随着科學(xué)進步,在 電(dian)磁流量計(jì) 家族中出(chū)現了一種(zhong)插入式安(an)裝的電磁(ci)流量計。此(cǐ)種📧儀♋表因(yin)其結構簡(jiǎn)單、重量輕(qīng)、安裝方便(biàn)、維護量小(xiao)、價格便宜(yi),很受工程(cheng)🔞設計👣者及(jí)用戶的歡(huan)迎。
　　近幾年(nián),洛陽石化(hua)總廠随着(zhe)對裝置及(jí)公用工程(cheng)計🐆量要求(qiu)的提高,在(zài)現有裝置(zhì)的技術改(gai)造、新裝置(zhi)和基建項(xiang)目的設計(ji)中,對于裝(zhuang)置内外的(de)新鮮水、循(xun)環🔅水、污水(shuǐ)等采用了(le)一批插入(ru)式電磁流(liu)量計 ,使用(yòng)效果很好(hao),解決了這(zhè)些介質在(zai)裝置内和(he)公用系統(tong)中的流量(liàng)檢測和計(jì)量問題。
1　大(dà)管道導電(diàn)液體的流(liú)量測量方(fāng)法
　　從當前(qián)的技術講(jiang),測量大管(guǎn)道導電液(yè)體流量的(de)檢測方法(fa)較多,現将(jiāng)常用的幾(jǐ)種方法說(shuo)明如下。
1.1　封(feng)閉管道(滿(man)管)流量測(ce)量
1)電磁流(liú)量計,本文(wen)有詳述。
2) 孔(kǒng)闆流量計(jì) (包括同心(xīn)銳孔闆、1/4圓(yuán)孔闆等),爲(wèi)标準的流(liú)量測量元(yuán)👄件,結🚶構簡(jian)單、精度高(gāo)、重複性好(hǎo)、無需現場(chang)标定、使用(yong)壽命💞長,但(dàn)要求直管(guan)段長、有壓(ya)損、流速要(yao)求高,不适(shì)合在大口(kou)徑管道中(zhōng)使用。
3)文丘(qiu)裏管、皮托(tuō)管或阿牛(niú)巴等,可以(yi)在大管道(dao)測量中使(shi)用,但由于(yú)被測介質(zhì)流速低,故(gù)測量精度(dù)較低。
4) 超聲(shēng)波流量計(jì) 是一種新(xīn)型的非接(jie)觸式流量(liàng)測量儀表(biao),現正在逐(zhu)🌈步推廣使(shi)用,但不适(shi)合于在埋(mái)地管道中(zhong)安裝。
5) 渦街(jiē)流量計 也(yě)是一種可(ke)選的流量(liàng)測量儀表(biao),從國内使(shǐ)用來看,使(shǐ)用效果差(chà)異較大,且(qie)要求有嚴(yán)格的直管(guan)段及一定(dìng)的最低流(liu)速,一般在(zài)埋地的大(dà)管道安裝(zhuang)也不合适(shi)。
6) 渦輪流量(liang)計 ,國内很(hěn)少采用,也(ye)受流速限(xiàn)制。1.2　明渠或(huò)封閉(不滿(mǎn)管)流量測(ce)量
1)明渠式(shi):測量明渠(qu)液位(用靜(jìng)壓式、超聲(sheng)波式、浮标(biāo)式、反吹式(shì)等👣),在明渠(qú)截面積已(yǐ)知的情況(kuàng)下,可計算(suàn)出流量。
2)超(chao)聲波式:測(ce)量明渠或(huò)不滿管中(zhong)的流體液(ye)面及流速(su),根據😄液體(tǐ)流過的截(jié)面積計算(suan)其流量。
2　石(shi)化企業中(zhōng)大口徑導(dǎo)電液體流(liú)量測量中(zhong)的問題
2.1　在(zai)石油化工(gong)廠中,裝置(zhi)及公用工(gōng)程中的大(da)口徑流🍓體(ti)基本上是(shi)新鮮水、除(chu)鹽水、循環(huan)水、污水及(jí)海水等🌂導(dǎo)電液體,它(ta)們自身💞及(ji)管道安裝(zhuāng)的特點是(shi):
1)管徑大,有(you)些工廠的(de)循環水管(guan)道管徑可(ke)大到1.8～ 2.0m,爲了(le)減少占地(di)面積及減(jian)輕管橋荷(he)重及防凍(dong)等原因,一(yī)般均采用(yòng)埋地敷設(shè)。
2)由于輸送(sòng)流量大,爲(wei)了減少長(zhang)期操作費(fei)用,一般設(shè)🔞計♍流速偏(piān)低,且流量(liang)及流速時(shi)常有變化(hua)。
3)循環水及(ji)污水有不(bu)同程度的(de)懸浮物或(huò)沉淤物、水(shuǐ)質條件差(cha)。
4)現場儀表(biǎo)安裝在裝(zhuāng)置邊界以(yǐ)外,儀表配(pèi)管及信号(hao)線敷😍設比(bi)較困難。
5)計(jì)量精度滿(mǎn)足企業内(nèi)部做物料(liào)平衡及經(jing)濟核算即(ji)可。
2.2　洛陽石(shí)化總廠在(zai)上述場所(suǒ)使用的流(liu)量計多爲(wei)管裝法蘭(lán)式🈲電磁流(liu)量計和法(fa)蘭取壓同(tóng)心圓銳孔(kong)闆,銳孔闆(pǎn)測量中主(zhǔ)要存在以(yi)下問題。
1)由(you)于管道爲(wei)地下敷設(shè),儀表安裝(zhuang)處設一地(di)下井,待儀(yi)表安裝時(shí)因地下井(jǐng)漏水,将管(guǎn)線全部浸(jìn)沒,井内存(cun)許多雜物(wù),使儀表安(an)裝無法進(jin)行;安裝後(hou)儀表長👈期(qi)浸沒😄在水(shui)中也無法(fǎ)檢修。
2)考慮(lü)到冬天防(fang)凍,安裝變(biàn)送器的儀(yí)表箱及測(ce)量引線💜要(yào)求☂️進行📞保(bǎo)溫伴熱,由(yóu)于這些儀(yí)表基本都(dōu)在裝置或(huò)工廠的邊(biān)界線上,距(ju)離伴熱蒸(zhēng)汽(或熱水(shui))及回水點(diǎn)很♈遠,故使(shi)伴熱造成(chéng)很大困難(nan)。
3)用水量随(sui)工藝裝置(zhi)操作條件(jiàn)而常有變(biàn)化,其流量(liàng)和流速🔞變(bian)化較大,有(you)時在很低(di)流速下工(gong)作,其測量(liang)🐪精度🤟不高(gao),測量誤差(cha)💋較大。
從原(yuán)理、結構及(ji)安裝上,渦(wo)街流量計(jì)是一種較(jiào)好的🤩測💃🏻量(liang)🤟方🌏法,但在(zai)循環水、污(wu)水大管道(dao)測量中也(yě)存在一些(xiē)問題:
1)渦街(jie)流量計的(de)測量精度(dù)與流速關(guān)系較大(即(ji)流體應在(zai)一定💯的雷(léi)諾數之上(shang)),不适于這(zhe)種大管道(dao)、流速👣低的(de)流體🚩測量(liàng);
2)不宜安裝(zhuang)在被水浸(jìn)沒的場所(suǒ);
3)沉積物及(ji)懸浮物在(zài)渦街傳感(gǎn)器中沉積(jī)時對測量(liàng)精度有影(ying)響;
4)使用壽(shòu)命較短。
3　電(dian)磁流量計(ji)的特點
1)測(cè)量不受流(liu)體密度、溫(wen)度、壓力、粘(zhan)度和導電(diàn)率變化的(de)影響,且與(yu)流速分布(bù)無關;
2)測量(liàng)管截面積(jī)沒有收縮(suō),無阻擋流(liú)動部件、無(wú)壓力損失(shī)㊙️;
3)适用于漿(jiāng)狀、污泥及(ji)帶固體的(de)液體;
4)精度(du)較高,± 0.5%;
5)可輸(shū)出與流速(su)成正比例(li)的線性模(mó)拟信号或(huò)
脈沖信号(hao),測量範圍(wei)寬、線性好(hao)、零點穩定(ding);
6)适用管徑(jing)範圍寬(16～ 3000mm)、要(yào)求較少的(de)直管段;
7)電(diàn)極和襯裏(li)可采用不(bu)同材質制(zhì)造,耐腐蝕(shí)、抗磨損、可(ke)在高溫和(he)水下安裝(zhuang);
8)應用限制(zhi):測量液體(tǐ)必須有最(zuì)小導電率(lǜ)(1μ S/cm随供貨商(shang)而定);測🌐量(liàng)流體有沉(chen)積物時,會(huì)使測量精(jīng)度降低;對(duì)溫度和壓(yā)力有一定(ding)限制。
4　插入(rù)式電磁流(liú)量計的特(tè)點及應用(yòng)
4.1　插入式電(dian)磁流量計(jì)的特點
1)傳(chuán)感器(探頭(tóu))直接插入(rù)被測管道(dào),與一般管(guan)裝法蘭🔞式(shi)電♊磁流量(liang)計相比,具(ju)有體積小(xiǎo)、安裝方便(biàn)、投資少等(deng)優點;
2)傳感(gan)器插入深(shen)度僅爲管(guan)道直徑的(de)10%～
12.5%,無壓損,特(te)别适用于(yu)大口徑管(guǎn)道中的流(liú)量測量,優(yōu)勢性♌能價(jià)格比;
3)無淤(yu)塞、無磨損(sun)件、免維護(hu);
4)傳感器可(ke)以做成潛(qián)水浸沒型(xíng)(IP68),很适于在(zai)工廠中埋(mai)地管💃🏻道上(shang)安裝;
5)可以(yǐ)提供防爆(bào)結構産品(pǐn);
6)采用電流(liú)、脈沖信号(hào)輸出,絕對(dui)零點穩定(ding)
7)測量最低(dī)流速可至(zhi)0.1m/s(甚至更低(di)),最小導電(diàn)率≥ 20μS/cm;
8)傳感器(qi)可帶安裝(zhuāng)附件,現場(chǎng)安裝容易(yi);
9)精度較低(dī),一般爲± 1%。
4.2　測(ce)量原理
　　安(ān)裝在傳感(gan)器中的通(tōng)電線圈在(zài)管道中産(chan)生穩定♍的(de)磁🌂場,導電(diàn)液體流過(guo)時,切割磁(cí)力線,産生(shēng)與流速成(cheng)正比的電(diàn)壓👄信号🙇‍♀️,該(gāi)信号被傳(chuán)感器兩電(diàn)極檢出,并(bìng)轉換💯成4～ 20mA模(mó)拟信号或(huo)脈沖信号(hào),從而實現(xian)對流體的(de)測量(見圖(tu)1)。

4.3　适用範圍(wéi)
與一般電(diàn)磁流量計(ji)的測量範(fan)圍相同。
5　插(chā)入式電磁(ci)流量計的(de)結構特點(diǎn)及儀表選(xuǎn)型
5.1　結構特(tè)點
插入式(shi)電磁流量(liàng)計主要由(you)兩部分組(zu)成———傳感器(qì)和變送器(qi)💛。
1)按其組合(hé)方式可分(fèn)爲:
一體式(shì)(傳感器和(hé)變送器一(yī)體安裝,見(jiàn)圖2);
分離式(shì)(傳感器和(he)變送器分(fen)離安裝,見(jian)圖3)。


2)按(àn)防爆形式(shì)分爲:普通(tong)型和隔爆(bao)型。
3)按變送(song)器信号類(lèi)型分爲:
模(mo)拟變送器(qì)和微處理(li)變送器。
按(àn)傳感器使(shi)用場合分(fèn)爲:
一般型(xíng)(溫度- 20～ 120℃　壓力(lì)1.6MPa);
耐高溫型(xíng)(溫度180℃　壓力(lì)4.0MPa);
此外,傳感(gǎn)器還可制(zhi)成在線可(kě)拆卸型。
5.2　儀(yi)表選型
　　針(zhen)對插入式(shi)電磁流量(liang)計的特點(dian),工程設計(jì)中儀表選(xuǎn)型要點是(shi):
1)提供被測(ce)液體的性(xìng)質(主要是(shi)電導率)、流(liú)體測量範(fan)圍、被測介(jie)質溫度、壓(yā)力、工藝管(guan)道内徑等(děng);
2)根據安裝(zhuang)位置确定(dìng)選普通型(xing)一體式或(huo)分離式;隔(gé)爆型一體(tǐ)式或分離(lí)式;
3)根據介(jiè)質腐蝕程(cheng)度,确定傳(chuán)感器的材(cái)質;計算插(cha)入🤟式電磁(ci)流量🍉計可(ke)測量的最(zuì)低流速(流(liú)速偏低影(ying)響測量精(jīng)度),以确定(dìng)是否應縮(suo)小工藝管(guan)徑(提高流(liu)體流速);
4)按(àn)工藝管道(dao)内徑确定(ding)插入式電(diàn)磁流量計(ji)的插入深(shēn)度及所帶(dài)安裝附件(jian)。
6　插入式電(dian)磁流量計(ji)的安裝
　　如(ru)前所述,插(cha)入式電磁(ci)流量計安(an)裝十分簡(jian)單,選型時(shi)🌏隻要成套(tao)訂購法蘭(lán)短管,按傳(chuan)感器安裝(zhuang)尺寸在工(gōng)藝管道上(shang)開口,并按(àn)工藝管道(dào)尺寸将法(fǎ)蘭短管加(jiā)工成能符(fú)合💛傳感器(qì)🛀安裝要求(qiú)的尺寸後(hou),将其焊接(jiē)在工藝管(guǎn)道上即可(kě),詳見安裝(zhuāng)示意圖4,5)。


7　插入式(shì)電磁流量(liang)計在洛陽(yáng)石化總廠(chǎng)的應用情(qing)況
　　公用工(gong)程中的水(shui)(新鮮水、循(xun)環水、污水(shuǐ)等)流量變(biàn)化很大,且(qie)這些管道(dao)大多都埋(mai)在地下,過(guò)去設置在(zai)水井中的(de)儀表由于(yu)水井漏水(shui)長期浸泡(pao),大多數儀(yí)表都無法(fǎ)使用。近幾(ji)年來㊙️,在改(gǎi)建或新建(jian)裝置和系(xì)統工程中(zhong)陸續使用(yong)一❗批插入(ru)式電磁流(liú)量計,其使(shi)用效果良(liang)好,基本滿(man)足廠裏對(dui)這些介質(zhi)☔的測量和(hé)計量問題(tí)。
　　在新建的(de)化纖工程(cheng)中,根據廠(chang)裏的使用(yòng)經驗,與承(chéng)擔❓工程設(she)🐕計的設計(ji)單位商定(ding),又采用一(yi)批插入式(shì)電磁流量(liang)計,用📞于新(xin)🏃‍♀️鮮水、循環(huán)水及污水(shui)的測量。
8　插(chā)入式電磁(ci)流量計使(shǐ)用中存在(zai)的問題
1)插(cha)入式電磁(ci)流量計其(qi)測量最低(dī)流速一般(bān)可小至0.1m/s。但(dan)實際選用(yòng)時仍應對(dui)其所測得(dé)的最低流(liu)速進行核(hé)算🤞,以确🔆保(bao)被💃🏻測流量(liang)有一較好(hao)的測量精(jing)度。
2)流量計(jì)前直管段(duan)應≥ 5D;流量計(ji)後直管段(duàn)應≥ 3D(D爲管道(dào)公稱直🔆徑(jing))。
3)管路有沉(chén)澱物析出(chū)時,如污泥(ní)與淤泥,此(ci)時流體應(ying)有較高的(de)測量流速(sù),防止污物(wu)的沉積,特(tè)别是在那(na)些沉積物(wù)會産生使(shi)㊙️傳感器絕(jue)緣的場合(hé),更應注意(yì),必要時應(yīng)選擇可更(geng)換⭐電極的(de)傳感器(可(kě)在線拆裝(zhuāng))。
4)對于流量(liàng)變化範圍(wei)大、流體速(sù)度長期低(di)于流量計(ji)要求的最(zui)低流速的(de)場合,應考(kǎo)慮縮小工(gong)藝管道或(huò)采用兩台(tai)一大一小(xiǎo)并聯安裝(zhuāng)的流量計(ji)。
5)插入式電(diàn)磁流量計(ji)與普通電(dian)磁流量計(jì)一樣宜在(zai)垂直💛的工(gōng)藝管道上(shàng)安裝,這樣(yàng)可防止懸(xuan)浮的固體(ti)沉落在電(diàn)極上,同時(shí)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼使流體中(zhōng)的油分上(shàng)升到電極(ji)的測量範(fan)圍之外,如(ru)果流量計(ji)在水平工(gong)藝管道上(shang)安裝,則應(ying)使傳感器(qi)的電極處(chu)🐕于水平軸(zhóu)線上,避免(miǎn)🏃🏻‍♂️電極由于(yu)空氣泡産(chǎn)生的幹擾(rǎo),導緻測量(liàng)誤差。
6)當工(gōng)藝管道中(zhong)不能完全(quán)充滿流體(tǐ),可采用一(yi)“V”型彎管🥵結(jié)構(見圖6),這(zhè)特别适用(yong)于污水測(cè)量中含固(gu)體較多且(qiě)流體不滿(mǎn)管的場合(he)。

7)電(dian)極上的信(xìn)号範圍小(xiao)(毫伏級),應(ying)避免接地(dì)電流流過(guò)測💜量電極(jí)附近。
8)在非(fei)金屬管道(dào)(如陶瓷或(huo)塑料等)上(shàng)安裝插入(ru)式電磁流(liú)量♋計時,安(ān)裝流量計(jì)處的一段(duàn)管道一般(bān)應采🐅用金(jīn)🆚屬材質。

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