摘要：電磁流量(liàng)計 具有無壓損(sun)、口徑大、量程比(bi)寬、耐腐蝕、适用(yong)于高黏度☎️介質(zhì)、性🈲價♊比高等特(tè)點。探讨了電磁(ci)流量計的測量(liang)原理、特點、适用(yòng)場合等工程要(yào)素，詳細介紹了(le)電磁流量計的(de)性能特點。介紹(shào)了電磁流量計(jì)的幾個典型應(yīng)用案例，提供了(le)疑難流量測量(liàng)的參考方案。
　　在(zài)石化、化工、電力(lì)、冶金、市政、制藥(yào)等行業，流量測(cè)量的技術難度(dù)和複雜程度都(dōu)相當高，研究流(liú)量測量對于提(tí)高産品質量、降(jiang)低企業的經營(ying)成本、解決節能(néng)環保🏒起到重要(yao)作用。電磁流量(liang)計具有無阻力(lì)，無💜壓損的優點(diǎn)，可以充👣分減小(xiǎo)管💛道内的阻力(lì)，符合節能降耗(hào)的要求，因而電(dian)磁流量計在業(ye)界得到廣泛的(de)重視。介紹了電(diàn)磁流量計的測(cè)量原理、特點和(hé)适用場合，提出(chu)了在⁉️工程設💯計(jì)中選用電磁流(liu)量計需☎️考慮的(de)因素及電磁👉流(liu)量計的安裝要(yào)求。
1　測量原理
　　電(dian)磁流量計的測(cè)量原理是根據(jù)法拉第電磁感(gǎn)應定律🌈測🔞量流(liú)速，再測量流通(tong)截面液位高度(dù)得流通面積，兩(liǎng)者相乘得到所(suo)測🈲流量［1］，電磁流(liu)量計測量原理(lǐ)如圖1所示，電磁(ci)流量計實際測(cè)量介質流速，是(shì)一🐉種速度式流(liu)量計。電磁流量(liang)計的測量原理(li)依據以下公式(shì)表述：
Ue＝ｋB　L　V（1）

　　式中：Ue—感應電動(dòng)勢，即流量信号(hào)，V；B—磁感應強度，T；L—電(diàn)極間距，即測量(liàng)管内徑，m；V—液體平(píng)均流速，m／S；qV—液體體(tǐ)積流量，m3／S。
2　适用範(fan)圍和優點
　　電磁(cí)流量計廣泛用(yong)于導電液體或(huò)液固兩相介質(zhi)的體積流量測(ce)量，如其他儀表(biao)不能測量的各(ge)種酸、堿、鹽等高(gāo)🈲腐蝕性、易結晶(jing)的溶液的流量(liang)，泥漿、礦漿🌈、水煤(mei)漿、紙漿、漿料等(deng)液固介質和純(chún)水、污水等相對(duì)簡單的導電介(jie)質的流量。電磁(ci)流量計要求被(bèi)測介質電導率(lǜ)一般應大于5μS／Cm。電(dian)🔅磁流量計由流(liu)量傳感器和轉(zhuan)換器兩部分組(zu)成，與其他💃🏻類型(xíng)的流量計相比(bǐ)，其優點如下：
1）傳(chuan)感器測量管是(shi)一段無阻流檢(jian)測件的直管，因(yīn)而檢🔞測🔞流量時(shí)不會造成壓力(li)損失，節能效果(guo)好。
2）适用于測量(liang)含有固體顆粒(lì)或纖維的液固(gù)兩相流🈲體，如紙(zhi)漿、煤粉漿、礦漿(jiang)、污水及酸、堿、鹽(yan)溶液等具有一(yī)定🌈電導率的液(ye)體，所測☀️體積流(liu)量不受流體密(mì)度、黏度、溫度、壓(yā)力🏃和電導率的(de)影響。
3）測量範圍(wei)大，量程比一般(ban)大于10∶1，最高可達(dá)100∶1。流速範圍一♈般(ban)⭕爲1～6m／S，也🐇可擴展到(dao)0.5～10.0m／S。測量管徑範圍(wei)爲2mm～3m［2］。
4）Ue與qV成線性關(guan)系，故儀表具有(yǒu)均勻刻度，且所(suǒ)測得流😄體👨‍❤️‍👨的體(tǐ)積🍓流⛷️量與介質(zhì)的物性（如溫度(dù)、壓力、密度、黏度(dù)）無關，所以電磁(ci)流量計隻需用(yòng)水标定後，即可(kě)用來測量其他(tā)導🎯電介質的體(ti)積流量，無需修(xiu)正［2］。
5）測量口徑大(dà)，适用于大管徑(jìng)液體流量的測(ce)量。6）與其他大部(bu)分🔅流量儀表相(xiang)比，所要求的前(qian)置直管段較低(dī)。
3　工程設計中需(xū)考慮的因素
3.1　工(gōng)藝過程條件
選(xuan)用電磁流量計(ji)通常需要考慮(lǜ)的工藝條件如(rú)下：
1）被測介質電(dian)導率。電磁流量(liang)計測量的流體(tǐ)必須是導電的(de)，一般隻要電導(dǎo)率超過阈值，即(ji)使變化也不影(ying)響測量值，但低(dī)于阈值将會增(zeng)大測量誤差；通(tong)常要求液🏒體電(diàn)導♈率不小于5μS／Cm，去(qu)離子水電🈚導率(lü)不小于20μS／Cm。
2）被測介(jiè)質溫度。根據被(bèi)測工藝介質的(de)溫度範圍，選🔴擇(zé)測量管内襯材(cái)料及傳感器線(xian)圈的漆包線的(de)耐📐溫等級，即襯(chen)裏材料應與介(jiè)質溫度相适應(yīng)，常用測量管襯(chèn)❄️裏材料建議根(gen)據表1選擇。

3）被測(cè)介質壓力。根據(jù)被測工藝介質(zhi)的壓力，結合介(jie)質的設計溫👅度(dù)來确定電磁流(liu)量計傳感器的(de)過程連接法蘭(lan)🐅壓力等級👨‍❤️‍👨，常用(yòng)标準壓力等級(ji)有PN40，PN16，PN10，PN6；美國标準ASMEB1　6.5CLASS　150，CLASS　300。選(xuan)用⭕電磁流量計(ji)時還需注意壓(ya)力等級與流量(liàng)計口徑有關。
4）工(gōng)藝介質流量範(fan)圍及工藝管道(dao)的管徑。根據管(guǎn)道口徑和介質(zhì)流速确定電磁(ci)流量計傳感器(qi)的标稱口徑。通(tōng)常👅選用與管道(dao)相同或略小的(de)口徑，管道内平(ping)均流速根據情(qing)況而定，一般工(gōng)業輸水管道爲(wei)經濟流速1.5～3m／S，易黏(nián)附沉積結垢物(wù)質流速宜爲3～4m／S，礦(kuang)漿等磨蝕性強(qiang)的介質流速宜(yi)爲2～3m／S，電磁流量計(jì)液體流速可🌈在(zài)1～10m／S選用［1］。
5）介質狀态(tai)。介質含有固體(tǐ)顆粒對傳感器(qì)内襯及電✔️極有(yǒu)磨蝕作用，如果(guǒ)被測介質含有(yǒu)固體顆粒，襯裏(li)需選用高耐磨(mó)性材料，如陶瓷(ci)或聚氨酯橡膠(jiao)［1］。
6）介質的腐蝕性(xing)。由于電極和襯(chèn)裏與介質直接(jiē)接觸，電極和襯(chen)裏‼️的耐腐蝕特(tè)性應與介質的(de)腐蝕性相匹配(pèi)。
7）工藝管道材質(zhì)。根據安裝電磁(ci)流量計所在的(de)管道材質是金(jin)屬還是絕緣材(cai)料，确定是否采(cǎi)用接地法蘭。
3.2　環(huán)境條件
1）根據安(an)裝區域是否屬(shu)于爆炸危險區(qū)域，确定是否選(xuǎn)擇 防爆型電磁(ci)流量計 ，并按照(zhao)爆炸危險區域(yù)劃分等級選擇(ze)滿足儀表所在(zài)區域防爆♌要求(qiú)的電磁流量計(ji)。
2）根據電磁流量(liàng)計的實際安裝(zhuang)地理位置，并按(àn)照GB　4208—2008《外殼防護等(deng)級（IP代碼）》或IEC52９—2001　DeGreSS　0f　Pr0teCtI0n　Pr0VIDeD　byenCL0SUreS（IP　C0De），确定(dìng)電磁流量計的(de)類型及防🥵護等(deng)級。若儀表安裝(zhuang)✂️在地面以下，易(yi)被水淹沒，宜選(xuǎn)用 分體型電磁(cí)流量計 ，且傳感(gan)器防護等級應(ying)選用IP68的儀表；若(ruò)儀表安裝在地(dì)面以上，防💯護等(děng)級可選用IP65到IP67；同(tóng)時，對分體型電(dian)磁流量㊙️計所提(ti)供電纜長度應(yīng)根據實際安裝(zhuāng)位置确定。
3.3　材料(liao)
1）測量管材料。測(cè)量管材料應爲(wèi)非磁性材料，通(tōng)常爲1.4301不鏽鋼或(huò)1.4306／30　4L不鏽鋼。
2）法蘭。過(guo)程連接法蘭材(cái)料通常爲A105，F316L（1.4571／316L）。
3）電極(jí)材料。電極材料(liào)應根據被測介(jie)質的成分及金(jin)屬的耐腐蝕性(xing)選用。
4）襯裏材料(liào)。襯裏材料應根(gen)據被測介質的(de)腐蝕性、磨🆚損性(xing)及介質的最高(gao)溫度來選擇。
5）接(jiē)地環（或接地電(dian)極）。接地環或接(jie)地電極的材質(zhi)應根據介質的(de)成分及金屬耐(nài)腐蝕性選擇，常(cháng)用的接地環💔或(huò)接地電極材料(liao)：316L不㊙️鏽鋼、哈氏合(hé)金、钽。通常接地(dì)電極的材質與(yǔ)測量電極相⚽同(tóng)。
4　安裝
　　在工程實(shi)際應用中，爲了(le)确保電磁流量(liàng)計的正常運☔行(hang)及測量精度，接(jie)地極的正确安(ān)裝是極爲重要(yao)的一個環🚶‍♀️節。
4.1　接(jiē)地
　　由于電磁流(liú)量計測量的是(shì)微弱電勢，需排(pai)除一切外🈲界幹(gan)擾💃🏻才能準确測(ce)量，因而良好的(de)接地是保障🧑🏽‍🤝‍🧑🏻電(dian)磁流量💋計穩定(ding)工作的必要條(tiáo)件。通常接地是(shi)通過接地🚩環或(huo)傳💃🏻感器内的參(can)考電極和管路(lu)系統的接地連(lián)接來實現。
1）當電(diàn)磁流量計安裝(zhuang)在已接地的金(jīn)屬管道上，通過(guò)💃🏻電磁💜流量計變(biàn)送器上的接地(di)端子實現系統(tǒng)電勢🔴平衡，即通(tong)過截面積不小(xiǎo)于6mm2的銅芯電線(xiàn)連接至接㊙️地端(duan)子上。
2）當電磁流(liu)量計安裝在未(wèi)接地的金屬管(guan)道上，2個法蘭㊙️均(jun1)通過截⛷️面積至(zhi)少爲6mm2的銅芯電(dian)線與管道法蘭(lan)💃🏻相連接，并📐接地(dì)；将變送器或傳(chuán)感器接線盒連(lian)接至接地端💃🏻子(zǐ)上，實現系統電(dian)勢平衡。
3）當電磁(cí)流量計安裝在(zài)塑料管道或帶(dài)絕緣内襯的管(guan)道👄上，通📱過附加(jia)接地環實現系(xi)統電勢平衡，接(jiē)地環通過截面(miàn)積♻️至少爲6mm2的🛀🏻銅(tong)芯電線連接至(zhì)接地端🌍子上。
4.2　直(zhi)管段要求
　　爲了(le)保證電磁流量(liang)計的正常運行(háng)，減少測量誤差(cha)，電磁流量計前(qián)後應符合一定(dìng)的直管段要求(qiu)。根據🐪JJG　1033—2007《電磁流量(liàng)計核定規😍程》測(ce)試标準要求，通(tōng)常前直管段應(ying)達到10D，後直管段(duan)應爲5D；根據實際(ji)經驗，在大部分(fen)應用場合，流量(liàng)計前直管段最(zuì)少不小于5D，後直(zhí)管段最少不小(xiǎo)于3D。
4.3　安裝位置
通(tōng)常，電磁流量計(jì)設計時需特别(bié)注意以下幾點(dian)：
1）變送器要選擇(ze)在任何時候測(cè)量導管内都能(néng)充滿液體的位(wèi)💃🏻置👅進行安裝，以(yǐ)防止由于測量(liang)導管内沒有液(yè)體而産生指針(zhēn)📐不在零點引起(qi)的錯覺。最好是(shì)垂直安💋裝，減少(shao)由于液‼️體流過(guò)在電極上産生(sheng)氣泡而造成的(de)👅誤差。
2）電磁流量(liàng)計測量管中出(chū)現氣體積聚或(huò)有氣泡現象時(shi)，會增大✍️測量誤(wu)差，所以要避免(mian)将電磁流量計(ji)傳感器安裝在(zài)管道☔的最高點(dian)。
3）電磁流量計傳(chuán)感器不應安裝(zhuang)在泵的入口側(cè)，避免抽✉️液時形(xing)♈成負壓損壞測(ce)量管内襯。
4）盡量(liang)避免安裝在有(you)振動的地方，若(ruò)不可避免，應加(jia)固管路✌️系♻️統☁️和(he)傳感器，當振動(dòng)十分劇烈時，宜(yi)選用分體式電(dian)磁流量計，将變(bian)送器和傳感器(qì)分開安裝。在高(gāo)空管道上，也要(yao)盡量選用 分體(tǐ)式電磁流量計(ji) ，将傳感器安裝(zhuāng)在高空管道上(shang)，将變送器安裝(zhuang)在地面上的易(yì)觀察處，方便巡(xun)查和維修。
5）電磁(cí)流量計信号微(wei)弱，在滿量程時(shí)隻有2.5～8.0mV，流量很小(xiao)時，輸出隻有幾(jǐ)微伏。要避免将(jiāng)電磁流量計安(ān)裝在有電磁場(chang)和電磁場變化(hua)劇烈的地方，如(rú)大型變壓器、電(dian)機等強電🐉磁設(shè)備附近。
6）變送器(qi)和二次儀表必(bi)須使用電源中(zhong)的同一根相‼️線(xiàn)💋，否則會🐉由于檢(jiǎn)測信号和反饋(kui)信号相位差120°，導(dao)緻儀表不能正(zheng)常工作［3］。
7）對于含(han)固顆粒的液體(tǐ)流量測量，電磁(cí)流量檢測器宜(yí)垂直安裝，并且(qie)流體的流向應(ying)自下而上。
4.4　選型(xíng)中需要注意的(de)問題
　　電磁流量(liang)計的測量管内(nei)襯材料有多種(zhong)，其中耐腐蝕🏃‍♂️性(xìng)能好的是聚四(sì)氟乙烯，目前的(de)陶瓷内膽襯裏(lǐ)，此種材料既防(fang)👌腐蝕🐉又耐磨。電(diàn)極材料的選擇(zé)要嚴格按照選(xuǎn)型要求進行，應(yīng)以滿足需要爲(wèi)原則，不盲目選(xuǎn)擇貴🌈金屬。在化(hua)🈚工生産中鉑是(shì)一種性能很好(hao)的催化劑，某些(xiē)介質在一㊙️定的(de)條件下與鉑接(jie)觸後💯易發生化(hua)學反應，鉑電極(jí)的電磁流量計(jì)在測量雙氧水(shuǐ)時，會在電極👌表(biǎo)面生成氣霧，流(liu)量爲零時，輸出(chū)也會波動［4］。
　　由于(yú)腐蝕性介質的(de)種類多種多樣(yàng)，提供腐蝕性介(jie)質給制造廠商(shāng)進行研究，由制(zhi)造廠商提供試(shì)用材料，在規定(dìng)的條件上🔴挂片(piàn)試驗樣機。
5　應用(yòng)案例分析
5.1　在循(xun)環冷卻水站及(ji)尿素裝置中的(de)應用
　　某項目的(de)循環冷卻水站(zhan)及尿素裝置液(ye)體流量測量點(dian)的特點：循環冷(leng)卻水站的工藝(yi)管徑大、壓力低(di)、水中含有氯化(hua)🐉物等腐蝕性介(jiè)質，而且工藝管(guan)道敷設在地面(mian)以下💋；尿素裝置(zhi)流量測量介質(zhì)有熔融尿素、甲(jiǎ)氨溶液等，具有(you)💰腐蝕性強、易結(jié)晶的特點。同時(shi)要求儀表測量(liang)精度優于±0.5％。鑒于(yú)上述工況特點(dian)及要求，選用電(diàn)磁流量計，表2爲(wèi)該項目工況條(tiáo)件及電磁流量(liàng)計的性能指标(biao)。其中，循環冷卻(que)水站的電磁流(liu)量計選用分體(ti)型，檢💃測器的防(fang)護等級♊爲IP68，信号(hào)轉換🚶器的防護(hù)等級爲IP67；尿素裝(zhuāng)置所用電磁流(liu)量計的防✨護等(děng)級爲IP67，儀表運行(hang)至今效果良好(hǎo)。

5.2　在乙烯堿洗塔(ta)系統中的應用(yong)
　　乙烯堿洗塔系(xì)統中采用20％質量(liàng)分數的離子堿(jiǎn)注入塔内，與塔(ta)内的洗滌水液(yè)混合形成三段(duàn)不同質量👨‍❤️‍👨分數(shù)的堿液，對裂解(jiě)氣壓縮機Ⅲ段出(chū)來的裂解氣進(jin)🙇🏻行洗滌，從而脫(tuō)😍除乙烯♋裂解氣(qì)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼中的H2S和C02等雜質(zhì)，經過三段洗滌(di)後，在最後一段(duàn)雜質生成碳酸(suan)💯氫鈉後排📐出塔(tǎ)。洗滌後的裂解(jiě)氣進入壓縮機(jī)的高壓段繼續(xù)壓縮并進入後(hou)系統進一步分(fen)離處理。
　　由于離(li)子堿具有較強(qiang)的腐蝕性，測量(liang)難度大。原設🛀計(jì)采用 差壓變送(song)器 測量方案，在(zài)使用過程中因(yīn)引壓管和三閥(fá)組内的物料結(jié)晶頻繁，無法正(zheng)常工作。經過多(duo)方評估，最後✊選(xuǎn)擇了德國Khr0ne公🏒司(sī)的鉑金電極的(de)電磁流量計，該(gāi)流量計具✂️有強(qiang)抗腐蝕的鉑金(jīn)電極和PTFE内襯，剛(gang)開始儀表指示(shi)正常，但不久均(jun)失靈，經多方面(miàn)查找原因，系内(nei)襯損壞導緻電(diàn)極被腐蝕損壞(huài)，儀表無法工作(zuò)。經過多方調研(yan)和交流，在再次(ci)改造中選擇了(le)橫河電機公司(si)的電容式無電(dian)極電磁、配置陶(táo)瓷内膽的電磁(ci)👄流量計，該流量(liang)計🔴以外壁作爲(wei)測量電極，配以(yǐ)内部陶瓷内膽(dǎn)，具有極高的耐(nài)磨性和防腐蝕(shí)性能，徹底改變(bian)了原有電磁流(liu)量計配備專用(yong)電極的局限性(xìng)，很好地解📱決了(le)該工況中的測(cè)量問題。
6　結束語(yǔ)
　　綜上所述，電磁(cí)流量計因其獨(dú)特的優點，在石(shí)化、化工等行🌍業(yè)得到廣泛應用(yòng)。用戶在選用電(dian)磁流量計👅時應(yīng)充分掌握測量(liang)工況的各項條(tiao)件及其安裝要(yào)求，了解電磁流(liú)量計安裝所處(chù)的環境🌈條件，以(yǐ)确保😄正确地選(xuǎn)用電磁流量計(jì)，提高測量儀表(biao)的準确和📞穩定(ding)性。

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