随着(zhe)科學進步(bu),在 電磁流(liu)量計 家族(zu)中出現了(le)一種插入(ru)式安裝的(de)電磁流量(liang)計。此種儀(yi)表因其結(jie)構簡單、重(zhong)量輕、安裝(zhuang)方便、維護(hu)量小、價格(ge)便宜,很受(shou)工程✍️設計(ji)者及用戶(hu)的歡迎。
　　近(jin)幾年,洛陽(yang)石化總廠(chang)随着對裝(zhuang)置及公用(yong)工程計量(liang)要求📱的提(ti)高,在現有(you)裝置的技(ji)術改造、新(xin)裝置和基(ji)建項目的(de)設計中,對(dui)于裝置内(nei)外的新鮮(xian)水、循環水(shui)、污水等采(cai)用🤩了一批(pi)插入式電(dian)磁流量計(ji) ,使用效果(guo)很好,解決(jue)了這些介(jie)質在裝置(zhi)内和公用(yong)🔴系☀️統中的(de)❤️流🆚量檢測(ce)和計量問(wen)題。
1　大管道(dao)導電液體(ti)的流量測(ce)量方法
　　從(cong)當前的技(ji)術講,測量(liang)大管道導(dao)電液體流(liu)量的檢♻️測(ce)方法較🙇🏻多(duo),現将常用(yong)的幾種方(fang)法說明如(ru)下。
1.1　封閉管(guan)道(滿管)流(liu)量測量
1)電(dian)磁流量計(ji),本文有詳(xiang)述。
2) 孔闆流(liu)量計 (包括(kuo)同心銳孔(kong)闆、1/4圓孔闆(pan)等),爲标準(zhun)的流量測(ce)量元❌件,結(jie)構簡單🐇、精(jing)度高、重複(fu)性好、無需(xu)現場标定(ding)、使用壽命(ming)長,但要求(qiu)直管段長(zhang)、有壓損、流(liu)速要求高(gao),不适合在(zai)大口徑管(guan)道中使👌用(yong)。
3)文丘裏管(guan)、皮托管或(huo)阿牛巴等(deng),可以在大(da)管道測量(liang)中㊙️使用,但(dan)由于被測(ce)介質流速(su)低,故測量(liang)精度較低(di)㊙️。
4) 超聲波流(liu)量計 是一(yi)種新型的(de)非接觸式(shi)流量測量(liang)儀表,現正(zheng)在逐步🌈推(tui)廣使用,但(dan)不适合于(yu)在埋地管(guan)道中安裝(zhuang)。
5) 渦街流量(liang)計 也是一(yi)種可選的(de)流量測量(liang)儀表,從國(guo)内使用來(lai)看,使用效(xiao)果差異較(jiao)大,且要求(qiu)有嚴格的(de)直管段及(ji)一⁉️定的最(zui)低流速‼️,一(yi)般在埋地(di)的大管道(dao)安裝也不(bu)合适。
6) 渦輪(lun)流量計 ,國(guo)内很少采(cai)用,也受流(liu)速限制。1.2　明(ming)渠或封閉(bi)(不滿管)流(liu)量測量
1)明(ming)渠式:測量(liang)明渠液位(wei)(用靜壓式(shi)、超聲波式(shi)、浮标式❄️、反(fan)🈲吹式等),在(zai)明渠截面(mian)積已知的(de)情況下,可(ke)計算出流(liu)量。
2)超聲波(bo)式:測量明(ming)渠或不滿(man)管中的流(liu)體液面及(ji)流速🔴,根據(ju)✏️液💘體流過(guo)的截面積(ji)計算其流(liu)量。
2　石化企(qi)業中大口(kou)徑導電液(ye)體流量測(ce)量中的問(wen)題
2.1　在石油(you)化工廠中(zhong),裝置及公(gong)用工程中(zhong)的大口徑(jing)流體基本(ben)上是新鮮(xian)水、除鹽水(shui)、循環水、污(wu)水及海水(shui)等導電液(ye)體🐅,它們自(zi)身及管道(dao)安裝的特(te)點是:
1)管徑(jing)大,有些工(gong)廠的循環(huan)水管道管(guan)徑可大到(dao)1.8～ 2.0m,爲了⛱️減少(shao)💛占地面積(ji)及減輕管(guan)橋荷重及(ji)防凍等原(yuan)因,一般均(jun)👅采用埋地(di)敷設。
2)由于(yu)輸送流量(liang)大,爲了減(jian)少長期操(cao)作費用,一(yi)般設計流(liu)速偏低,且(qie)流量及流(liu)速時常有(you)變化。
3)循環(huan)水及污水(shui)有不同程(cheng)度的懸浮(fu)物或沉淤(yu)物、水質條(tiao)件差。
4)現場(chang)儀表安裝(zhuang)在裝置邊(bian)界以外,儀(yi)表配管及(ji)信号❤️線敷(fu)設比較困(kun)難。
5)計量精(jing)度滿足企(qi)業内部做(zuo)物料平衡(heng)及經濟核(he)算即可。
2.2　洛(luo)陽石化總(zong)廠在上述(shu)場所使用(yong)的流量計(ji)多爲管裝(zhuang)👅法🌍蘭式🐆電(dian)磁流量計(ji)和法蘭取(qu)壓同心圓(yuan)銳孔闆,銳(rui)孔闆測量(liang)中主要存(cun)在以下問(wen)題。
1)由于管(guan)道爲地下(xia)敷設,儀表(biao)安裝處設(she)一地下井(jing),待♉儀表安(an)裝時因地(di)下井漏水(shui),将管線全(quan)部浸沒,井(jing)内存許⁉️多(duo)雜物,使儀(yi)表安裝🈲無(wu)法進行;安(an)裝後儀表(biao)長🐆期浸沒(mei)在水中也(ye)無法💃🏻檢修(xiu)。
2)考慮到冬(dong)天防凍,安(an)裝變送器(qi)的儀表箱(xiang)及測量引(yin)線要求進(jin)行保溫伴(ban)熱,由于這(zhe)些儀表基(ji)本都在裝(zhuang)置或工廠(chang)的邊界線(xian)上,距離伴(ban)熱蒸汽(或(huo)熱水)及回(hui)水點很㊙️遠(yuan),故使伴熱(re)造🔴成很大(da)困難。
3)用水(shui)量随工藝(yi)裝置操作(zuo)條件而常(chang)有變化,其(qi)流量和💛流(liu)速變化較(jiao)大,有時在(zai)很低流速(su)下工作,其(qi)測量精度(du)不高,測量(liang)誤差較大(da)。
從原理、結(jie)構及安裝(zhuang)上,渦街流(liu)量計是一(yi)種較好的(de)測量方法(fa)🌈,但在循環(huan)水、污水大(da)管道測量(liang)中也存在(zai)一些☎️問題(ti):
1)渦街流量(liang)計的測量(liang)精度與流(liu)速關系較(jiao)大(即流體(ti)應💘在一定(ding)的雷諾數(shu)之上),不适(shi)于這種大(da)管道、流速(su)低的☀️流體(ti)測量;
2)不宜(yi)安裝在被(bei)水浸沒的(de)場所;
3)沉積(ji)物及懸浮(fu)物在渦街(jie)傳感器中(zhong)沉積時對(dui)測量精度(du)有影響💛;
4)使(shi)用壽命較(jiao)短。
3　電磁流(liu)量計的特(te)點
1)測量不(bu)受流體密(mi)度、溫度、壓(ya)力、粘度和(he)導電率變(bian)化的⛱️影響(xiang),且與流速(su)分布無關(guan);
2)測量管截(jie)面積沒有(you)收縮,無阻(zu)擋流動部(bu)件、無壓力(li)損失;
3)适用(yong)于漿狀、污(wu)泥及帶固(gu)體的液體(ti);
4)精度較高(gao),± 0.5%;
5)可輸出與(yu)流速成正(zheng)比例的線(xian)性模拟信(xin)号或
脈沖(chong)信号,測量(liang)範圍寬、線(xian)性好、零點(dian)穩定;
6)适用(yong)管徑範圍(wei)寬(16～ 3000mm)、要求較(jiao)少的直管(guan)段;
7)電極和(he)襯裏可采(cai)用不同材(cai)質制造,耐(nai)腐蝕、抗磨(mo)損、可在高(gao)溫和水下(xia)安裝;
8)應用(yong)限制:測量(liang)液體必須(xu)有最小導(dao)電率(1μ S/cm随供(gong)貨商而定(ding));測量✏️流體(ti)有沉積物(wu)時,會使測(ce)量精度降(jiang)低;對溫度(du)和壓力有(you)一定限制(zhi)✍️。
4　插入式電(dian)磁流量計(ji)的特點及(ji)應用
4.1　插入(ru)式電磁流(liu)量計的特(te)點
1)傳感器(qi)(探頭)直接(jie)插入被測(ce)管道,與一(yi)般管裝法(fa)蘭式電磁(ci)流🈚量計相(xiang)比,具有體(ti)積小、安裝(zhuang)方便、投資(zi)少等優點(dian);
2)傳感器插(cha)入深度僅(jin)爲管道直(zhi)徑的10%～
12.5%,無壓(ya)損,特别适(shi)用于大口(kou)徑管道中(zhong)的流量測(ce)量,優勢性(xing)能價🈲格☂️比(bi);
3)無淤塞、無(wu)磨損件、免(mian)維護;
4)傳感(gan)器可以做(zuo)成潛水浸(jin)沒型(IP68),很适(shi)于在工廠(chang)中埋地管(guan)道上安裝(zhuang);
5)可以提供(gong)防爆結構(gou)産品;
6)采用(yong)電流、脈沖(chong)信号輸出(chu),絕對零點(dian)穩定
7)測量(liang)最低流速(su)可至0.1m/s(甚至(zhi)更低),最小(xiao)導電率≥ 20μS/cm;
8)傳(chuan)感器可帶(dai)安裝附件(jian),現場安裝(zhuang)容易;
9)精度(du)較低,一般(ban)爲± 1%。
4.2　測量原(yuan)理
　　安裝在(zai)傳感器中(zhong)的通電線(xian)圈在管道(dao)中産生穩(wen)定的磁場(chang),導✔️電液體(ti)流過時,切(qie)割磁力線(xian),産生與流(liu)速成正比(bi)的💛電壓信(xin)号,該信号(hao)被傳感器(qi)兩電極檢(jian)出,并轉換(huan)成4～ 20mA模拟信(xin)号或脈沖(chong)信🐆号,從而(er)實現對流(liu)體的測量(liang)(見圖1)。

4.3　适用(yong)範圍
與一(yi)般電磁流(liu)量計的測(ce)量範圍相(xiang)同。
5　插入式(shi)電磁流量(liang)計的結構(gou)特點及儀(yi)表選型
5.1　結(jie)構特點
插(cha)入式電磁(ci)流量計主(zhu)要由兩部(bu)分組成———傳(chuan)感器和變(bian)送器。
1)按其(qi)組合方式(shi)可分爲:
一(yi)體式(傳感(gan)器和變送(song)器一體安(an)裝,見圖2);
分(fen)離式(傳感(gan)器和變送(song)器分離安(an)裝,見圖3)。


2)按防爆(bao)形式分爲(wei):普通型和(he)隔爆型。
3)按(an)變送器信(xin)号類型分(fen)爲:
模拟變(bian)送器和微(wei)處理變送(song)器。
按傳感(gan)器使用場(chang)合分爲:
一(yi)般型(溫度(du)- 20～ 120℃　壓力1.6MPa);
耐高(gao)溫型(溫度(du)180℃　壓力4.0MPa);
此外(wai),傳感器還(hai)可制成在(zai)線可拆卸(xie)型。
5.2　儀表選(xuan)型
　　針對插(cha)入式電磁(ci)流量計的(de)特點,工程(cheng)設計中儀(yi)表選型要(yao)👅點是:
1)提供(gong)被測液體(ti)的性質(主(zhu)要是電導(dao)率)、流體測(ce)量範✨圍、被(bei)⚽測⛹🏻‍♀️介質溫(wen)度、壓力、工(gong)藝管道内(nei)徑等;
2)根據(ju)安裝位置(zhi)确定選普(pu)通型一體(ti)式或分離(li)式;隔🔞爆🌈型(xing)‼️一體式或(huo)分離式;
3)根(gen)據介質腐(fu)蝕程度,确(que)定傳感器(qi)的材質;計(ji)算插入式(shi)電磁🙇🏻流量(liang)計可測量(liang)的最低流(liu)速(流速偏(pian)低影響測(ce)量精度),以(yi)确定是否(fou)應✌️縮小工(gong)藝管徑(提(ti)高流體😄流(liu)速);
4)按工藝(yi)管道内徑(jing)确定插入(ru)式電磁流(liu)量計的插(cha)入‼️深度及(ji)所帶安裝(zhuang)附件。
6　插入(ru)式電磁流(liu)量計的安(an)裝
　　如前所(suo)述,插入式(shi)電磁流量(liang)計安裝十(shi)分簡單,選(xuan)型時㊙️隻要(yao)㊙️成套訂購(gou)法蘭短管(guan),按傳感器(qi)安裝尺寸(cun)在工藝管(guan)道上開🧡口(kou),并⛱️按工💔藝(yi)管道尺寸(cun)将法蘭短(duan)管加工成(cheng)能符合傳(chuan)感器安裝(zhuang)要求的尺(chi)寸後,将其(qi)焊接在工(gong)藝管道上(shang)即可,詳見(jian)安裝示意(yi)圖4,5)。


7　插(cha)入式電磁(ci)流量計在(zai)洛陽石化(hua)總廠的應(ying)用情況
　　公(gong)用工程中(zhong)的水(新鮮(xian)水、循環水(shui)、污水等)流(liu)量變化很(hen)😄大,且這些(xie)管道大多(duo)都埋在地(di)下,過去設(she)置在水井(jing)中的儀表(biao)由于水井(jing)漏水長期(qi)浸泡,大多(duo)數儀表都(dou)無法使用(yong)。近幾年來(lai)🌈,在改建或(huo)新建裝置(zhi)和系統工(gong)程中陸續(xu)使用一批(pi)插入式電(dian)磁流量計(ji),其使用⚽效(xiao)果良好,基(ji)⛱️本滿足廠(chang)裏對這些(xie)介質的測(ce)量和計量(liang)問題。
　　在新(xin)建的化纖(xian)工程中,根(gen)據廠裏的(de)使用經驗(yan),與承擔工(gong)程設🛀計的(de)設計單位(wei)商定,又采(cai)用一批插(cha)入式電磁(ci)流量計,用(yong)于新🌈鮮水(shui)♍、循環水及(ji)污水的測(ce)量。
8　插入式(shi)電磁流量(liang)計使用中(zhong)存在的問(wen)題
1)插入式(shi)電磁流量(liang)計其測量(liang)最低流速(su)一般可小(xiao)至💘0.1m/s。但實際(ji)選用時仍(reng)應對其所(suo)測得的最(zui)低流速進(jin)行♌核算,以(yi)确保被測(ce)流量有一(yi)較好的測(ce)量精度。
2)流(liu)量計前直(zhi)管段應≥ 5D;流(liu)量計後直(zhi)管段應≥ 3D(D爲(wei)管道公稱(cheng)直徑✂️)。
3)管路(lu)有沉澱物(wu)析出時,如(ru)污泥與淤(yu)泥,此時流(liu)體應有較(jiao)高的測量(liang)流速,防止(zhi)污物的沉(chen)積,特别是(shi)在那些沉(chen)🌐積物會産(chan)生使🌈傳感(gan)器絕緣的(de)場合,更應(ying)注意❗,必要(yao)時應選擇(ze)可更換🍓電(dian)極的🤩傳感(gan)器♋(可在線(xian)拆裝)。
4)對于(yu)流量變化(hua)範圍大、流(liu)體速度長(zhang)期低于流(liu)量計要求(qiu)的最低流(liu)速的場合(he),應考慮縮(suo)小工藝管(guan)道或采用(yong)兩台一大(da)一小并聯(lian)安裝的流(liu)量計。
5)插入(ru)式電磁流(liu)量計與普(pu)通電磁流(liu)量計一樣(yang)宜在垂直(zhi)的工藝管(guan)道上安裝(zhuang),這樣可防(fang)止懸浮的(de)固體沉落(luo)在電㊙️極上(shang)🌈,同時使流(liu)體中的油(you)分上升到(dao)電極的測(ce)量範圍之(zhi)外,如果流(liu)量計在水(shui)平㊙️工藝管(guan)道上💃安裝(zhuang),則應使傳(chuan)感器的電(dian)極處于水(shui)平軸🧑🏾‍🤝‍🧑🏼線上(shang),避免電極(ji)由于空氣(qi)泡産生的(de)🥵幹擾,導緻(zhi)測量誤差(cha)。
6)當工藝管(guan)道中不能(neng)完全充滿(man)流體,可采(cai)用一“V”型彎(wan)管💘結🔴構(見(jian)圖🤩6),這特别(bie)适用于污(wu)水測量中(zhong)含固體較(jiao)多且流體(ti)不滿管的(de)場合。

7)電極上(shang)的信号範(fan)圍小(毫伏(fu)級),應避免(mian)接地電流(liu)流過測量(liang)電極附近(jin)。
8)在非金屬(shu)管道(如陶(tao)瓷或塑料(liao)等)上安裝(zhuang)插入式電(dian)磁流量計(ji)💋時🥰,安裝流(liu)量計處的(de)一段管道(dao)一般應采(cai)用金🔆屬材(cai)質。

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