摘要：電磁流(liu)量計 具有無(wu)壓損、口徑大(da)、量程比寬、耐(nai)腐蝕、适用于(yú)高黏度介🈲質(zhì)、性價📱比高等(děng)特點。探讨了(le)電磁流量計(jì)的測量原理(lǐ)、特點、适用場(chang)👨‍❤️‍👨合等工程要(yao)素，詳細介紹(shào)了電磁流量(liang)計的性能特(te)點。介紹了電(dian)磁流量計的(de)幾個典型應(ying)用案例，提供(gòng)了疑難流🔞量(liàng)測量的㊙️參考(kǎo)方案。
　　在石化(hua)、化工、電力、冶(yě)金、市政、制藥(yao)等行業，流量(liang)測量的📧技術(shu)難度和複雜(za)程度都相當(dang)高，研究流量(liàng)測量對于提(tí)高産品質量(liàng)、降低♊企業的(de)經營成本、解(jiě)決節能環保(bao)起到重要作(zuò)用。電磁流量(liang)計具有無阻(zu)力，無❄️壓損的(de)優點，可以充(chong)分減小管道(dào)内的阻力，符(fú)合節💯能降耗(hào)的要求，因而(er)電磁流量計(ji)在業界得到(dao)廣泛的重視(shi)。介紹了電磁(cí)流量計的測(ce)量原理、特點(dian)和适用場合(hé)，提出了在工(gong)程設計中選(xuǎn)用電磁流量(liàng)計需考慮的(de)因素及電磁(ci)🏃流量計的安(ān)裝要求。
1　測量(liang)原理
　　電磁流(liú)量計的測量(liàng)原理是根據(jù)法拉第電磁(cí)感應定⛱️律測(ce)量流速，再測(cè)量流通截面(mian)液位高度得(dé)流通面積，兩(liǎng)者相乘得到(dào)💋所測流量［1］，電(dian)磁流量計測(ce)量原理如圖(tu)1所示，電磁流(liu)量💯計實際測(cè)量介♊質流速(su)，是一種速度(du)式流量計。電(dian)磁流量計💯的(de)測量原理依(yi)據以🌏下公式(shì)表述：
Ue＝ｋB　L　V（1）

　　式中：Ue—感(gan)應電動勢，即(jí)流量信号，V；B—磁(ci)感應強度，T；L—電(diàn)極間距，即🐅測(cè)量🐪管内徑，m；V—液(ye)體平均流速(sù)，m／S；qV—液體體積流(liu)量，m3／S。
2　适用範圍(wéi)和優點
　　電磁(ci)流量計廣泛(fan)用于導電液(ye)體或液固兩(liang)相介質的體(ti)積流🚩量測量(liàng)，如其他儀表(biao)不能測量的(de)各種酸、堿、鹽(yan)等高腐蝕性(xing)、易結晶的溶(rong)液的流量，泥(ní)漿、礦漿💘、水煤(mei)漿、紙漿、漿料(liao)等液固介質(zhi)✍️和純水、污水(shui)等相對簡單(dān)的導電介質(zhì)的流量。電磁(ci)流量計要🔞求(qiu)被測介質電(diàn)導率一💋般應(yīng)大于5μS／Cm。電磁流(liu)量計由流量(liang)傳感器🈲和轉(zhuǎn)換器兩🚩部分(fen)組成，與其他(ta)類型的流量(liàng)計⭐相比，其優(you)點如下：
1）傳感(gǎn)器測量管是(shì)一段無阻流(liú)檢測件的直(zhi)管，因而檢測(cè)🙇‍♀️流量✊時👨‍❤️‍👨不會(huì)造成壓力損(sun)失，節能效果(guo)好。
2）适用于測(cè)量含有固體(ti)顆粒或纖維(wéi)的液固兩相(xiàng)流體，如紙漿(jiāng)、煤粉漿、礦漿(jiāng)、污水及酸、堿(jian)、鹽溶液等具(jù)有❌一定電導(dǎo)率的液體，所(suǒ)測體積流量(liàng)不受流體密(mì)度、黏度、溫度(dù)、壓力💔和電導(dǎo)率的影響。
3）測(cè)量範圍大，量(liàng)程比一般大(dà)于10∶1，最高可達(da)100∶1。流速範圍一(yi)💃般爲1～6m／S，也可擴(kuo)展到0.5～10.0m／S。測量管(guǎn)徑範圍爲2mm～3m［2］。
4）Ue與(yǔ)qV成線性關系(xi)，故儀表具有(yǒu)均勻刻度，且(qiě)所測得流體(tǐ)的體積流量(liang)與介質的物(wu)性（如溫度、壓(yā)力、密度、黏度(du)）無關，所🌏以電(dian)磁流量計隻(zhī)需用水标定(dìng)後，即可用來(lai)測量其他導(dao)電介質的體(ti)積流量，無需(xu)修正［2］。
5）測量口(kou)徑大，适用于(yu)大管徑液體(ti)流量的測量(liàng)。6）與其⛷️他大部(bu)分流量儀表(biao)相比，所要求(qiú)的前置直管(guǎn)段較低。
3　工程(chéng)設計中需考(kǎo)慮的因素
3.1　工(gong)藝過程條件(jiàn)
選用電磁流(liú)量計通常需(xu)要考慮的工(gōng)藝條件如下(xia)：
1）被測介質電(diàn)導率。電磁流(liú)量計測量的(de)流體必須是(shi)導電的，一般(bān)隻要電導率(lü)超過阈值，即(ji)使變化也不(bú)影響測量值(zhi)，但低于阈值(zhí)将會增大測(ce)量誤差；通常(cháng)要求液體電(diàn)導♈率不小于(yu)5μS／Cm，去離子水電(dian)導率不小于(yú)20μS／Cm。
2）被測介質溫(wen)度。根據被測(cè)工藝介質的(de)溫度範圍，選(xuǎn)擇測量管内(nei)襯材料及傳(chuan)感器線圈的(de)漆包線的耐(nài)溫等級，即襯(chen)裏材料☁️應與(yu)介質溫度相(xiàng)适應，常用測(ce)量管襯裏材(cái)料㊙️建議根☁️據(ju)表1選擇。

3）被測(ce)介質壓力。根(gen)據被測工藝(yi)介質的壓力(li)，結合介質的(de)設計溫度來(lái)确定電磁流(liú)量計傳感器(qi)的過程♍連接(jiē)法蘭🔆壓力等(děng)級，常用标準(zhun)壓力等級有(yǒu)PN40，PN16，PN10，PN6；美國标準ASMEB1　6.5CLASS　150，CLASS　300。選(xuan)用電磁流💛量(liàng)計時還需注(zhù)意壓力等級(ji)與流量計口(kǒu)徑有關。
4）工藝(yi)介質流量範(fan)圍及工藝管(guǎn)道的管徑。根(gēn)據管道口😘徑(jìng)和介質流速(su)确定電磁流(liu)量計傳感器(qì)的标稱口徑(jing)。通常✂️選用與(yǔ)管道相🏒同或(huò)略小的口徑(jing)，管道内平均(jun)流⛷️速根據情(qing)況而🌐定，一般(ban)工業輸水管(guan)道爲經💃🏻濟流(liu)速1.5～3m／S，易黏附沉(chen)積結垢物質(zhì)‼️流速宜爲3～4m／S，礦(kuàng)漿等磨蝕性(xìng)強的介質流(liu)速宜爲2～3m／S，電磁(ci)流量計液體(tǐ)流速可在1～10m／S選(xuan)用［1］。
5）介質狀态(tài)。介質含有固(gu)體顆粒對傳(chuán)感器内襯及(jí)電極有⭐磨蝕(shi)作用，如果被(bèi)測介質含有(you)固體顆粒，襯(chèn)裏需選🔴用高(gao)耐磨性材料(liào)，如陶瓷或聚(jù)氨酯橡膠［1］。
6）介(jiè)質的腐蝕性(xìng)。由于電極和(hé)襯裏與介質(zhi)直接接觸，電(diàn)極和♍襯裏的(de)耐腐蝕特性(xing)應與介質的(de)腐蝕性相匹(pǐ)配。
7）工藝管道(dào)材質。根據安(ān)裝電磁流量(liang)計所在的管(guan)道☁️材質是金(jin)屬還是絕緣(yuan)材料，确定是(shì)否采用接地(dì)法蘭。
3.2　環境條(tiao)件
1）根據安裝(zhuang)區域是否屬(shu)于爆炸危險(xiǎn)區域，确定是(shi)否☂️選擇 防爆(bào)型電磁流量(liàng)計 ，并按照爆(bao)炸危險區域(yù)劃分等級選(xuǎn)擇滿足儀表(biao)所在區域防(fang)🏃🏻爆要求的電(diàn)磁流量計。
2）根(gēn)據電磁流量(liang)計的實際安(an)裝地理位置(zhì)，并按照GB　4208—2008《外🤩殼(ké)防護等級（IP代(dai)碼）》或IEC52９—2001　DeGreSS　0f　Pr0teCtI0n　Pr0VIDeD　byenCL0SUreS（IP　C0De），确定電(diàn)磁流量計的(de)類型及防🧑🏾‍🤝‍🧑🏼護(hù)等級。若🈲儀表(biǎo)安裝在地面(miàn)以下，易被水(shuǐ)淹沒，宜選用(yòng) 分體型電磁(cí)流量計 ，且傳(chuán)感器防護等(deng)級應選用IP68的(de)儀表；若儀表(biǎo)安裝在💰地👈面(mian)以上，防護等(děng)級可選用IP65到(dao)IP67；同時，對分體(tǐ)型電磁流量(liàng)計所提供電(diàn)纜🐆長度應根(gēn)據實際安裝(zhuang)位置确定。
3.3　材(cái)料
1）測量管材(cai)料。測量管材(cai)料應爲非磁(ci)性材料，通常(chang)爲👈1.4301不鏽鋼或(huo)1.4306／30　4L不鏽鋼。
2）法蘭(lán)。過程連接法(fǎ)蘭材料通常(cháng)爲A105，F316L（1.4571／316L）。
3）電極材料(liào)。電極材料應(yīng)根據被測介(jiè)質的成分及(ji)金屬的耐腐(fǔ)💃🏻蝕🈲性選用。
4）襯(chen)裏材料。襯裏(li)材料應根據(jù)被測介質的(de)腐蝕性、磨損(sǔn)性及介質的(de)最高溫度來(lái)選擇。
5）接地環(huán)（或接地電極(ji)）。接地環或接(jiē)地電極的材(cai)質應🚩根據介(jie)質的成分及(jí)金屬耐腐蝕(shí)性選擇，常用(yòng)的接地環或(huo)接㊙️地電㊙️極材(cai)料：316L不鏽鋼、哈(ha)氏合金、钽。通(tong)常接地電極(jí)的材質與測(cè)量電極相同(tong)。
4　安裝
　　在工程(cheng)實際應用中(zhong)，爲了确保電(dian)磁流量計的(de)正常👄運⛷️行及(ji)測量精度，接(jiē)地極的正确(què)安裝是極爲(wèi)重要的一個(gè)環‼️節。
4.1　接地
　　由(yóu)于電磁流量(liang)計測量的是(shi)微弱電勢，需(xū)排除一切外(wai)界🛀幹擾才能(néng)準确測量，因(yīn)而良好的接(jie)地是保障電(dian)磁流量計穩(wěn)定工作的必(bi)要條件。通常(chang)接地是通過(guo)接地環或傳(chuan)感器内的參(cān)考㊙️電極和💯管(guan)路系統的接(jie)地連接來實(shi)現。
1）當電磁流(liu)量計安裝在(zai)已接地的金(jīn)屬管道上，通(tong)過電🔴磁流量(liang)計變送器上(shang)的接地端子(zǐ)實現系統電(diàn)勢平衡，即通(tong)過截✊面積不(bú)小于6mm2的銅芯(xīn)電線連接至(zhì)接地端子💚上(shàng)。
2）當電磁流量(liang)計安裝在未(wei)接地的金屬(shu)管道上，2個法(fa)蘭均通過截(jié)面積至少爲(wei)6mm2的銅芯電線(xian)與管道法蘭(lan)相連接，并接(jie)地；将變🔴送器(qì)⛱️或傳感器接(jiē)線盒連接至(zhi)接地端子上(shàng)，實現系統電(dian)勢平衡。
3）當電(dian)磁流量計安(an)裝在塑料管(guan)道或帶絕緣(yuán)内襯的管道(dào)上，通過💃🏻附加(jia)接地環實現(xiàn)系統電勢平(píng)衡，接地環通(tong)過截面積至(zhi)少爲6mm2的✊銅芯(xin)電線連接至(zhì)接地端⁉️子上(shang)。
4.2　直管段要求(qiú)
　　爲了保證電(diàn)磁流量計的(de)正常運行，減(jian)少測量誤差(cha)，電磁流量🎯計(ji)前後應符合(he)一定的直管(guǎn)段要求。根據(ju)JJG　1033—2007《電磁流量計(ji)核定規程》測(cè)試标準要求(qiú)，通常前直管(guan)👈段應達到10D，後(hou)直管段應爲(wèi)5D；根據實際經(jīng)驗，在大部分(fèn)應用場合，流(liú)量計前💰直管(guan)段最少不小(xiao)于5D，後直管段(duan)最少不小于(yú)🈲3D。
4.3　安裝位置
通(tong)常，電磁流量(liàng)計設計時需(xu)特别注意以(yǐ)下幾點：
1）變送(song)器要選擇在(zai)任何時候測(ce)量導管内都(dōu)能充滿液體(ti)⭐的位置進行(hang)安裝，以防止(zhi)由于測量導(dao)管内沒有液(ye)體而産生指(zhǐ)針🤞不在零點(dian)引起的錯覺(jiao)。最好是垂直(zhi)安裝，減少由(yóu)于液體流過(guò)📧在電極上産(chan)生氣泡而造(zào)成的誤差。
2）電(dian)磁流量計測(ce)量管中出現(xiàn)氣體積聚或(huò)有氣泡現🌈象(xiang)時，會增大測(ce)量誤差，所以(yǐ)要避免将電(diàn)磁流量計⭐傳(chuan)感器安裝在(zài)🐇管道的最高(gāo)點。
3）電磁流量(liang)計傳感器不(bú)應安裝在泵(beng)的入口側，避(bi)免抽液時形(xíng)成負壓損壞(huai)測量管内襯(chèn)。
4）盡量避免安(ān)裝在有振動(dong)的地方，若不(bu)可避免，應加(jiā)固🚶管路系統(tong)♉和傳感器，當(dang)振動十分劇(jù)烈時，宜選用(yong)分體式電磁(cí)流量計，将變(bian)💃送器和傳感(gǎn)器分開安裝(zhuang)。在高空管道(dào)上，也要盡量(liang)選用 分體式(shì)電磁流量計(ji) ，将傳感器安(ān)裝在高空管(guǎn)道上，将變送(sòng)器安裝在地(dì)面⁉️上🆚的易觀(guan)察處，方便巡(xun)查和維修。
5）電(dian)磁流量計信(xìn)号微弱，在滿(man)量程時隻有(you)2.5～8.0mV，流量很小🏃時(shí)，輸出隻有幾(ji)微伏。要避免(mian)将電磁流量(liàng)計安裝在有(you)電磁場和電(diàn)磁場變化劇(ju)烈的地方，如(ru)大型變壓器(qì)、電機🌈等強電(diàn)磁設備附近(jin)。
6）變送器和二(èr)次儀表必須(xū)使用電源中(zhong)的同一根相(xiàng)線，否⭕則會👣由(yóu)于檢測信号(hao)和反饋信号(hao)相位差120°，導緻(zhì)儀表不能正(zhèng)常工作［3］。
7）對于(yu)含固顆粒的(de)液體流量測(ce)量，電磁流量(liàng)檢測器宜垂(chuí)直安裝，并且(qie)流體的流向(xiang)應自下而上(shang)。
4.4　選型中需要(yao)注意的問題(ti)
　　電磁流量計(ji)的測量管内(nèi)襯材料有多(duō)種，其中耐腐(fǔ)蝕性能‼️好🙇🏻的(de)是聚四氟乙(yi)烯，目前的陶(tao)瓷内膽襯裏(lǐ)，此種材料既(jì)防腐蝕又耐(nài)磨。電極材料(liao)的選擇要嚴(yan)格按照💰選型(xing)要求進行，應(ying)以滿足需要(yao)📧爲原則，不盲(mang)👨‍❤️‍👨目選擇貴金(jīn)屬。在化工生(sheng)産中鉑是一(yi)種性能很好(hao)的催化劑，某(mǒu)🏃‍♂️些介質在一(yi)定的條件下(xià)與鉑接觸後(hou)易發生化學(xue)反應，鉑電極(jí)的電磁流量(liang)計在測量雙(shuang)氧水時，會在(zai)電極表面生(shēng)💔成氣霧，流量(liang)爲零時，輸出(chu)也會波動［4］。
　　由(you)于腐蝕性介(jie)質的種類多(duō)種多樣，提供(gòng)腐蝕性介質(zhì)給制造廠商(shāng)進行研究，由(yóu)制造廠商提(tí)供試用材料(liào)，在規定的條(tiao)🈚件上挂片🤩試(shi)驗樣機。
5　應用(yòng)案例分析
5.1　在(zài)循環冷卻水(shuǐ)站及尿素裝(zhuāng)置中的應用(yong)
　　某項目的循(xun)環冷卻水站(zhàn)及尿素裝置(zhì)液體流量測(cè)量點的😄特點(dian)：循環冷卻水(shuǐ)站的工藝管(guan)徑大、壓力低(dī)、水中含有🚩氯(lǜ)化物等腐蝕(shí)性介質，而且(qiě)工藝管道敷(fū)設在地🌏面以(yǐ)下；尿素裝置(zhi)流量測量介(jiè)質有熔融尿(niao)素、甲氨溶液(ye)等，具有腐蝕(shí)性強、易結晶(jīng)的特點。同時(shí)要求儀表測(cè)量精度優于(yú)±0.5％。鑒于上述工(gong)🐅況特點及要(yào)求，選用電磁(cí)流❤️量計，表2爲(wei)該項目工況(kuang)條件及電磁(cí)流量計的💛性(xìng)能指标。其中(zhōng)，循環冷卻水(shuǐ)站的電磁流(liu)量計選用分(fèn)體型，檢測器(qi)的防護等級(ji)爲IP68，信号轉換(huàn)器的防護等(děng)級爲IP67；尿素裝(zhuang)置所用電磁(ci)流量計的防(fáng)護等級爲IP67，儀(yi)表運💯行至今(jīn)效果良好。

5.2　在(zai)乙烯堿洗塔(tǎ)系統中的應(yīng)用
　　乙烯堿洗(xǐ)塔系統中采(cai)用20％質量分數(shù)的離子堿注(zhu)入塔内，與塔(tǎ)✨内的洗滌水(shuǐ)液混合形成(chéng)三段不同質(zhi)量分數的堿(jian)液，對裂解氣(qì)壓縮機Ⅲ段出(chu)來的裂解氣(qì)進行洗滌，從(cóng)而脫除乙烯(xi)裂解氣中的(de)H2S和C02等雜質，經(jīng)過三段洗滌(dí)後，在最後🈲一(yī)段雜質生成(chéng)碳酸氫鈉後(hòu)排♈出塔。洗滌(dí)後的裂解氣(qì)進㊙️入壓縮機(jī)的高壓段繼(jì)續壓縮并進(jìn)入後系統進(jìn)一步分離處(chù)理。
　　由于離子(zǐ)堿具有較強(qiang)的腐蝕性，測(cè)量難度大。原(yuan)設計采用 差(cha)壓變送器 測(cè)量方案，在使(shǐ)用過程中因(yin)引壓管和三(sān)閥組内的物(wu)🤟料結晶頻繁(fan)，無法正常工(gong)作。經過多方(fang)評估，最後選(xuǎn)擇了德國Khr0ne公(gong)司的鉑金電(dian)極的電磁流(liú)量計，該流🌈量(liàng)計具有強抗(kang)腐蝕的👨‍❤️‍👨鉑金(jīn)電極和PTFE内襯(chen)，剛開始儀🍉表(biǎo)指示正常，但(dan)不久均失靈(ling)，經多方面查(chá)🎯找原因，系内(nèi)襯損壞導緻(zhì)電極被腐蝕(shi)損壞，儀表無(wú)法工作。經過(guò)多方調研和(he)交流，在再次(ci)改✉️造中選擇(ze)了橫河電機(ji)公司的㊙️電容(róng)式無電極電(diàn)磁、配置陶瓷(ci)内膽的電磁(ci)流量計，該流(liu)量計📧以外壁(bì)作爲測量電(dian)😍極，配以内📞部(bu)陶瓷内🧡膽，具(ju)有極高的耐(nai)磨性和防腐(fǔ)蝕性能，徹底(dǐ)改變了原有(yǒu)電磁流量計(jì)配備專用電(diàn)極的局限性(xing)，很好地解決(jue)了該工況中(zhōng)的測量問題(ti)。
6　結束語
　　綜上(shàng)所述，電磁流(liú)量計因其獨(du)特的優點，在(zai)石化、化工等(deng)㊙️行業得到廣(guang)泛應用。用戶(hu)在選用電磁(cí)流量計時應(ying)充分掌握測(ce)量工況的各(ge)項條件及其(qí)安裝要求，了(le)解👌電磁流量(liàng)計安👈裝所處(chù)的環境條件(jiàn)，以确保正确(què)地選✊用電磁(cí)流量計，提高(gāo)測量儀表的(de)準确和穩定(dìng)性。

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