摘要：電(diàn)磁流量(liàng)計 測量(liang)管的抗(kang)腐蝕性(xing)優點決(jué)定了其(qi)在氯堿(jiǎn)燒堿工(gong)☔序中🌈被(bei)廣泛的(de)應用，而(er)其中流(liú)量計選(xuan)型的技(jì)術要點(diǎn)主💚要集(jí)中體現(xian)在口徑(jing)的确定(dìng)、測量電(dian)極的材(cái)質與襯(chen)裏材質(zhi)、接地環(huán)或😍接地(di)電極的(de)選擇及(jí)電解工(gong)🙇‍♀️序工藝(yi)的特殊(shu)性上。
一(yi)、引言
　　氯(lǜ)堿燒堿(jiǎn)生産過(guò)程中的(de)液體介(jie)質多爲(wei)腐蝕性(xìng)較強電(dian)🍓解⛱️質，如(ru)鹽水、鹽(yán)酸、燒堿(jian)、次氯酸(suān)鈉等；這(zhè)種強腐(fu)蝕性生(shēng)産工藝(yì)環境及(ji)電磁流(liú)量計抗(kang)腐蝕方(fāng)面的優(you)點，決定(dìng)了電磁(cí)流量計(ji)在氯堿(jian)燒堿工(gong)序中正(zheng)被廣泛(fàn)地應用(yòng)。爲實現(xian)流量的(de)準确、可(ke)靠測量(liang)，節約投(tou)💘資成本(ben)，電磁流(liú)量計的(de)正确選(xuan)型顯得(de)尤爲重(zhong)要。下面(miàn)，就氯堿(jiǎn)燒堿生(sheng)産過程(cheng)中電磁(cí)流量計(jì)設計選(xuan)型及應(yīng)用方面(mian)的體🚶‍♀️會(huì)和經驗(yàn)作些總(zǒng)結。
電磁(cí)流量計(jì)的工作(zuo)原理。
　　電(dian)磁流量(liàng)計的測(cè)量原理(lǐ)是基于(yu)法拉第(di)電磁感(gǎn)應♋定律(lü):即導體(ti)介質在(zai)磁場介(jie)質中切(qie)割磁力(li)線運動(dong)時在其(qí)兩端産(chan)♍生感應(yīng)電動勢(shì)。如圖1所(suǒ)示，導電(dian)介質在(zai)垂直于(yú)磁場的(de)非磁性(xing)測量管(guǎn)内流動(dong)，與流動(dong)方向垂(chui)直的方(fang)向上産(chǎn)生與流(liú)量成比(bǐ)例的感(gan)應電勢(shì)❤️,電動勢(shi)的方向(xiang)按“弗來(lái)明💔右手(shǒu)規則”，其(qi)✍️感應電(diàn)勢E爲💃:E==KBVD式(shì)中:E-感應(yīng)電動勢(shi)(與流速(su)成正比(bǐ));K一比例(li)常數;。B_磁(ci)場強度(du)(線圈😘電(dian)感);V_測量(liang)管内介(jie)質的平(píng)均流速(sù);4D--電極間(jiān)距(測量(liàng)管的内(nèi)徑)。
　　測量(liang)流量時(shi)，其感應(yīng)電勢通(tong)過二個(ge)與介質(zhi)直接接(jie)觸的測(ce)量電極(jí)檢測出(chu)來,并通(tong)過電纜(lan)送至轉(zhuǎn)換器進(jin)行智能(néng)化處理(lǐ),然後在(zai)+LCD.上顯示(shì)或轉換(huàn)成标準(zhun)信号4~20mA和(he)0~1kHz輸出。

表一氯(lǜ)堿燒堿(jiǎn)工序中(zhong)常用電(dian)極材料(liao)介紹

材(cai)料	代号(hào)	耐腐蝕(shi)性及具(jù)體使用(yong)範圍
不(bu)鏽鋼316L	V	用(yong)于工業(yè)用水、生(shēng)活用水(shui)、污水等(děng)弱腐蝕(shí)性的介(jiè)質及中(zhong)性溶液(ye)和碳酸(suān)、醋酸等(děng)弱酸。目(mu)前，在氯(lǜ)堿中主(zhu)要應用(yong)于循環(huan)水、生産(chan)水、弱酸(suān)性的廢(fèi)水、小于(yú)30℃的低濃(nóng)度燒堿(jiǎn)溶液流(liú)量的測(cè)量。
哈氏(shi)合金C	Hc	耐(nài)氧化性(xìng)酸，如硝(xiao)酸、鉻酸(suān)與硫酸(suān)的混合(he)物，也耐(nài)氧化性(xing)的鹽類(lèi)🈚，對海水(shui)、堿溶液(ye)、氯化物(wu)溶液有(yǒu)良好的(de)耐腐蝕(shí)性。目前(qián)，在氯堿(jiǎn)中主要(yào)應用于(yu)40～90℃的30%～50%燒堿(jian)溶液流(liu)量的測(cè)量。
钛	Ti	耐(nài)海水、各(gè)種氯化(hua)物和次(cì)氯酸鹽(yan)及多種(zhǒng)氫氧化(hua)物的腐(fǔ)蝕。目前(qián)，在氯堿(jiǎn)中主要(yao)應用于(yú)鹽水、次(cì)氯酸鈉(na)🔆流量的(de)測量。
钽(tǎn)	Ta	除了氫(qīng)氟酸、燒(shao)堿以外(wai)，幾乎能(néng)耐一切(qie)化學介(jie)質的腐(fu)☁️蝕。目前(qián)，在🙇‍♀️氯堿(jian)中主要(yao)應用于(yú)鹽水、次(cì)氯酸鈉(na)、鹽酸、硫(liu)酸流量(liang)的測量(liang)。

三、流量(liàng)計口徑(jing)的确定(dìng)
　　 電磁流(liu)量計能(néng)夠測量(liàng)較寬流(liu)量(流速(sù))範圍的(de)流體🔴，通(tong)常🧡爲流(liú)速0.3～10.0m/s；流量(liang)計的口(kǒu)徑一般(ban)等于工(gong)藝管道(dào)口徑，亦(yì)可小于(yu)或大于(yú)工藝管(guan)道口徑(jing)。流量計(jì)口徑的(de)确定主(zhǔ)🐇要是根(gen)據工藝(yi)🤞上的體(ti)積流量(liàng)，結合工(gong)藝管道(dào)的尺寸(cùn)🔴，兼顧測(ce)量準确(que)性、經濟(ji)性和耐(nai)用性方(fang)面考慮(lü)，選擇合(he)适的流(liu)量計口(kou)徑，使通(tōng)過傳感(gan)器的流(liu)體平均(jun1)流速在(zài)合适的(de)範圍内(nei)，推薦使(shi)用的流(liu)❄️速範圍(wei)一般爲(wei)🌈1.0～5.0m/s。在這個(gè)範圍内(nei)，流量計(jì)測量精(jīng)度高、線(xian)性好、壓(ya)損小，介(jie)質對流(liu)量計襯(chèn)裏和電(dian)極的磨(mo)損也相(xiàng)💃對較小(xiǎo)些。此外(wài)，對于含(han)有固體(ti)懸浮顆(ke)粒的流(liú)體介質(zhì)，推薦使(shi)用的流(liú)速範圍(wei)🔞爲1.0～3.0m/s，這樣(yàng)有助于(yu)避免流(liu)速過高(gāo)造成固(gù)體懸浮(fu)顆粒對(duì)流量計(jì)襯裏和(hé)電極的(de)過快磨(mó)損，延長(zhang)使用壽(shòu)命，如鹽(yan)泥流量(liàng)；而對于(yu)易結晶(jing)、黏度稍(shao)大或有(yǒu)沉積物(wu)的流體(tǐ)介質，可(ke)适當地(dì)提高流(liu)速，推薦(jiàn)使用的(de)流速範(fan)圍爲流(liu)速、流量(liang)與口😘徑(jìng)三者關(guan)系如下(xià)式：V=354Q/D2
式中(zhong)：V—————流速，m/s；Q—————流(liu)量，m3/h；D—————口徑(jing)，mm。
　　例如，在(zai)燒堿電(dian)解工序(xu)中，進電(dian)解槽的(de)鹽水流(liú)量計👌量(liàng)程爲0~50m3/h,工(gōng)藝管道(dào)口徑爲(wei)DN100;當電磁(ci)流量計(ji)的口徑(jìng)分💘别選(xuǎn)擇DN100和📧DN80時(shí)，根據上(shang)述公式(shì)計算,鹽(yan)水的流(liu)速分别(bié)爲1.77m/s和2.76m/s;計(ji)算結果(guǒ)均在推(tuī)薦使用(yòng)的流速(su)👅範圍，但(dàn)從經濟(jì)性方面(miàn)🌍考慮，選(xuǎn)擇DN80口徑(jìng)的流量(liàng)計要比(bǐ)選擇DN100口(kǒu)徑的流(liu)量計可(ke)節約1/4~1/5的(de)投資成(chéng)本，此時(shi)，應該選(xuǎn)用DN80口徑(jìng)的流量(liàng)計。小
.四(si)、流量計(jì)測量電(dian)極、襯裏(li)材料的(de)選型及(jí)應用。
1、測(ce)量電極(jí)材料的(de)選型及(ji)應用s
　　電(diàn)磁流量(liàng)計的測(ce)量電極(jí)是與工(gōng)藝;)質直(zhí)接接觸(chu)的唯一(yī)金屬材(cái)料，其作(zuo)用是與(yu)導線連(lián)接将測(cè)量管中(zhōng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼産生的(de)微弱感(gǎn)應電動(dòng)勢傳輸(shū)到轉換(huan)器中的(de)檢測㊙️單(dan)元。由于(yú)電磁流(liú)量計的(de)電極部(bu)分處于(yú)工作磁(cí)場中，爲(wei)防止磁(cí)力線在(zai)電極上(shang)集中，電(dian)極材料(liào)必須使(shi)用非導(dǎo)磁的金(jin)屬材料(liao);并根據(jù)工況介(jie)質對金(jin)屬材料(liao)的腐蝕(shí)速率💘(mm/a,即(jí)每年被(bei)腐蝕⚽掉(diào)的金屬(shǔ)厚度)來(lai)确定不(bu)同的工(gong)況介質(zhi)選擇不(bú)同的金(jin)🐇屬材料(liao)。下面通(tōng)過圖表(biǎo)一的方(fang)式介💜紹(shao)在氯堿(jian)燒堿工(gong)序中常(chang)用的幾(ji)種電極(jí)材料及(jí)其使用(yong)範圍。
表(biao)二：常見(jiàn)襯裏材(cai)料的主(zhu)要性能(neng)及适用(yong)範圍

材(cai)料	主要(yao)性能	适(shì)用範圍(wei)
聚四氟(fú)乙烯	是(shi)化學性(xing)能最穩(wen)定的一(yi)種塑料(liào)，能耐沸(fèi)騰的鹽(yán)酸、硫❄️酸(suan)、硝酸和(hé)王水，也(yě)能耐濃(nóng)堿；耐磨(mo)性強、粘(zhān)結性能(néng)差。	-40℃～+180℃；濃酸(suān)、堿等強(qiang)腐蝕性(xìng)介質液(yè)及衛生(sheng)類介質(zhì)。不能用(yòng)💜于負💁壓(yā)。
（PTFE或F4）	同PTFE；耐(nài)磨性、抗(kàng)負壓能(néng)力高于(yú)PTFE	＜120℃；濃酸、堿(jiǎn)等強腐(fǔ)蝕性介(jiè)質液，能(neng)用于較(jiào)高負壓(ya)。
聚全氟(fú)乙丙烯(xī)（F46或FEP）	其兼(jian)具PTFE和F46的(de)性能優(yōu)點	-40℃～+180℃；濃酸(suān)、堿等強(qiáng)腐蝕性(xìng)介質液(ye)，能耐較(jiao)高負壓(yā)。
聚全氟(fú)化烷氧(yǎng)基(PFA)	耐磨(mo)耗性優(yōu)越，爲天(tiān)然橡膠(jiao)的10倍，耐(nai)腐蝕性(xìng)差	＜60℃；适用(yòng)于含有(you)泥沙、石(shi)礫等固(gù)體顆粒(li)的漿液(yè)；耐腐蝕(shi)性差，
聚(ju)氨酯橡(xiàng)膠(PU)	有極(jí)好的彈(dan)性，高度(du)的扯斷(duàn)力，耐磨(mó)性能好(hao)；耐一般(bān)低濃	隻(zhi)能用于(yú)弱酸弱(ruo)堿等液(ye)體。
氯丁(ding)橡膠(CR)	度(dù)酸、堿、鹽(yán)介質的(de)腐蝕，不(bu)耐氧化(huà)介質的(de)腐蝕。	＜80℃；适(shì)用于水(shuǐ)、污水、弱(ruò)磨損性(xing)的泥漿(jiang)礦漿。

2、測(cè)量管襯(chèn)裏材料(liao)的選型(xíng)及應用(yòng)。
　　電磁流(liu)量計正(zhèng)常工作(zuo)的基本(ben)條件之(zhi)一，是測(cè)量管内(nei)壁除電(dian)極處外(wai)，其它地(di)方的法(fǎ)向電流(liú)爲零。爲(wei)滿足這(zhè)一條件(jian)，最簡單(dan)的方法(fa)是将導(dǎo)電的金(jin)屬測量(liang)管内壁(bi)和法蘭(lan)端面襯(chèn)以絕緣(yuán)襯裏。通(tong)俗地講(jiǎng),用絕緣(yuán)襯裏的(de)目的是(shi)防止感(gǎn)應信😄号(hào)電壓被(bèi)金屬管(guǎn)短📞路，可(kě)見絕緣(yuan)襯裏在(zai)電磁流(liu)量計應(yīng)用中的(de)作用十(shí)分重要(yào)。由于被(bei)測導電(diàn)介質的(de)流體種(zhǒng)類繁多(duō)☂️，它們🤟的(de)物理化(huà)學特性(xing)也不盡(jin)相同，不(bú)可🏒能用(yong)一種絕(jue)緣材㊙️料(liào)的襯裏(lǐ)來滿足(zu)❄️所有應(yīng)用電磁(cí)流量計(jì)的測量(liang)流體介(jiè)質的物(wu)理化學(xue)特性要(yào)求;因此(cǐ)，在襯裏(lǐ)材料的(de)選型.上(shang)，應重點(diǎn)📧考慮測(cè)量介質(zhì)對襯裏(li)的耐溫(wen)度、熱沖(chòng)擊、高壓(yā)👅、負壓、磨(mo)損、腐蝕(shi)、粘結、附(fu)着等方(fang)面的要(yào)求。下面(miàn)通過圖(tú)表二的(de)方式介(jie)紹常見(jiàn)的電磁(cí)流量計(jì)測量管(guǎn)👈襯裏材(cái)料的主(zhu)要性能(neng)特點⛷️及(jí)适用範(fàn)圍。
五、氯(lǜ)堿燒堿(jian)工序中(zhong)接地環(huan)和接地(di)電極的(de)選型及(jí)應用。
1、接(jiē)地環和(he)接地電(diàn)極的作(zuò)用。
　　電磁(ci)流量計(jì)在工作(zuò)過程中(zhong)檢測到(dao)的流量(liàng)信号電(diàn)⭐勢極小(xiao)，通常隻(zhī)有幾個(ge)毫伏的(de)電勢信(xìn)号:而導(dao)電流體(tǐ)在任何(he)管道‼️(絕(jue)緣或非(fei)🆚絕緣)中(zhong)流動時(shí)也會産(chan)生☔電勢(shi)，這個電(diàn)勢不是(shi)流量信(xìn)号本身(shēn)，它是“幹(gàn)擾信号(hào)”;尤其是(shi)在導電(dian)性能優(yōu)良的流(liu)🈲體中，如(ru)鹽水、酸(suān)堿溶☀️液(yè)等，其流(liú)動👄過程(chéng).中産生(shēng)的幹擾(rǎo)信号⚽大(dà)小甚至(zhì)會⭐超過(guo)流量信(xin)号本身(shēn)。這個“幹(gàn)擾信号(hào)在流經(jīng)電💰磁流(liú)量計測(ce)量❓管時(shí)會蠱加(jia)在流量(liàng)信号✔️電(dian)勢上，從(cóng)而造成(cheng)轉換器(qì)測量到(dao)的🌏流量(liàng)信号失(shī)真。由于(yú)電磁流(liú)量計轉(zhuan)換器的(de)輸入放(fang)大器通(tong)常🥵爲差(cha)動輸入(rù)設計，那(nà)麽，其中(zhong)一個“等(děng)電位的(de)公🈲共參(cān)考地”是(shi)必需的(de)，這個“公(gōng)共參考(kao)地”是測(cè)量的基(ji)礎⭕。對于(yu)電磁流(liú)量計的(de)測量原(yuan)理來說(shuō)，接地環(huán)與接地(di)電🎯極是(shì)流量計(ji)接地的(de)兩種形(xíng)式✨，其作(zuò)用是一(yī)樣的，即(ji)通過接(jie)👨‍❤️‍👨地環或(huo)接地電(diàn)極與測(ce)量介質(zhi)直接接(jie)觸、經表(biao)殼與轉(zhuan)換器的(de)輸👅入放(fang)大器的(de)“工作地(dì)"相連，使(shi)得放大(dà)器的“工(gōng)作地”與(yu)🔅信号源(yuán)的“地”連(lián)接在一(yī)起，共同(tong)形成一(yī)個等電(diàn)位的公(gōng)共參考(kǎo)地”;以此(cǐ)消除“幹(gàn)擾信号(hao)”對流量(liang)測量的(de)影響，确(què)保測量(liang)結果的(de)準确性(xing)。。
2、接地環(huan)和接地(di)電極的(de)選型與(yu)應用。
2.1材(cai)料的選(xuan)型+
　　接地(di)環或接(jiē)地電極(jí)的材料(liao)選擇，原(yuán)則上應(yīng)選擇與(yǔ)測🔞量電(diàn)📐極相同(tóng)材料。在(zài)選擇接(jiē)地環形(xíng)式接地(di)時，從⭕節(jiē)約投資(zi)成本考(kǎo)慮，接地(di)環的材(cái)料亦可(ke)選擇價(jia)格相對(duì)較低、耐(nai)腐蝕性(xìng)稍弱的(de)材🚶料;如(rú)在測量(liang)鹽水流(liú)量中，電(diàn)磁流量(liàng)計測量(liang)電極的(de)材料應(yīng)選擇钽(tan)材Ta,但接(jiē)地環可(ke)以選擇(ze)價格相(xiàng)對便宜(yí)的钛材(cai)Ti。需要特(tè)别🏃說明(míng)的是,在(zai)選擇不(bú)可維修(xiū)更換的(de)接地電(diàn)極形式(shi)接地時(shi)，降低接(jiē)地電極(ji)材料的(de)耐腐蝕(shi)性會降(jiàng)低流量(liang)計測量(liàng)管的整(zhěng)體使用(yong)壽命。。
2.2接(jie)地形式(shi)的選型(xing)及應用(yong)。
　　作爲電(dian)磁流量(liàng)計接地(dì)的兩種(zhǒng)不同形(xing)式，接地(di)環和接(jie)地電極(jí)都💃🏻可以(yi)實現等(deng)電位的(de)“公共參(cān)考地”、消(xiāo)除🌈幹擾(rao)的目的(de)，但🔞兩種(zhǒng)👣接地⭐形(xíng)式在使(shǐ)用過程(chéng)中又有(you)其各自(zì)的優缺(que)點。選用(yong)接地環(huán)形式可(kě)以保護(hu)襯裏的(de)翻邊不(bu)受損傷(shang)，但比較(jiao)耗材，尤(yóu)其是在(zai)☁️測量鹽(yan)水、鹽酸(suan)、高溫燒(shāo)堿等強(qiang)腐蝕性(xìng)介質時(shí)，對材質(zhi)的要求(qiu)很高，多(duo)爲-些如(rú)🔱Ta、Ti、Hc-276等貴金(jin)屬，使用(yong)接地環(huan)形式接(jiē)地"會大(da)大增加(jia)投資成(chéng)⛷️本。
　　生産(chan)實踐中(zhong)，在介質(zhi)輸送管(guan)道爲導(dǎo)電的金(jīn)屬管道(dào)、且流量(liàng)計襯裏(lǐ)不需要(yào)特别保(bao)護的情(qíng)況，可在(zài)靠近電(diàn)磁🈲流量(liang)計本體(ti)兩側的(de)👈金屬管(guan)道或與(yu)管道焊(hàn)接的配(pèi)對法蘭(lan)上焊接(jiē)“接地支(zhi)耳”，以此(cǐ)實現可(ke)靠接地(dì)。相反，選(xuǎn)用⭕接地(dì)電極形(xíng)式比較(jiào)省材，投(tou)資成本(ben)相對較(jiao)低，尤其(qi)是🏃‍♂️在氯(lü)堿燒堿(jiǎn)工序中(zhōng)，多數強(qiáng)腐蝕性(xìng)介👣質的(de)輸送管(guǎn)🚶道爲非(fēi)導電性(xing)的🌐襯塑(sù)管或絕(jué)緣塑料(liào)⛷️管，不可(ke)能通過(guò)焊接“接(jie)地支耳(er)"的方式(shì)實現可(kě)靠接⁉️地(di)，而隻能(néng)選擇接(jiē)地環或(huo)接地電(dian)極的形(xíng)⛱️式接地(dì)，在此情(qing)形下，一(yi)般應選(xuǎn)用接地(dì)電極的(de)形式接(jiē)地;但由(yóu)🏃于接地(di)電極一(yi)般都安(ān)裝固定(dìng)在電磁(cí)流量計(ji)測量管(guǎn)的最低(dī)點，在輸(shu)送管道(dao)容易結(jie)垢的工(gōng)況條件(jian)下，接地(dì)電極會(hui)因結垢(gòu)被覆蓋(gai)而🧑🏽‍🤝‍🧑🏻失去(qu)“接地”的(de)作用，特(tè)别是流(liu)量計水(shuǐ)平安裝(zhuang)時，選用(yòng)接地電(diàn)極應予(yǔ)以慎🚶重(zhòng)考慮。鑒(jiàn)于電解(jiě)鹽水工(gong)藝的特(te)殊性，二(er)次鹽水(shui)精制中(zhōng)的電磁(cí)流量計(jì)，特别是(shì)最靠近(jìn)電解槽(cáo)的電磁(ci)流量👈計(jì),如進🌏電(diàn)解槽的(de)鹽水、燒(shāo)堿和鹽(yán)酸流量(liàng)計，不得(dé)選用接(jie)地電極(jí)形式接(jie)👌地。這是(shì)因爲，電(diàn)解槽中(zhong)的電解(jie)質通常(chang)有3000~14700A的直(zhí)流電流(liú)，通過導(dǎo)電的液(ye)體介質(zhi)容易發(fā)生漏電(dian)現象，“漏(lòu)電”到達(da)流量計(jì)測🥵量管(guǎn)時，會🔞流(liu)經接地(di)電極對(dui)地放電(dian),使得金(jin)屬制作(zuò)的接地(di)電極發(fā)生電化(hua)學反應(yīng)，從而電(diàn)化學腐(fu)蝕接地(di)電極，造(zao)成接地(di)電極損(sǔn)壞，緻使(shi)電磁流(liu)量計無(wú)法正常(chang)工作🚩。。
六(liu)、結論。
　　綜(zōng)上所述(shù)，盡管氯(lü)堿燒堿(jian)生産過(guo)程中的(de)工況條(tiao)件較爲(wèi)複雜🈲，給(gěi)電磁流(liu)量計的(de)選型和(he)應用帶(dài)來了諸(zhu)多困🌏難(nán);盡管如(rú)此，由于(yú)在儀表(biǎo)選型時(shí)很好地(di)了解⛷️了(le)工況條(tiao)件并結(jie)合了現(xian)場的實(shí)際情況(kuàng)，以及在(zai)運行期(qī)間的精(jīng)心操作(zuò)與維護(hù)，目前，燒(shao)堿工序(xu)中在線(xiàn)使用的(de)近50台電(dian)磁流量(liang)計運行(háng)狀況良(liang)好，損壞(huài)率不超(chāo)過1台/年(nián)，确保了(le)燒堿生(shēng)産安全(quan)穩定運(yun)行;并持(chí)續♍改進(jin)，盡量降(jiàng)低投資(zī)成本。

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