摘(zhai)要：電磁流量計 測(ce)量管的抗腐蝕性(xìng)優點決定了其在(zài)氯堿燒堿工序☂️中(zhōng)💋被廣泛的應用，而(er)其中流量計選型(xíng)的技術要點主要(yào)集中體現在🤩口徑(jìng)的确定、測量電極(jí)的材質與襯裏材(cái)質、接地環或接地(dì)電極的選擇及電(diàn)解工序工藝的㊙️特(te)殊性上。
一、引言
　　氯(lü)堿燒堿生産過程(chéng)中的液體介質多(duo)爲腐蝕性較💋強電(diàn)解質，如鹽水、鹽酸(suān)、燒堿、次氯酸鈉等(deng)；這種強腐蝕性生(shēng)産工藝✌️環境及電(dian)磁流量計抗腐蝕(shi)方面的優點，決定(ding)了電🏃磁流量計在(zai)氯堿燒堿工序中(zhōng)正被廣泛地應用(yong)。爲實現流量的準(zhun)确、可靠測💃量，節約(yue)投🔴資成本，電磁流(liú)量計的正确選型(xíng)顯得尤爲重要。下(xià)❌面，就氯堿燒堿🈲生(sheng)産過程中電磁流(liú)量計設計選型及(ji)應用方面的體會(huì)和經驗作些總結(jié)。
電磁流量計的工(gōng)作原理。
　　電磁流量(liang)計的測量原理是(shi)基于法拉第電磁(cí)感應定律:即🤩導體(ti)介質在磁場介質(zhi)中切割磁力線運(yun)動時在其兩端産(chan)生感應電動勢。如(rú)圖1所示，導電介質(zhì)🔞在垂直于磁場的(de)非磁性測量管内(nèi)流動，與流動方向(xiang)垂直的方向上産(chan)生與流量⭕成比例(li)的感應電勢✏️,電動(dong)勢的方🌈向按“弗來(lái)明☎️右手規則”，其感(gǎn)應電勢E爲💞:E==KBVD式中:E-感(gan)應電動勢(與流速(sù)成正比);K一比例常(cháng)數🌂;。B_磁場強度(線圈(quan)電感);V_測量管内介(jie)質的平均流速;4D--電(dian)極間距(測量管的(de)内徑)。
　　測量流量時(shí)，其感應電勢通過(guo)二個與介質直接(jie)接觸的測量電極(ji)檢測出來,并通過(guò)電纜送至轉換器(qi)進行智能化處理(li),然後在+LCD.上顯示或(huò)轉換成标準信号(hào)4~20mA和0~1kHz輸出。

表(biao)一氯堿燒堿工序(xù)中常用電極材料(liao)介紹

材料	代号	耐(nai)腐蝕性及具體使(shǐ)用範圍
不鏽鋼316L	V	用(yòng)于工業用水、生活(huo)用水、污水等弱腐(fǔ)蝕性的介質及中(zhōng)性溶液和碳酸、醋(cu)酸等弱酸。目前，在(zài)氯堿中主要應用(yong)于循環水、生産水(shui)、弱酸性的廢水、小(xiao)于30℃的低濃度燒堿(jian)溶液流量的測量(liang)。
哈氏合金C	Hc	耐氧化(huà)性酸，如硝酸、鉻酸(suān)與硫酸的混合物(wu)，也耐氧化🏒性的鹽(yán)類，對海水、堿溶液(ye)、氯化物溶液有良(liáng)好的🐪耐腐蝕性。目(mù)前，在氯堿中🧑🏽‍🤝‍🧑🏻主要(yao)應用于40～90℃的30%～50%燒堿溶(rong)液流量的測量。
钛(tài)	Ti	耐海水、各種氯化(hua)物和次氯酸鹽及(ji)多種氫氧化物的(de)腐✔️蝕。目前🔞，在氯堿(jian)中主要應用于鹽(yan)水、次氯酸鈉流量(liàng)的測量。
钽	Ta	除了氫(qīng)氟酸、燒堿以外，幾(ji)乎能耐一切化學(xué)介質的📱腐蝕。目前(qián)，在氯堿中主要應(ying)用于鹽水、次氯酸(suān)鈉、鹽💯酸、硫酸流量(liang)的㊙️測量。

三、流量計(jì)口徑的确定
　　 電磁(cí)流量計能夠測量(liang)較寬流量(流速)範(fan)圍的流體💯，通常爲(wei)🔴流速0.3～10.0m/s；流量計的口(kǒu)徑一般等于工藝(yì)管道口徑，亦可小(xiǎo)👄于或大于工藝管(guan)道口徑。流量計口(kou)徑的确定主要是(shì)根據工藝上的體(ti)積流量，結合工藝(yi)管📧道的尺寸，兼顧(gu)測量準确性、經濟(jì)性和耐用性方面(mian)考慮，選擇合适的(de)流量計口徑，使通(tōng)過傳感器的流體(tǐ)平均流速在合适(shì)的範圍内，推薦使(shǐ)用的流速範圍一(yī)般爲1.0～5.0m/s。在這個範圍(wei)内，流量計測量精(jīng)度高、線性好、壓損(sǔn)小，介質對流量計(jì)襯裏和電極🌐的磨(mó)損也相對較小些(xie)。此外，對于含有固(gu)體✔️懸浮顆粒的流(liu)體介質，推薦使用(yong)的流🔴速範圍爲1.0～3.0m/s，這(zhe)樣有助于避免流(liu)速📧過高造成固體(tǐ)懸浮顆粒對👣流量(liang)計襯裏和電極的(de)過快磨損，延長使(shǐ)用壽命，如鹽泥流(liú)量；而對于易結晶(jīng)、黏度稍大或有沉(chén)積物的流體介質(zhi)，可适當地提高流(liu)速，推薦使🍓用的流(liu)速範圍爲流速、流(liú)量與口徑三者關(guan)系如下式：V=354Q/D2
式中：V—————流(liú)速，m/s；Q—————流量，m3/h；D—————口徑，mm。
　　例如(rú)，在燒堿電解工序(xu)中，進電解槽的鹽(yan)水流量計量程爲(wèi)0~50m3/h,工藝管道口徑爲(wèi)DN100;當電磁流量計的(de)口徑分别選💰擇DN100和(hé)DN80時，根據上述公式(shi)計算,鹽水的流速(sù)分别爲1.77m/s和2.76m/s;計算結(jie)果均在推薦使用(yong)的流速範圍，但從(cóng)經濟性方面☔考慮(lǜ)，選擇🈚DN80口徑的流量(liang)計要比🈲選擇DN100口徑(jing)🤞的流量計可節約(yuē)1/4~1/5的投資成本，此時(shí)，應該選用DN80口徑的(de)流量計。小
.四、流量(liàng)計測量電極、襯裏(lǐ)材料的選型及應(yīng)用。
1、測量電極材料(liao)的選型及應用s
　　電(diàn)磁流量計的測量(liang)電極是與工藝;)質(zhì)直接接觸的🈚唯一(yi)金屬材料，其作用(yong)是與導線連接将(jiang)測量管中産生的(de)微弱感✔️應電動勢(shì)傳輸到轉換器中(zhōng)的檢測單元。由于(yú)電磁流量計的電(diàn)極部分處于工作(zuo)磁場中，爲防止磁(ci)力線在⛱️電極上集(ji)中，電極材料必須(xū)使🈚用非導磁的金(jin)屬材料;并💰根據工(gong)況介🛀🏻質對金屬材(cái)料的腐蝕速率(mm/a,即(jí)每年被腐蝕👉掉的(de)金屬厚度)來确定(ding)不同的😄工況介質(zhi)選擇不同的金屬(shǔ)材料。下面通過圖(tu)表一的方式介紹(shào)在氯堿燒堿工序(xù)中常用的幾種電(diàn)極材料及其使用(yong)範圍。
表二：常見襯(chen)裏材料的主要性(xing)能及适用範圍

材(cái)料	主要性能	适用(yong)範圍
聚四氟乙烯(xī)	是化學性能最穩(wěn)定的一種塑料，能(neng)耐沸騰的鹽酸、硫(liu)❄️酸㊙️、硝酸和🌏王水，也(ye)能耐濃堿；耐磨性(xìng)強、粘結性能差。	-40℃～+180℃；濃(nong)酸、堿等強腐蝕性(xìng)介質液及衛生類(lèi)介質。不能用于負(fu)壓。
（PTFE或F4）	同PTFE；耐磨性、抗(kàng)負壓能力高于PTFE	＜120℃；濃(nong)酸、堿等強腐蝕性(xìng)介質液，能用于較(jiào)高負壓。
聚全氟乙(yi)丙烯（F46或FEP）	其兼具PTFE和(he)F46的性能優點	-40℃～+180℃；濃酸(suan)、堿等強腐蝕性介(jie)質液，能耐較高負(fù)壓。
聚全氟化烷氧(yǎng)基(PFA)	耐磨耗性優越(yuè)，爲天然橡膠的10倍(bei)，耐腐蝕性差	＜60℃；适用(yòng)于含有泥沙、石礫(li)等固體顆粒的漿(jiāng)液；耐腐蝕性📞差，
聚(ju)氨酯橡膠(PU)	有極好(hǎo)的彈性，高度的扯(che)斷力，耐磨性能好(hǎo)；耐一般🔴低🔱濃🌍	隻能(neng)用于弱酸弱堿等(děng)液體。
氯丁橡膠(CR)	度(dù)酸、堿、鹽介質的腐(fu)蝕，不耐氧化介質(zhi)的腐蝕。	＜80℃；适用于水(shui)、污水、弱磨損性的(de)泥漿礦漿。

2、測量管(guǎn)襯裏材料的選型(xing)及應用。
　　電磁流量(liang)計正常工作的基(ji)本條件之一，是測(cè)量管内壁🥵除電極(jí)🏃🏻‍♂️處外，其它地方的(de)法向電流爲零。爲(wei)滿足這一條件，最(zui)♉簡單的方法是将(jiāng)導電的金屬測量(liang)🐅管内壁🈲和法蘭端(duān)面襯以絕緣襯裏(li)。通💞俗地講,用絕緣(yuán)襯裏的✊目的是防(fang)止感應信号電壓(ya)被金屬管短💜路，可(kě)見絕緣♉襯裏在電(dian)磁流量計應用中(zhōng)的作用十🏃🏻‍♂️分重要(yào)。由于被測導電介(jie)質的流體種類繁(fan)多，它們✍️的物理化(huà)學特性也不盡相(xiang)同，不可⭐能用一種(zhǒng)絕緣材料的襯裏(li)來滿足所有應用(yong)電磁流量🏃‍♀️計的測(cè)量流體介質的物(wù)理化學特性要求(qiú);因此，在襯裏材料(liào)的選型.上，應重點(dian)🤟考慮測量介質對(dui)襯裏的耐溫度、熱(re)沖擊、高壓、負壓、磨(mó)損、腐蝕、粘結、附着(zhe)等方面的要☔求。下(xia)面通過圖表二的(de)方式介紹常見的(de)電磁流量📞計測量(liang)管襯裏材料的主(zhu)要性能特點及适(shì)用範圍。
五、氯堿燒(shao)堿工序中接地環(huán)和接地電極的選(xuan)型及應用。
1、接地環(huan)和接地電極的作(zuo)用。
　　電磁流量計在(zai)工作過程中檢測(ce)到的流量信号電(diàn)勢極小，通常隻有(yǒu)幾個毫伏的電勢(shì)信号:而導電流體(ti)在任何管道(絕緣(yuán)❗或非絕緣)中流動(dong)時也會産生♋電勢(shì)，這🚶‍♀️個電勢不是流(liu)量信号本身，它是(shi)“幹擾信号”;尤其是(shì)在導電性能優良(liáng)的流體中，如鹽水(shui)、酸堿溶液等，其流(liu)動過程.中産生的(de)幹擾信号大小甚(shen)至會☎️超過流量信(xin)号本身。這個“幹擾(rǎo)🍓信号在流經電磁(ci)流量計測量管時(shí)會⭐蠱加在流量信(xìn)号電勢上，從而造(zào)成轉換器測量到(dao)的流量信号失真(zhēn)。由于電磁流量計(ji)轉換器的輸入放(fàng)大器通常爲差動(dòng)輸入設計，那麽，其(qi)中一個“等電位的(de)公☁️共參考地”是必(bi)需的，這個“公共參(can)考地㊙️”是測量的基(jī)❓礎。對于電磁流量(liang)計的測量原理來(lái)說，接地環與接🧡地(di)電極是流量計接(jie)地的兩種形式，其(qí)作用是一樣的，即(jí)通過接地🐕環或接(jiē)地♊電極與測量介(jiè)☔質直接接觸、經表(biao)殼✨與轉換器的輸(shu)入放大器的“工作(zuò)地"相連，使得放大(da)器的“工作地”與信(xìn)号💋源的“地”連接在(zai)一起，共同形成一(yī)個等電位的公共(gòng)參考地”;以此消除(chu)“幹擾信号”對流量(liang)測量的影✔️響，确保(bao)測量結果的準确(que)性。。
2、接地環和接地(dì)電極的選型與應(ying)用。
2.1材料的選型+
　　接(jiē)地環或接地電極(jí)的材料選擇，原則(zé)上應選擇與測量(liàng)電極㊙️相同材料。在(zai)選擇接地環形式(shi)接地時，從節約投(tóu)資成本🚶考慮，接地(di)環的材料亦可選(xuan)擇價格相對較低(dī)、耐腐蝕性稍弱的(de)材❄️料;如在測量鹽(yan)水流量中，電磁流(liu)量計測量電極的(de)材料應選擇钽材(cai)Ta,但接地環可以選(xuǎn)擇價格相對便宜(yi)的钛🐆材Ti。需要特别(bié)說明的是,在選擇(ze)不可維修更換的(de)接地電極形式接(jie)地時，降低接地電(diàn)極材料的耐腐蝕(shí)性會降低流量計(jì)測量管的整體使(shi)用壽命。。
2.2接地形式(shì)的選型及應用。
　　作(zuo)爲電磁流量計接(jiē)地的兩種不同形(xíng)式，接地環和接地(di)電💃極都可以實現(xian)等電位的“公共參(can)考地”、消除幹擾的(de)目的，但兩種接地(dì)形式在使用過程(chéng)中又有🤟其各自的(de)優缺點。選用🌏接地(dì)環形式可以保護(hù)襯裏的翻邊不受(shòu)損傷，但比較耗材(cai)，尤其是在💃測量鹽(yán)水、鹽酸、高溫燒堿(jiǎn)等強腐蝕性介質(zhì)時，對材質的要求(qiu)很高，多爲-些如💜Ta、Ti、Hc-276等(děng)貴金屬，使用接地(di)環形式接😍地"會大(dà)大增加🌈投資成本(ben)。
　　生産實踐中，在介(jie)質輸送管道爲導(dao)電的金屬管道、且(qie)💘流量計😄襯裏不需(xū)要特别保護的情(qing)況，可在靠近電磁(cí)流量計本體兩側(ce)的金屬管道或與(yǔ)管道焊接的配對(dui)法蘭上焊接“接地(di)支耳”，以此實現可(ke)靠接地。相反，選用(yòng)🛀🏻接地電極形式比(bǐ)較省材，投資成本(ben)相對📱較低，尤其是(shì)在氯堿燒堿工序(xù)中，多數強腐蝕性(xing)介質的輸送管道(dao)爲非導電性的襯(chen)塑管或絕緣⁉️塑料(liào)👈管，不可能通過焊(hàn)接“接地支耳"的方(fāng)🏃式實現可靠接🌈地(di)🏒，而隻能選擇接地(di)環或接地電極的(de)👉形式接地，在此情(qing)形下，一般應選用(yong)接地電極的形式(shi)接地;但由于接地(di)電極一般都安裝(zhuang)固定在電磁流量(liàng)計測量管的最低(di)點，在輸送管道容(róng)易結垢的工況條(tiáo)件下，接地電極會(huì)因結垢被覆蓋而(er)失去“接地”的作用(yòng)，特别是流量⛷️計水(shui)平安裝時，選用接(jie)地電極應予以慎(shen)重考慮。鑒于電解(jie)鹽水工藝的特殊(shū)性，二次鹽水精👅制(zhì)中的電磁流量計(ji)，特别是最靠近電(diàn)解槽的電磁流量(liàng)計,如進電解槽的(de)鹽水、燒堿和鹽酸(suan)流量計，不得選用(yòng)接地💚電極形式接(jiē)地。這是因爲，電解(jie)👣槽中的電解質通(tong)常有3000~14700A的直流電流(liu)，通過導✏️電的液體(ti)介質容易發生漏(lòu)電現象，“漏電”到達(dá)流量計測量管時(shí)，會🚶流經接地電極(jí)對地放電,使得金(jīn)屬制作的接😍地電(dian)🐪極發生電化學反(fan)應，從而電化⭐學腐(fǔ)蝕接地電極，造💋成(chéng)接地電極損壞，緻(zhì)使電磁流量計無(wú)法正常工作⭐。。
六、結(jie)論。
　　綜上所述，盡管(guan)氯堿燒堿生産過(guò)程中的工況條件(jiàn)較爲複雜，給電磁(ci)流量計的選型和(hé)應用帶來了諸多(duo)困難;盡管如☁️此，由(you)于在儀表選型時(shí)很好地了解了工(gōng)況條件并🤩結合了(le)現場的實際情況(kuang)，以及在運㊙️行期間(jiān)的精心操作與維(wéi)護，目前，燒堿工🔆序(xu)中在線❤️使用的近(jin)50台電磁流量計運(yùn)行狀況良⚽好，損壞(huai)率不超過1台/年，确(què)保了燒堿生産安(an)全穩定運行;并持(chi)續改進，盡量降低(di)投資成本。

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