①電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應定律工作的。因此只能測量導電液體的流量,不能測量氣體、蒸汽及含有大量氣體的液體的流量。
②電磁流量計無可動部分,也無阻流部件,因此基本無壓力損失,可以測量含固體顆粒的礦漿和污水等液固兩相流。
③電磁流量計僅有管道襯里和電極與被測液體接觸,因此只要合理選擇電極和襯里材料,即可以達到耐腐蝕、耐磨損的要求,如礦漿、鹽酸、氫酸等。
④安裝方便,只要滿管,上直管≥5D,下直管≥2D,水平、垂直、傾斜安裝均可。
⑤測量精度高,可以達到0.5%,可以作為裝桶、裝槽車等的計量。
⑥量程比大,一般為1:20,在現(xiàn)場可以根據(jù)需要,可擴大或縮小量程,不需停車處理。
電磁流量計的選用、安裝
電磁流量的選用和安裝是很重要的環(huán)節(jié),有極強的專業(yè)性,下面作詳細的介紹:
適用介質(zhì):電磁流量計能否適用首先是根據(jù)介質(zhì)電導率來判斷,被測介質(zhì)的電導率應大于20μs/cm。更低電導率介質(zhì)的流量可以用陶瓷襯里、鉑電極的電磁流量計測量,但陶瓷襯里易碎,使用效果不理想。
口徑選擇:流量計口徑不一定與管徑相同,應視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不高的液體,管道流速一般是經(jīng)濟流速1.5-3m/s,電磁流量用在這樣的管道上,傳感器口徑與管徑相同即可;用于易粘附、沉積、結垢等物質(zhì)的流體選用流速應不低于2m/s,最好提高到3-4m/s,起到自清掃、防止粘附沉積等作用;用于礦漿等磨耗性強的流體,常用流速應低于2-3m/s,以降低對襯里和電極的磨損;在測量接近閾值的低電導液體時,盡可能選定較低流速(0.5-1m/s),因流速提高流動噪聲會增加,而出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。
過流部件材質(zhì)選擇:與液體接觸的傳感器的零部件有襯里、電極、接地環(huán)和密封墊片。
常用襯里材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷,其材料的耐磨耗性、耐腐蝕性和使用溫度上限等影響儀表對液體適應性。氟塑料具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性,但耐磨性差,不能用于測量礦漿液,使用溫度小于180℃;氯丁橡膠用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體,如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿,價格最為低廉;聚氨酯橡膠有極好的耐磨性,但耐酸堿的腐蝕性較差適用于煤漿、礦漿等,介質(zhì)溫度要低于40℃-60℃/70℃;氧化鋁陶瓷有極好的耐磨性和對強酸堿的耐腐蝕性,適用于有腐蝕性的礦漿,但性脆,安裝夾緊時易碎,可用于較高溫度(120℃-140℃/180℃)。
電極對測量介質(zhì)的耐腐是選擇材料首先考慮的因素,其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應和所形成的噪音。
電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高,不允許腐蝕或嚴格地說只允許極低的腐蝕速率,否則會破壞電極與襯里間的密封性,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學液,此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,他們是導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極,或包裹這些材料的金屬電極。
接地環(huán)是安裝在連接塑料管道或絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,他們的耐腐蝕要求比電極低,允許有一定腐蝕,可定期更換,通常選用耐酸鋼或哈氏合金。金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
配管、安裝:電磁流量的配管安裝不符合要求會導致流量計輸出晃動、零點不穩(wěn)定、使用壽命短、甚至損壞。主要應遵循以下原則:
①傳感器的上流側不要緊靠閥門、彎頭等影響流體流動的裝置;下流側不能安裝泵,以防止形成負壓;調(diào)節(jié)閥等節(jié)流儀表宜安裝在流量計下游,特別是裝桶、裝置槽車等排空管道。
②配管設計時要確保測量管滿管,上、下游要保持5D和2D的直管段。
③安裝方向則要注意:在測量液固兩相介質(zhì)的流量時,傳感器垂直安裝比較妥當,一則可以防止液固兩相介質(zhì)在較低流速時產(chǎn)生兩相分布的不均勻或相分離,以減少由此引起的附加誤差。二則可以使傳感器四周的襯里磨損比較均勻,在垂直安裝時,流動方向應該自下而上,這樣才能保證傳感器始終充滿介質(zhì)。在水平安裝時,傳感器兩電極的連線應該是水平的,這樣如果介質(zhì)中含有氣泡,或者產(chǎn)生沉淀時不至于造成轉(zhuǎn)換器輸入端開路等現(xiàn)象。
④有些工況需在管道內(nèi)注入化學藥品,注入后會導致液體導電率不均勻?qū)﹄姶帕髁坑嬢敵鲂盘柈a(chǎn)生干擾。對此,可在流量計下游注入,如需在上游注入則注入點應與流量計保持一定距離,使液體混合均勻。
⑤安裝在塑料管道或內(nèi)襯管道上必須使用接地環(huán)。
電磁流量計的應用
某廠1#低壓羰基法裝置中工藝介質(zhì)的流量測量均采用孔板流量計,在下列3種工藝介質(zhì)條件下的孔板流量計使用不理想,因此在2#裝置中改用電磁流量計,取得了良好效果。①含有酸的工藝介質(zhì)腐蝕性極強,孔板、取壓法蘭、根部閥、導壓管等材質(zhì)均為鋯合金或哈氏合金,1寸到8寸的孔板流量計,其價格為10-50萬元/套。因此在2#裝置中全部選用電磁流量計,襯里材料為PTFE,電極材料為鉭,價格在3-10萬元/套之間,節(jié)省了大量的費用。②醋酸水溶液介質(zhì)腐蝕性強,316L不銹鋼材質(zhì)的導壓管、根部閥、卡套、五閥組等存在均勻腐蝕,半年左右就產(chǎn)生泄漏,需更換這些部件,維護工作量大且費用高。在2#裝置中選用電磁流量計,到目前為止運行良好。③介質(zhì)為醋酸水溶液、不相混溶的兩相流,孔板流量計常常因?qū)汗苤幸追e累甲烷相(重相)導致測量誤差很大,影響工藝操作,需要頻繁的進行現(xiàn)場排液,維護工作量大且排出物毒性大,危害操作人員身體健康。在2#裝置中選用電磁流量計,計量準確,克服了孔板流量計測量2相流時存在的弊端。
由于經(jīng)驗不足,電磁流量計在2#裝置中也有應用不成功的地方:①純度較高的醋酸電導率<5μs/cm,我們是選用陶瓷襯里,陶瓷襯里易碎,在使用過程中由于施工或管道振動的原因,無一例外的都出現(xiàn)破裂、泄漏而損壞。②使用溫度不要高于160℃,否則易出現(xiàn)PTFE襯里損壞。③在成品塔塔頂產(chǎn)品出料測量時,成品醋酸電導率低,電磁的測量精度達不到要求,計量不準確,后改用質(zhì)量流量計,才解決問題。④電磁流量計的流速不宜過高:有一臺流量計口徑為1英寸,前后管道為3英寸,投運后,由于流
量管內(nèi)液體流速達到7m/s,產(chǎn)生強烈的噪聲,管道劇烈的振動,后更換為2英寸管徑的,問題得到解決。因此設計選型時即使為了節(jié)省投資流量計口徑也不宜選得過小,流速選擇在2.2中已有論述。