随着科學(xué)進步,在 電磁流(liú)量計 家族中出(chu)現了一種插入(rù)式安裝的電磁(ci)流量計。此種儀(yi)表因其🏃‍♂️結構簡(jian)單、重量輕、安裝(zhuang)方便、維護量小(xiao)、價格便宜,很受(shou)工程設計者及(jí)用戶的歡迎。
　　近(jìn)幾年,洛陽石化(huà)總廠随着對裝(zhuang)置及公用工程(cheng)計量要求的提(ti)高,在現有裝置(zhi)的技術改造、新(xīn)裝置和基建🐉項(xiàng)目的設計中,對(duì)于裝置内外的(de)新鮮水、循環水(shui)、污水等采用🔱了(le)一批插入式電(dian)磁流量計 ,使用(yòng)效果很好,解決(jué)了這些介質在(zai)裝置内和公用(yong)系統中😄的流量(liang)檢測和計量問(wèn)題。
1　大管道導電(dian)液體的流量測(ce)量方法
　　從當前(qian)的技術講,測量(liang)大管道導電液(yè)體流量的檢測(ce)💜方法較多,現将(jiang)常用的幾種方(fang)法說明如下。
1.1　封(feng)閉管道(滿管)流(liu)量測量
1)電磁流(liu)量計,本文有詳(xiang)述。
2) 孔闆流量計(ji) (包括同心銳孔(kong)闆、1/4圓孔闆等),爲(wèi)标準的流量測(ce)量元🐉件,結構簡(jian)❌單、精度高、重複(fu)性好、無需現場(chang)标定、使用壽命(ming)長,但要求直管(guǎn)段長、有壓損、流(liu)速要求高,不适(shi)合在大口徑管(guǎn)道中使用。
3)文丘(qiū)裏管、皮托管或(huo)阿牛巴等,可以(yǐ)在大管道測量(liàng)中使🚶用,但由于(yu)被測介質流速(sù)低,故測量精度(dù)較低。
4) 超聲波流(liu)量計 是一種新(xin)型的非接觸式(shì)流量測量儀表(biao),現正在逐步🈚推(tuī)廣使用,但不适(shì)合于在埋地管(guǎn)道中安裝。
5) 渦街(jie)流量計 也是一(yī)種可選的流量(liang)測量儀表,從國(guo)内使用來看,使(shi)用👅效🏃‍♀️果差異較(jiao)大,且要求有嚴(yán)格的直管段及(ji)一👌定的最低流(liú)速,一般在埋💚地(di)的大管道安裝(zhuang)也不合适。
6) 渦輪(lun)流量計 ,國内很(hen)少采用,也受流(liu)速限制。1.2　明渠或(huò)封閉(不滿管)流(liú)量🤞測量
1)明渠式(shi):測量明渠液位(wèi)(用靜壓式、超聲(shēng)波式、浮标式、反(fǎn)㊙️吹式等),在明渠(qú)截面積已知的(de)情況下,可計算(suan)出流量。
2)超聲波(bo)式:測量明渠或(huo)不滿管中的流(liú)體液面及流✍️速(su),根據液體流過(guò)的截面積計算(suan)其流量。
2　石化企(qi)業中大口徑導(dao)電液體流量測(cè)量中的問題
2.1　在(zai)石油化工廠中(zhōng),裝置及公用工(gong)程中的大口徑(jing)流體基本上是(shi)新鮮水、除鹽水(shuǐ)、循環水、污水及(ji)海水等導電液(yè)體,它們🌂自身及(ji)管道安裝的特(te)點是:
1)管徑大,有(yǒu)些工廠的循環(huán)水管道管徑可(ke)大到1.8～ 2.0m,爲了減少(shao)占地面積及減(jiǎn)輕管橋荷重及(jí)防凍等原因,一(yī)般均采用埋地(di)敷設。
2)由于輸送(song)流量大,爲了減(jian)少長期操作費(fèi)用,一般設計流(liu)速偏⛷️低,且流量(liang)及流速時常有(you)變化。
3)循環水及(ji)污水有不同程(cheng)度的懸浮物或(huò)沉淤物、水質📐條(tiáo)件差😄。
4)現場儀表(biǎo)安裝在裝置邊(bian)界以外,儀表配(pèi)管及信号線敷(fū)設比較困難。
5)計(jì)量精度滿足企(qi)業内部做物料(liao)平衡及經濟核(he)算即可。
2.2　洛陽石(shi)化總廠在上述(shù)場所使用的流(liu)量計多爲管裝(zhuāng)法蘭🔴式電磁流(liu)量計和法蘭取(qu)壓同心圓銳孔(kong)闆,銳孔闆測量(liàng)中主要存在以(yi)下問題。
1)由于管(guan)道爲地下敷設(she),儀表安裝處設(shè)一地下井,待儀(yi)表安裝❌時因地(di)下井漏水,将管(guan)線全部浸沒,井(jǐng)内存許🏃🏻多雜物(wu),使💃儀表🎯安裝無(wu)法進行;安裝後(hòu)儀表長💜期浸沒(mei)在水中也無法(fǎ)檢修。
2)考慮到冬(dōng)天防凍,安裝變(bian)送器的儀表箱(xiāng)及測量引線要(yao)求進🤟行㊙️保溫伴(ban)熱,由于這些儀(yí)表基本都在裝(zhuāng)置或🤞工廠的邊(bian)界線🛀🏻上,距☀️離伴(bàn)熱蒸汽(或熱水(shuǐ))及回水點很遠(yuan),故使伴熱造成(chéng)很大困難。
3)用水(shui)量随工藝裝置(zhi)操作條件而常(chang)有變化,其流量(liang)和流速變化較(jiao)大,有時在很低(dī)流速下工作,其(qí)測量精度不高(gao)🎯,測量🔱誤差較大(dà)。
從原理、結構及(ji)安裝上,渦街流(liu)量計是一種較(jiào)好的測量方法(fa),但在循環水、污(wu)水大管道測量(liang)中也存在🍓一些(xiē)問題:
1)渦街流量(liang)計的測量精度(dù)與流速關系較(jiao)大(即流體應在(zai)👅一㊙️定的雷諾數(shu)之上),不适于這(zhe)種大管道、流速(sù)✔️低的流體測量(liang);
2)不宜安裝在被(bèi)水浸沒的場所(suǒ);
3)沉積物及懸浮(fú)物在渦街傳感(gan)器中沉積時對(duì)測量精💋度👨‍❤️‍👨有🔞影(ying)響;
4)使用壽命較(jiao)短。
3　電磁流量計(jì)的特點
1)測量不(bú)受流體密度、溫(wēn)度、壓力、粘度和(he)導電率變化💁的(de)💰影響,且與流速(su)分布無關;
2)測量(liang)管截面積沒有(you)收縮,無阻擋流(liu)動部件、無壓力(lì)損失;
3)适用于漿(jiang)狀、污泥及帶固(gu)體的液體;
4)精度(du)較高,± 0.5%;
5)可輸出與(yu)流速成正比例(li)的線性模拟信(xin)号或
脈沖信号(hao),測量範圍寬、線(xiàn)性好、零點穩定(ding);
6)适用管徑範圍(wéi)寬(16～ 3000mm)、要求較少的(de)直管段;
7)電極和(hé)襯裏可采用不(bu)同材質制造,耐(nai)腐蝕、抗磨損、可(kě)在高溫和水下(xia)安裝;
8)應用限制(zhì):測量液體必須(xu)有最小導電率(lǜ)(1μ S/cm随供貨商✂️而定(dìng));測量流體有沉(chen)積物時,會使測(ce)量精度降低;對(dui)溫度和壓力有(yǒu)一定限制。
4　插入(ru)式電磁流量計(jì)的特點及應用(yong)
4.1　插入式電磁流(liú)量計的特點
1)傳(chuan)感器(探頭)直接(jie)插入被測管道(dào),與一般管裝法(fǎ)蘭式🏃🏻電磁流量(liàng)計相比,具有體(ti)積小、安裝方便(bian)、投資少等優點(dian);
2)傳感器插入深(shēn)度僅爲管道直(zhi)徑的10%～
12.5%,無壓損,特(te)别适用于大口(kǒu)徑管道中的流(liu)量測量,優勢性(xing)能價格比;
3)無淤(yu)塞、無磨損件、免(miǎn)維護;
4)傳感器可(kě)以做成潛水浸(jin)沒型(IP68),很适于在(zài)工廠中埋地管(guǎn)㊙️道上💞安裝;
5)可以(yi)提供防爆結構(gòu)産品;
6)采用電流(liu)、脈沖信号輸出(chū),絕對零點穩定(dìng)
7)測量最低流速(su)可至0.1m/s(甚至更低(dī)),最小導電率≥ 20μS/cm;
8)傳(chuán)感器可帶安裝(zhuāng)附件,現場安裝(zhuāng)容易;
9)精度較低(dī),一般爲± 1%。
4.2　測量原(yuan)理
　　安裝在傳感(gǎn)器中的通電線(xiàn)圈在管道中産(chǎn)生穩定的磁場(chang),導電液體流過(guò)時,切割磁力線(xian),産生與流速成(cheng)正🚶‍♀️比的🐪電壓信(xin)号,該信号被傳(chuán)感器兩電極檢(jiǎn)出,并轉換成4～ 20mA模(mó)拟信号或脈沖(chòng)信号,從而實現(xian)對流體的測量(liang)(見👨‍❤️‍👨圖1)。

4.3　适用範圍(wéi)
與一般電磁流(liú)量計的測量範(fàn)圍相同。
5　插入式(shì)電磁流量計的(de)結構特點及儀(yí)表選型
5.1　結構特(te)點
插入式電磁(ci)流量計主要由(yóu)兩部分組成———傳(chuan)感器和✔️變送器(qi)。
1)按其組合方式(shì)可分爲:
一體式(shi)(傳感器和變送(song)器一體安裝,見(jiàn)圖2);
分離式(傳感(gǎn)器和變送器分(fen)離安裝,見圖3)。


2)按防爆形式(shi)分爲:普通型和(he)隔爆型。
3)按變送(song)器信号類型分(fen)爲:
模拟變送器(qì)和微處理變送(song)器。
按傳感器使(shǐ)用場合分爲:
一(yi)般型(溫度- 20～ 120℃　壓力(li)1.6MPa);
耐高溫型(溫度(dù)180℃　壓力4.0MPa);
此外,傳感(gǎn)器還可制成在(zai)線可拆卸型。
5.2　儀(yí)表選型
　　針對插(cha)入式電磁流量(liang)計的特點,工程(chéng)設計中儀表選(xuǎn)♊型要🔴點是:
1)提供(gòng)被測液體的性(xing)質(主要是電導(dao)率)、流體測量範(fan)圍、被測🈲介質溫(wen)度、壓力、工藝管(guan)道内徑等;
2)根據(ju)安裝位置确定(dìng)選普通型一體(tǐ)式或分離式;隔(gé)㊙️爆型一體㊙️式🌈或(huo)分離式;
3)根據介(jiè)質腐蝕程度,确(què)定傳感器的材(cái)質;計算插入式(shi)電磁流量計可(ke)測量的最低流(liú)速(流速偏低影(ying)響測量精度),以(yǐ)确🏃🏻定是否應縮(suō)小工藝管徑(提(ti)高流體流速);
4)按(an)工藝管道内徑(jing)确定插入式電(dian)磁流量計的插(chā)入深度及所💔帶(dai)安裝附件。
6　插入(rù)式電磁流量計(ji)的安裝
　　如前所(suo)述,插入式電磁(cí)流量計安裝十(shí)分簡單,選型時(shi)隻要👅成😍套訂購(gòu)法蘭短管,按傳(chuan)感器安裝尺寸(cun)在🏃🏻工藝🔞管道上(shàng)開口,并按工藝(yi)管道尺寸将法(fa)蘭短管加工成(chéng)能符合傳感器(qì)安裝要求的尺(chǐ)寸後,将其焊⛱️接(jie)在工藝管道上(shàng)即可,詳見安✂️裝(zhuang)示意圖4,5)。


7　插入式(shi)電磁流量計在(zài)洛陽石化總廠(chang)的應用情況
　　公(gōng)用工程中的水(shuǐ)(新鮮水、循環水(shuǐ)、污水等)流量變(biàn)化💜很大🈲,且這些(xiē)管道大多都埋(mai)在地下,過去設(she)置在水井中的(de)儀表由于水🐕井(jǐng)漏水長期浸泡(pao),大多數儀表☁️都(dou)無法使用。近幾(jǐ)年來,在改建或(huo)新建裝置和系(xì)統工程中陸續(xù)使用一批插入(rù)式電磁流量計(ji),其使用效果良(liang)好,基本滿足廠(chang)裏㊙️對這些介質(zhi)的測量和計量(liang)問題。
　　在新建的(de)化纖工程中,根(gen)據廠裏的使用(yòng)經驗,與承✉️擔🌈工(gōng)程設計的設計(jì)單位商定,又采(cǎi)用一批插入式(shi)電磁流量🚶計,用(yòng)于新鮮水、循環(huan)水及污水的測(cè)量。
8　插入式電磁(ci)流量計使用中(zhōng)存在的問題
1)插(cha)入式電磁流量(liàng)計其測量最低(dī)流速一般可小(xiao)至0.1m/s。但實際選用(yong)時仍應對其所(suo)測得的最低流(liú)速進行核算,以(yi)确保被測流量(liang)有一較好的測(cè)量精度。
2)流量計(jì)前直管段應≥ 5D;流(liú)量計後直管段(duàn)應≥ 3D(D爲管道公稱(chēng)直徑)。
3)管路有沉(chén)澱物析出時,如(rú)污泥與淤泥,此(ci)時流體應有較(jiao)高的測👉量流速(sù),防止污物的沉(chen)積,特别是在那(na)些沉🔆積物會産(chan)🌂生使傳感器絕(jué)緣的場合,更應(yīng)注意,必要時應(ying)選擇可更換電(dian)極的傳感器(可(ke)在線拆裝)。
4)對于(yu)流量變化範圍(wei)大、流體速度長(zhang)期低于流量計(ji)要求的最低😍流(liú)速的場合,應考(kao)慮縮小工藝管(guǎn)道或采用兩台(tái)🏒一大一小并聯(lian)安裝的流量計(ji)。
5)插入式電磁流(liu)量計與普通電(diàn)磁流量計一樣(yàng)宜在垂直的工(gōng)藝管道上安裝(zhuang),這樣可防止懸(xuán)浮的固體🌐沉落(luo)在電極上,同時(shi)使流🤟體中的油(yóu)分上升到電極(ji)的測量範圍之(zhi)外,如果流量計(jì)👈在水平工藝管(guan)道上安裝,則應(yīng)🈲使傳感器的電(dian)極處于水平軸(zhou)線上,避免電極(ji)由于空✌️氣泡産(chan)生的幹擾,導緻(zhì)測💁量誤差。
6)當工(gong)藝管道中不能(neng)完全充滿流體(tǐ),可采用一“V”型彎(wan)😄管結構(見圖6),這(zhe)特别适用于污(wū)水測量中含固(gu)體較多且流體(tǐ)不滿管的場合(hé)⛹🏻‍♀️。

7)電極上(shàng)的信号範圍小(xiǎo)(毫伏級),應避免(mian)接地電流流過(guò)測量😍電極附近(jìn)。
8)在非金屬管道(dao)(如陶瓷或塑料(liao)等)上安裝插入(rù)式電磁🌍流量計(ji)時,安裝流量計(jì)處的一段管道(dào)一般應采用金(jīn)屬材質。

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