量测量仪表,主要特点为测量通道为光滑直管。在进行导电体测量时,不易阻塞;可用于含有固体颗粒或纤维的液固流体;在流量监测过程中,不会造成压力上的损失,亦不会因外界因素而影响测量结果;测量范围在20:1~50:1之间;但其不可进行过高或过低温度液体的测量。
 
        电磁量测量的基本原理主要依据法拉第电磁感虚定律,在磁场中,导电液体作切割磁力线运动、导体中产生感应电动势,其中感应电动势与仪表常数系数、磁感应强度、测量管内径值以及测量管界面平均流速等相关联。www.88125a.com电磁流量计的组成部分主要为流量传感器和转换器。其中流量传感器主要有外壳、磁路系统、测量管、衬里以及电极等相关部件。在测量管上下装置励磁线圈,励磁电流过后出现磁场穿过测量管,进而电极与液体相触而产生感应电势;转换器主要具有放大感应电势、阻止干扰信号等功能,即放大电磁流量计变送器所输出的毫伏信号,转化为标准电流信号或频率信号。
 
2 电磁流量计的合理选择与安装
 
2.1 电磁流量计的选择
 
        合理选择电磁流量计具有重要意义,不仅能够促使数据的精准测量,还可推动电磁流量计在钢铁行业的深入发展。在进行电磁流量计的选择时,大多从安装口径进行考虑。
 
2.1.1 口径及量程的选取原则
 
        在对变送器口径加以确定时,一般应确保其口径与管道系统相一致。如果管道系统仍未知,则应结合流速与流量的变动范围对口径加以确定,流速以2~4m/s 较为适宜。在液体中带有固体颗粒等特殊情况下,考虑到磨损的情况,可选常用流速≤3m/s;对于易附管流体,则可选用流速≥2m/s。
 
        变送器的量程的选择原则为:一方面需确保仪表满量程大于预计的最大流量值;另一方面应使正常流量大于仪表满量程的50%,以保证一定的测量精度。
 
2.1.2 压力及温度的选取范围
 
        电磁流量计能测量的流体压力与温度有一定限制。进行选取时需确保使用压力低于规定的工作压力。目前,国内较为常见的电磁流量计作压力规格为:小于500mm口径,工作压力为1.6MPa;(500~900)mm口径,工作压力为1MPa,大于1000mm口径,工作压力为0.6MPa。若变送器的耐压能力有特殊要求,则应与生产厂家加以协商以制造出符合要求的变送器,目前已知的耐压能力最强的为耐压32MPa的电磁流量变送器。电磁流量计的衬里材料是决定其工作温度的重要因素,一般为5~70℃。通过对内衬材料的特殊处理,可以适当提高其耐受范围,这主要是由于变送器允许被测介质温度为-40~+130℃。
 
2.1.3 内衬材料与电极树料的选择
 
        变送器的内衬材料及电极材料的选取过程中,应始终根据介质的物理化学性质进行,以便从根本上避免由于衬里和电极的腐蚀而导致的仪表损伤。需引起注意的是,不恰当的材料选择还可能造成强腐蚀性介质泄露,引发安全事故,需引起重视。因此,必须根据生产过程中的具体测量介质,慎重地选择电极与衬里的材料。
 
2.2 电磁流量计传感器的安装
 
        2.2.1 变送器应安装在室内干燥通风处,避免安装在环境温度过高的地方,不应受强烈振动,尽量避开如大电机、变压器等强磁场物件。避免安装在有腐蚀性气体的场合,确保安装地点便于检修,如此方能为变送器正常运行提供良好环境条件。
 
        2.2.2 为了保证变送器测量管内充满被测介质,在使用过程中发挥应有作用,应对变送器进行垂直安装,尤其是对于液固两相流,确保其流向为自下而上。若受到客观条件限制,只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面变送器两端应装阀门和旁路。
 
        2.2.3 为了更为稳定地进行测量,变送器外壳与金属管两端应有良好的接地,同时还需确保转换器外壳处于接地状态。接地电阻不能大于10,并确保其不与其他电器设备共用接地线。若在安装过程中无法确保变送器外壳与金属管道的良好接触,可在使用金属导线将其连接后可靠接地。为了避免干扰信号,变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输,杜绝将信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内的现象。
 
        2.2.4 转换器安装地点的环境温度为-20~50℃,不含有腐蚀性气体,相对湿度不大于80%。同时还应注意,信号电缆的长度一般不得超过30m。此外,为了避免流速分相对测量的影响,流量调节阀应设置在变送器下游。
 
3 电磁流量计在钢铁行业中的应用与维护
 
        为有效维护电磁流量计在钢铁行业中的良好应用,在其发生故障时需明确分析其故障原因,其故障部位多为调试期故障与运行期故障。
 
3.1 电磁流量计的调试期故障
 
        一般情况下,电磁流量计发生故障,多因其传感器的安装位置并不正确,常见的传感器安装错误多表现在将其放置在集聚气体的管路最高点、自上而下的垂直管上或者传感器后无背压等方面。当www.88125a.com电磁流量计的调试环境受到管道杂散电流干扰、空间强电磁波干扰以及大型电机磁场干扰等,将会对测量结果造成严重影响。若出现该情况,需采取相对应的措施予以解决或降低干扰度。其中遇到管道杂散电流干扰时可进行单独接地保护措施,若遇到较大强度的杂散电流,则应及时确保流量传感器与管道绝缘。当被测液体存在微小均匀的气泡时,并不影响电磁流量计的正常使用和测量工作;但若是气泡不断增大,将会造成电磁流量计输出信号产生波动状况;当整个电极表面为气泡所覆盖,则在气泡与电极相接触时,电极回路将会出现断路现象,进行影响输出信号的正常工作。
 
3.2 电磁流量计运行期故障
 
        在电磁流量计工作运行过程中,主要受到环境条件变化的影响,或者电磁流量计的传感器内壁附着层出现故障现象、受到雷电打击等。因电磁流量计多用于工业用水的流量测量,在运行一段时间后,其传感器内壁附着层会产生结垢,进行影响www.88125a.com电磁流量计的正常工作,致使测量仪表出现故障,影响工作效率,这就需及时采取清除措施,保障测量管的干净、畅通。在仪表线路中,雷击易于感应到高电压与较大强度的电流,从而造成电磁流量计在运行过程中受到雷电打击伤害。其中雷电进入电磁流量计主要途径为电源线、励磁线圈以及流量信号线等,通过线中的导电体,电流瞬间增大,超出电磁流量计电流的承载度,造成电磁流量计出现损坏故障。运行期间出现电磁流量计测量故障,还受到环境条件变化的影响。在调试期,其环境条件良好,对测量工作并不影响;但在工作过程中,出现新的干扰源或者妨碍测量工作的变化条件,将造成电磁流量计输出信号的不稳定,从而影响整个测量工作的正常运行。
 
4 结束语
 
        总而言之,近年来,随着科学技术和经济的高速发展,钢铁行业的发展速度也随之加快,对仪器的要求也不断提高,采用高精度、易使用的测量仪器将能实现工作效率的提升。对电磁流量计的应用探究以及故障分析,将能保障其在测量工作过程中的正常运转,以及能够充分发挥其在钢铁行业中应有的作用。合理选择和正确安装电磁流量计,并对其采取有效的维护措施,将有效避免或者降低工作时故障的发生,确保其工作运行稳定且安全可靠。
 
编辑:电磁流量计
版权:上海梅山工业民用工程设计研究院有限公司:张伟
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