随着科學(xue)進步,在 電磁流(liu)量計 家族中出(chū)現了一種插入(ru)式安裝的電磁(ci)流量計。此種♉儀(yí)表因其結構簡(jiǎn)單、重量輕、安裝(zhuang)方便、維護量小(xiǎo)、價格便宜‼️,很受(shou)⛹🏻‍♀️工程設計者及(ji)用戶的歡迎。
　　近(jìn)幾年,洛陽石化(huà)總廠随着對裝(zhuāng)置及公用工程(chéng)計量🔆要求🈲的提(ti)高,在現有裝置(zhì)的技術改造、新(xīn)裝置和基建🍉項(xiàng)目的設計中,對(duì)于裝置内外的(de)新鮮水、循環水(shui)、污水等采用了(le)一批插入式電(diàn)磁流量計 ,使用(yòng)效果很好,解決(jue)了這些介質在(zài)裝置内和公用(yong)系統中的流量(liàng)檢測和計量問(wen)題。
1　大管道導電(diàn)液體的流量測(ce)量方法
　　從當前(qián)的技術講,測量(liang)大管道導電液(yè)體流量的檢測(ce)方法較多,現将(jiang)常用的幾種方(fāng)法說明如下。
1.1　封(feng)閉管道(滿管)流(liú)量測量
1)電磁流(liu)量計,本文有詳(xiáng)述。
2) 孔闆流量計(jì) (包括同心銳孔(kǒng)闆、1/4圓孔闆等),爲(wèi)标準的流量測(cè)量元件,結構簡(jiǎn)單、精度高、重複(fu)性好、無需現場(chang)标定、使用壽命(mìng)長,但要求🥵直管(guan)💁段長💘、有壓損、流(liú)速要求高,不适(shì)✍️合在大口徑管(guǎn)道中使用。
3)文丘(qiu)裏管、皮托管或(huò)阿牛巴等,可以(yi)在大管道測量(liang)中使用,但由于(yú)被測介質流速(sù)低,故測量精度(dù)較低。
4) 超聲波流(liu)量計 是一種新(xīn)型的非接觸式(shi)流量測量儀表(biǎo),現正在逐步推(tuī)廣🔆使⚽用,但不适(shì)合于在埋地管(guǎn)道中安裝。
5) 渦街(jie)流量計 也是一(yī)種可選的流量(liang)測量儀表,從國(guó)内使用來看,使(shi)用效果💔差異較(jiao)大,且要求有嚴(yan)格的直管段及(ji)一定的最低❗流(liú)速,一般在埋地(dì)的大管道安裝(zhuang)也不合🈲适。
6) 渦輪(lún)流量計 ,國内很(hěn)少采用,也受流(liu)速限制。1.2　明渠或(huò)封閉(不滿管)流(liú)量♉測量
1)明渠式(shì):測量明渠液位(wei)(用靜壓式、超聲(shēng)波式、浮标式✂️、反(fan)吹🏃‍♂️式等),在明渠(qú)截面積已知的(de)情況下,可計算(suàn)出流量。
2)超聲波(bō)式:測量明渠或(huo)不滿管中的流(liu)體液面及流速(sù),根據☁️液體流過(guo)的截面積計算(suan)其流量。
2　石化企(qǐ)業中大口徑導(dǎo)電液體流量測(cè)量中的問題🐇
2.1　在(zài)石油化工廠中(zhong),裝置及公用工(gong)程中的大口徑(jìng)流體基本上是(shì)📐新鮮水、除鹽水(shuǐ)、循環水、污水及(ji)海水等導電液(yè)體💯,它們自身✌️及(ji)管道安裝的特(te)點是:
1)管徑大,有(you)些工廠的循環(huán)水管道管徑可(kě)大到1.8～ 2.0m,爲了減少(shao)占地👨‍❤️‍👨面🌍積及減(jian)輕管橋荷重及(jí)防凍等原因,一(yi)般均采用埋地(di)♊敷設🏃‍♂️。
2)由于輸送(song)流量大,爲了減(jiǎn)少長期操作費(fèi)用,一般設計流(liú)速偏低✂️,且流量(liàng)及流速時常有(you)變化。
3)循環水及(jí)污水有不同程(cheng)度的懸浮物或(huo)沉淤物、水質條(tiao)件差🚩。
4)現場儀表(biao)安裝在裝置邊(bian)界以外,儀表配(pèi)管及信号線敷(fū)設比較☀️困難。
5)計(ji)量精度滿足企(qi)業内部做物料(liào)平衡及經濟核(he)算即可。
2.2　洛陽石(shi)化總廠在上述(shu)場所使用的流(liú)量計多爲管🏃‍♀️裝(zhuāng)法👌蘭式電磁流(liú)量計和法蘭取(qǔ)壓同心圓銳孔(kong)闆,銳孔闆測量(liang)中主要存在✊以(yǐ)下問題。
1)由于管(guan)道爲地下敷設(shè),儀表安裝處設(shè)一地下井,待儀(yí)表🏃‍♂️安裝時因地(di)下井漏水,将管(guan)線全部浸沒,井(jing)内存許💋多雜物(wu),使🌂儀表👅安裝無(wu)法進行;安裝後(hòu)儀表長期浸沒(méi)在水中🏃也無法(fǎ)檢修。
2)考慮到冬(dong)天防凍,安裝變(biàn)送器的儀表箱(xiāng)及測量引線要(yào)求進行保溫伴(ban)熱,由于這些儀(yi)表基本都在裝(zhuang)置或工廠的邊(bian)界線上,距離伴(bàn)熱蒸汽(或熱水(shui))及回水點很遠(yuan),故使伴熱造成(chéng)很大困難。
3)用水(shui)量随工藝裝置(zhì)操作條件而常(chang)有變化,其流量(liang)和流📱速變化較(jiào)大,有時在很低(di)流速下工作,其(qi)測量🎯精度不高(gao)☔,測量誤差較大(dà)。
從原理、結構及(jí)安裝上,渦街流(liú)量計是一種較(jiào)好的測量方法(fǎ),但🤟在循環水、污(wū)水大管道測量(liàng)中也存在一些(xiē)🍉問題:
1)渦街流量(liàng)計的測量精度(du)與流速關系較(jiào)大(即流體☂️應在(zai)一定的🔆雷諾數(shu)之上),不适于這(zhè)種大管道、流速(su)低的🧡流體♈測量(liang);
2)不宜安裝在被(bèi)水浸沒的場所(suo);
3)沉積物及懸浮(fú)物在渦街傳感(gǎn)器中沉積時對(duì)測量精度🆚有影(ying)響;
4)使用壽命較(jiào)短。
3　電磁流量計(ji)的特點
1)測量不(bú)受流體密度、溫(wen)度、壓力、粘度和(hé)導電率變化的(de)影響,且與流速(sù)分布無關;
2)測量(liàng)管截面積沒有(yǒu)收縮,無阻擋流(liu)動部件、無壓力(li)🎯損🈲失;
3)适用于漿(jiāng)狀、污泥及帶固(gù)體的液體;
4)精度(du)較高,± 0.5%;
5)可輸出與(yǔ)流速成正比例(li)的線性模拟信(xin)号或
脈沖信号(hào),測量範圍寬、線(xiàn)性好、零點穩定(ding);
6)适用管徑範圍(wei)寬(16～ 3000mm)、要求較少的(de)直管段;
7)電極和(he)襯裏可采用不(bú)同材質制造,耐(nài)腐蝕、抗磨損、可(ke)在高👈溫和水下(xia)安裝;
8)應用限制(zhi):測量液體必須(xū)有最小導電率(lǜ)(1μ S/cm随供貨商而💞定(dìng));測量流體有沉(chén)積物時,會使測(ce)量精度降低;對(dui)⁉️溫度和壓力有(you)一定㊙️限制。
4　插入(ru)式電磁流量計(jì)的特點及應用(yòng)
4.1　插入式電磁流(liu)量計的特點
1)傳(chuán)感器(探頭)直接(jie)插入被測管道(dào),與一般管裝法(fǎ)蘭💰式電磁流量(liang)計相比,具有體(tǐ)積小、安裝方便(biàn)、投資少等優點(dian);
2)傳感器插入深(shen)度僅爲管道直(zhí)徑的10%～
12.5%,無壓損,特(tè)别适用于大口(kǒu)徑管道中的流(liú)量測量,優勢性(xing)能價格🔞比;
3)無淤(yu)塞、無磨損件、免(mian)維護;
4)傳感器可(kě)以做成潛水浸(jìn)沒型(IP68),很适于在(zai)工廠中埋地管(guan)道上安裝;
5)可以(yi)提供防爆結構(gou)産品;
6)采用電流(liu)、脈沖信号輸出(chū),絕對零點穩定(ding)
7)測量最低流速(su)可至0.1m/s(甚至更低(di)),最小導電率≥ 20μS/cm;
8)傳(chuan)感器可帶安裝(zhuāng)附件,現場安裝(zhuang)容易;
9)精度較低(di),一般爲± 1%。
4.2　測量原(yuan)理
　　安裝在傳感(gǎn)器中的通電線(xiàn)圈在管道中産(chǎn)生穩定的磁場(chang),導電液體流過(guò)時,切割磁力線(xian),産生與流速成(chéng)正比的電壓信(xin)号,該信号被傳(chuan)感器兩電極檢(jiǎn)出,并轉換成4～ 20mA模(mo)拟信号或脈沖(chong)信号,從而實現(xiàn)對流體的測量(liang)(見圖1)。

4.3　适用範圍(wei)
與一般電磁流(liu)量計的測量範(fàn)圍相同。
5　插入式(shi)電磁流量計的(de)結構特點及儀(yi)表選型
5.1　結構特(tè)點
插入式電磁(cí)流量計主要由(you)兩部分組成———傳(chuán)感器和變送🈲器(qi)。
1)按其組合方式(shì)可分爲:
一體式(shì)(傳感器和變送(sòng)器一體安裝,見(jian)圖2);
分離式(傳感(gan)器和變送器分(fen)離安裝,見圖3)。


2)按防爆形式(shi)分爲:普通型和(he)隔爆型。
3)按變送(song)器信号類型分(fèn)爲:
模拟變送器(qi)和微處理變送(song)器。
按傳感器使(shi)用場合分爲:
一(yī)般型(溫度- 20～ 120℃　壓力(lì)1.6MPa);
耐高溫型(溫度(du)180℃　壓力4.0MPa);
此外,傳感(gǎn)器還可制成在(zài)線可拆卸型。
5.2　儀(yí)表選型
　　針對插(chā)入式電磁流量(liang)計的特點,工程(chéng)設計中儀表選(xuan)型要點是:
1)提供(gong)被測液體的性(xìng)質(主要是電導(dao)率)、流體測量範(fàn)圍、被測介質⛹🏻‍♀️溫(wēn)度、壓力、工藝管(guan)道内徑等;
2)根據(jù)安裝位置确定(dìng)選普通型一體(ti)式或分離式;隔(gé)爆型🌈一體式🔴或(huò)分離式;
3)根據介(jie)質腐蝕程度,确(què)定傳感器的材(cái)質;計算插入式(shì)電🏒磁🏃‍♂️流✊量計可(ke)測量的最低流(liu)速(流速偏低影(ying)響🈲測量㊙️精度🔴),以(yǐ)确定是否應縮(suo)小工藝管徑(提(tí)高流體流速);
4)按(àn)工藝管道内徑(jìng)确定插入式電(dian)磁流量計的插(chā)入深度及🛀🏻所帶(dai)安裝附件。
6　插入(ru)式電磁流量計(jì)的安裝
　　如前所(suo)述,插入式電磁(ci)流量計安裝十(shí)分簡單,選型時(shi)隻要成套訂購(gou)法蘭短管,按傳(chuan)感器安裝尺寸(cun)在工藝管道👨‍❤️‍👨上(shàng)開口,并✌️按工💋藝(yì)管道尺寸将法(fǎ)蘭短管加工成(chéng)能符合傳感器(qi)安裝要求的尺(chi)寸後,将其焊接(jie)在工藝管道上(shàng)即🆚可,詳見安🌐裝(zhuāng)示意圖🧑🏽‍🤝‍🧑🏻4,5)。


7　插入式(shì)電磁流量計在(zai)洛陽石化總廠(chǎng)的應用情況
　　公(gong)用工程中的水(shuǐ)(新鮮水、循環水(shuǐ)、污水等)流量變(bian)化很大😍,且這些(xiē)管道大多都埋(mái)在地下,過去設(shè)置在水井中的(de)儀表由于水井(jing)漏水長期浸泡(pao),大多數儀表都(dōu)無法使用。近🏒幾(jǐ)年來,在改建或(huò)新建🐆裝置和系(xi)統⭐工程中陸續(xu)使用一批插入(ru)式電磁流量計(ji),其使用效果良(liáng)好,基本滿足廠(chǎng)裏對這些介質(zhi)的測量和計量(liàng)問題。
　　在新建的(de)化纖工程中,根(gēn)據廠裏的使用(yong)經驗,與承🌈擔工(gōng)程設計的設計(jì)單位商定,又采(cai)用一批插入式(shì)電磁流量🌐計,用(yong)于新鮮水、循環(huán)水及污水的測(ce)量。
8　插入式電磁(cí)流量計使用中(zhōng)存在的問題
1)插(cha)入式電磁流量(liàng)計其測量最低(dī)流速一般可小(xiao)至💞0.1m/s。但🐪實際選用(yong)時仍應對其所(suǒ)測得的最低流(liu)速進行核算😍,以(yǐ)确保被測流量(liàng)有一較好的測(ce)量精度。
2)流量計(jì)前直管段應≥ 5D;流(liu)量計後直管段(duan)應≥ 3D(D爲管道公😍稱(cheng)直徑)。
3)管路有沉(chén)澱物析出時,如(rú)污泥與淤泥,此(ci)時流體應🌍有較(jiào)㊙️高的📐測💛量流速(sù),防止污物的沉(chén)積,特别是在那(na)些沉積物會産(chan)生使傳感器絕(jue)緣的場合,更應(ying)注意,必要時應(yīng)選擇可更換電(dian)極的傳感器(可(ke)在線拆裝)。
4)對于(yu)流量變化範圍(wéi)大、流體速度長(zhang)期低于流量計(ji)🍓要⛹🏻‍♀️求的最低流(liú)速的場合,應考(kao)慮縮小工藝管(guǎn)道或采用兩台(tai)一大一小并聯(lián)安裝的流量計(ji)。
5)插入式電磁流(liú)量計與普通電(diàn)磁流量計一樣(yàng)宜在垂💁直的工(gong)藝管道上安裝(zhuāng),這樣可防止懸(xuan)浮的固體沉落(luo)在電極上,同時(shí)使流🔞體中的油(yóu)分上升到電極(jí)的測量範圍之(zhi)外,如果流量計(ji)在水平工藝管(guǎn)道上安裝,則應(ying)♋使傳感器的電(dian)極處于水平軸(zhou)❤️線上,避免電極(jí)由于空氣泡産(chan)生的幹擾,導緻(zhì)測量誤差。
6)當工(gōng)藝管道中不能(néng)完全充滿流體(tǐ),可采用一“V”型彎(wān)管結構(見圖6),這(zhè)特别适用于污(wu)水測量中含固(gu)體較多且流體(ti)不滿管的🔴場合(hé)。

7)電極上(shàng)的信号範圍小(xiǎo)(毫伏級),應避免(miǎn)接地電流流過(guò)測量電極附近(jìn)。
8)在非金屬管道(dào)(如陶瓷或塑料(liào)等)上安裝插入(ru)式電磁流量計(jì)時,安裝流量計(jì)處的一段管道(dao)一般應采用金(jīn)屬材質。

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