産氯(lü)堿10萬t的化工企業(ye),長期以來計量淡(dan)、濃堿産量的方法(fa)一直采用槽位計(ji)算法,由于貯槽截(jié)面積較大,标尺分(fen)度正💃🏻确率🐆低,因而(ér)計算出來的産量(liang)正确率讓人♌懷疑(yi),況且又不能時時(shí)計算,對🙇♀️淡、濃堿的(de)産量很難控制。爲(wèi)達到正确計量淡(dan)、濃堿産量的目的(de),2000年在擴大産能的(de)同時,投入兩台電(dian)磁流量計,用于計(ji)量淡、濃堿産量。在(zai)流量計的使用過(guò)程中,曾出現✌️過計(jì)量不準的問題。通(tong)過對所出現問題(ti)的查證,我們認✌️爲(wei)解決計量不準的(de)問題不能單從儀(yí)表本身找原因,儀(yí)表使用的條件也(yě)要考慮進去,這樣(yang)才能真正解決問(wèn)題,才能充分㊙️發揮(hui)數萬元資金購👄買(mǎi)的精度佳儀表的(de)作用。特别是流量(liàng)儀表,由于在使用(yong)時很難對它進行(hang)檢定與校準,因而(er)精心地安㊙️裝與正(zhèng)确地使用是保證(zhèng)計量正确可靠的(de)前提。
1 電磁流量計(ji)的測量原理
電磁(ci)流量計是基于法(fǎ)拉第電磁感應定(dìng)律的原理工🔴作的(de)。被♌測📱介質應是導(dao)電液體。在垂直于(yú)介質流向的一個(ge)區間裏存在由變(bian)送器所産生的磁(ci)感應強度爲🛀🏻B的穩(wen)定磁場,平均流速(sù)爲v的導電流體在(zai)流經磁場區域時(shi),作切割磁力線運(yùn)動。于是在與管道(dao)橫截面平行且垂(chuí)直于磁力線方向(xiang)的兩根檢測電極(ji)上,就産生了感應(yīng)電壓U。根據電磁感(gan)應定律得出:
U= k B v D????????? ?(1)
式(1)中(zhong):U爲感應電壓;k爲儀(yi)表常數;B爲磁感應(yīng)強度;v爲介質的平(píng)均流🏃🏻♂️速;D爲儀表管(guǎn)内直徑。
由公式(1)可(ke)知,B和D是不變的,k爲(wèi)一常數。因而U隻與(yu)v成正比,隻要測出(chu)感應電壓U的大小(xiǎo),就能測出介質的(de)平均流速v。流體的(de)體積流量公式爲(wèi):
其中:Q爲介質的體(ti)積流量。
根據公式(shì)(2)可知Q與v是成正比(bǐ)的一一對應函數(shu),那麽⭐U與Q也是☀️成正(zheng)比的一一對應函(han)數,即測出了感應(yīng)電壓U也就測出了(le)介質的體積流量(liàng)Q。
2 電磁流量計的優(yōu)點
(1)電磁流量計管(guan)内無節流或可動(dòng)部件,無壓力損失(shī),節約能源。特别适(shì)用于測量液固兩(liang)相介質(如懸浮液(yè)體👌)。
(2)隻有襯裏和電(dian)極與介質接觸,隻(zhī)要選好兩種材料(liao),就可達到防🌂腐防(fang)磨的目的,長時間(jiān)使用,儀表精度不(bu)會降低,與橢圓齒(chǐ)輪流量計相比,其(qí)精度的穩定性要(yào)好得多。
(3)測量時隻(zhi)與介質的平均流(liu)速有關,而與介質(zhì)的流态(層流或紊(wěn)流)、溫度、粘度、密度(dù)、壓力及電導率(在(zài)一定範圍内)的變(biàn)化無關。因此,電磁(cí)流量計隻需用水(shui)标定後,就可用它(ta)測量😄其它導電液(ye)體或固液兩相介(jie)質的流量,而無需(xū)修正。
(4)量程比寬,可(ke)達1∶ 100,而且可以任意(yi)改變量程。
(5)無機械(xie)慣性,反應靈敏,可(kě)測量瞬時脈動流(liu);且線性好,可🐇直接(jie)等分刻度。
(6)從檢測(cè)電極向前,隻需5 D的(de)直管段,不需太大(dà)的安裝空間。而其(qí)它㊙️流量計一般需(xū)要10 D或10 D以上的直管(guan)段,對安裝空間要(yao)求較嚴,否則無法(fa)保證測量精度。
3 電(dian)磁流量計的安裝(zhuang)
(1)從理論上講,傳感(gǎn)器可以安裝在運(yun)行管道的任何位(wèi)置。但要求傳感器(qì)内必須完全充滿(man)介質,這一條至關(guān)重要。檢測電極的(de)軸🔞線應處于水平(píng)位置,以防粘污,并(bìng)能排除☂️由氣泡接(jiē)觸引🔅起的損☁️失。
(2)傳(chuán)感器的周圍不能(neng)有較強的幹擾電(dian)磁場。
(3)傳感器及其(qi)密封件、接地環的(de)安裝要與管道同(tong)心,不能向🌈内☂️凸出(chu)。
(4)測量精度與傳感(gǎn)器的接地效果有(yǒu)很大關系,電磁流(liu)📐量計對🈲外㊙️加電勢(shi)的幹擾很敏感。因(yīn)而它的接地電極(ji)必須🌍是獨立接地(di)極。接地的目的是(shì)讓流經傳感器内(nei)的導電流體與地(di)等電位,而不是管(guan)道壁接地。
4 電磁流(liu)量計的選型、安裝(zhuang)及使用情況
4.1 電磁(cí)流量計的選型原(yuán)則
(1)考慮口徑與量(liang)程,電磁流量計的(de)量程雖然是任意(yi)設❓定的㊙️,但其設定(ding)的範圍受口徑的(de)限制。量程的設定(dìng)要考慮正常流量(liàng)超過滿量程的一(yi)半,這樣的測量精(jing)度才高。流速一般(ban)選擇2～ 4 m/s,如介質易磨(mo)損電極,可選擇稍(shāo)低的流速;如介質(zhi)較易粘附,可選擇(ze)适當稍高的流速(sù)。綜合考慮後根據(ju)流率表選擇儀表(biǎo)的口徑。
(2)考慮介質(zhì)的壓力、溫度及腐(fu)蝕性,依此選擇不(bu)同的内襯㊙️和電✌️極(jí)材料。
4.2 具體選擇與(yǔ)安裝
由于被測介(jie)質是溫度低于100℃的(de)淡堿和濃堿,對不(bú)鏽鋼電極👉的腐蝕(shi)很微弱,但對各種(zhong)橡膠類内襯有腐(fu)蝕作用,因而我🌈們(men)選用聚💃🏻四氟乙烯(xī)内襯。将口徑選爲(wèi)150 mm。具體所選用的電(dian)磁流量計規格型(xing)号爲:K300-(150)11431021,口徑爲150 mm,标準(zhǔn)型,钼🔞二钛電極🏃🏻♂️,聚(ju)四氟乙💞烯内襯,最(zui)高工作壓力1.6 MPa,無接(jiē)地環,輸出4～ 20 mA,準确度(dù)等級1.0級。安裝在水(shui)平管道上,前後有(you)足夠長的直管段(duan),接地極獨立,接地(dì)良好。
用于輸送淡(dan)堿的泵有2台,量程(cheng)都是100 m3/h,揚程50 m,采用單(dān)泵間⛹🏻♀️斷方式💋輸送(song)淡堿。流量計的量(liang)程設定爲160 m3/h。從流率(lǜ)表上查出口徑🙇♀️150mm、平(píng)均流速v= 1 m/s時的流量(liang)爲63.617 m3/h。
m/s,稍偏低。如将流(liu)量計量程改爲250 m3/h,雙(shuāng)泵同時開時正常(cháng)流量🐪在200 m3/h連續輸送(song),效果可能會更好(hǎo)。但由于産量限制(zhì)隻能間斷輸😍送。
4.3 以(yi)淡堿流量計爲例(li)說明流量計的使(shi)用情況
流量計剛(gang)投入使用時,與槽(cao)位推算的數進行(hang)比較💰,每班表計産(chǎn)量與推算産量僅(jǐn)差1 t,誤差較小。而在(zai)以後的幾個月中(zhong)卻發🎯現有較大的(de)偏差。表1是半年的(de)表計産量(折100%)與🏃推(tuī)算産量(折100%)的比較(jiao)。
從表1可以看出,開(kāi)始安裝流量計時(shi)的1月份,表計與推(tuī)算的差不🧑🏾🤝🧑🏼大,全月(yue)僅差101.1 t。這裏是把推(tuī)算數當作标準了(le)☁️,其實推算㊙️數的✉️誤(wu)差較大,差的這101 t很(hěn)難說是什麽原因(yīn)⭕造成的。而2月份的(de)差值卻大得驚人(rén),達1 133.7 t,4～ 6月又成了負偏(pian)差。
從流量計的安(ān)裝與參數設定等(děng)情況查找原因,沒(méi)✏️發現問題。于是又(you)找來原始記錄進(jìn)行認真地分析,終(zhong)于💜找出了出現偏(piān)差的♍原因。原來在(zài)2月份因燒堿産量(liang)有❗所擴大又新上(shàng)了一台200 m3/h的淡堿泵(bèng),排序爲1#泵。從電解(jiě)工段2月份的交接(jiē)班記錄上查到:
12月(yue)13日8～ 16點:3#泵改爲2#;
12月13日(rì)8～ 16點:2#泵改爲1#;
12月13日8～ 16點(diǎn):1#泵改爲2#;
12月13日8～ 16點:2#泵(beng)改爲3#;
而1#泵爲200 m3/h,2#、3#泵爲(wei)100 m3/h。
從蒸發工段的運(yùn)行日志上查到:
12月(yue)13日:全天表計淡堿(jian)産量876 m3;
12月13日:全天表(biao)計淡堿産量2 298 m3;
12月13日(rì):全天表計淡堿産(chan)量3 305 m3;
12月13日:全天表計(jì)淡堿産量3 028 m3;
12月13日:全(quan)天表計淡堿産量(liàng)1 695 m3;
12月13日:全天表計淡(dan)堿産量962 m3。
兩處記錄(lù)對照可以看出,200 m3/h大(dà)泵的投運時間是(shì)2月4～ 7日💔,淡堿流量非(fei)常大,是正常量的(de)近4倍。12月13日白班改(gai)用2#泵即📞100 m3/h泵後流量(liàng)才在8日恢複正常(chang)。這說明儀表超量(liàng)程是造成誤差很(hěn)大的原因,此♻️時儀(yi)表⭐已經無法使用(yòng)。由于工✨藝人員對(dui)儀表不了解,在增(zeng)加大泵時沒有及(ji)時通知💋儀表人員(yuán)改儀表量程。直到(dao)3月中旬儀🎯表人員(yuan)查出原因後,用倍(bèi)增法🚶将量程改到(dao)320 m3/h,這🏒樣才滿足了大(da)泵的要求,而對🏃♀️小(xiao)泵來說單泵打液(ye)量僅爲滿量程的(de)30%,又造成在開小泵(beng)時儀表計量偏低(di),因而造成4～ 6月的負(fù)偏差。直到7月将量(liàng)程再改到250 m3/h,并規定(dìng)開大泵時隻開1個(gè),開小泵💔時2泵同時(shi)開。
通過對下半年(nian)幾個月表計産量(liàng)及推算産量的跟(gen)蹤分析,取得🏃🏻♂️了比(bǐ)較好的效果。每月(yuè)兩數偏差在100 t以内(nei),一般是表計産量(liàng)偏高。分析原因可(kě)能是流量計安裝(zhuāng)在水平管線上,但(dàn)由于管線長達數(shù)百米,安裝處不一(yī)定是管線的較低(dī)點,在開停泵時很(hen)可能有不滿管現(xiàn)象🏃🏻,造成計量偏高(gāo)。随着産量的進一(yī)步擴✉️大,到可以連(lián)續開泵輸堿時,計(ji)量精度會更高。
5 結(jie)論
從以上分析可(kě)知,即便是精度再(zài)高的電磁流量計(ji),也必須正确地使(shi)用。流量計不準并(bing)不一定是儀表本(ben)身的原因,與使用(yòng)過程🍉有很大的關(guān)系,甚至是決定因(yin)素。儀表維㊙️護人員(yuan)💋在選擇、使用、維護(hu)儀表時,不能單從(cong)儀表本身考慮,而(ér)要全面考慮工藝(yì)、設備等方面的性(xìng)能🈲是否滿足儀表(biao)正常使用時的要(yào)求。隻有這樣才能(neng)發⭕揮每台儀表應(yīng)有的功能,爲生産(chan)、經營提供正确可(ke)靠的計量數據。
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