随着科學(xué)進步,在 電(diàn)磁流量計(ji) 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(bian)、維護量小(xiao)、價格💁便宜(yí),很受🚶‍♀️工程(chéng)設計者及(jí)用戶的歡(huan)迎。
　　近幾年(nian),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(zai)現有裝置(zhì)的技術改(gai)造、新裝置(zhì)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(liú)量計 ,使用(yòng)效果很好(hǎo),解決了這(zhe)些介質在(zài)裝置内和(he)公用系❌統(tǒng)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(liu)量測量方(fāng)法
　　從當前(qian)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(shuō)明如下。
1.1　封(feng)閉管道(滿(man)管)流量測(cè)量
1)電磁流(liú)量計,本文(wen)有詳述。
2) 孔(kong)闆流量計(jì) (包括同心(xin)銳孔闆、1/4圓(yuan)孔闆等),爲(wèi)标準的流(liú)量測量元(yuan)件,結構簡(jian)💘單、精度高(gāo)、重複性好(hǎo)、無需現場(chǎng)标定、使用(yòng)壽命長,但(dàn)要求直管(guǎn)段長、有壓(yā)損、流速要(yao)求高,不适(shì)合在大🍓口(kǒu)徑管道中(zhong)使用。
3)文丘(qiū)裏管、皮托(tuō)管或阿牛(niu)巴等,可以(yi)在大管道(dào)測量中使(shi)用,但♈由于(yu)被測介質(zhì)流速低,故(gù)測量精度(du)較低🌈。
4) 超聲(sheng)波流量計(jì) 是一種新(xīn)型的非接(jie)觸式流量(liang)測量儀表(biao),現正在逐(zhu)步推🐅廣使(shi)用,但不适(shì)合于在埋(mái)地管道中(zhōng)安裝。
5) 渦街(jie)流量計 也(yě)是一種可(kě)選的流量(liàng)測量儀表(biao),從國内使(shi)用來看,使(shǐ)用效果差(chà)🤩異較大,且(qiě)要求有嚴(yan)格的直管(guan)段及一📐定(ding)的最低流(liú)速,一般在(zai)埋地的大(dà)管道安裝(zhuāng)也不合适(shì)。
6) 渦輪流量(liàng)計 ,國内很(hěn)少采用,也(ye)受流速限(xian)制。1.2　明渠或(huò)封閉(不滿(man)管)流量測(ce)量👨‍❤️‍👨
1)明渠式(shì):測量明渠(qu)液位(用靜(jìng)壓式、超聲(sheng)波式、浮标(biāo)式、反吹🚶‍♀️式(shi)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(zhōng)的流體液(ye)面及流⛷️速(su),根據液體(tǐ)流過的截(jie)面積計算(suàn)其流量。
2　石(shí)化企業中(zhōng)大口徑導(dao)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(dà)口徑流體(ti)基本上是(shì)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(zhuang)的特點是(shi):
1)管徑大,有(yǒu)些工廠的(de)循環水管(guǎn)道管徑可(kě)大到1.8～ 2.0m,爲了(le)減少占🈲地(dì)面積及減(jiǎn)輕管橋荷(hé)重及防凍(dòng)等原因,一(yi)般均采用(yòng)🙇🏻埋地敷設(she)🧡。
2)由于輸送(song)流量大,爲(wei)了減少長(zhang)期操作費(fèi)用,一般設(she)計流速偏(piān)低,且流量(liang)及流速時(shí)常有變化(hua)。
3)循環水及(ji)污水有不(bú)同程度的(de)懸浮物或(huò)沉淤物、水(shui)質條件差(chà)。
4)現場儀表(biǎo)安裝在裝(zhuāng)置邊界以(yi)外,儀表配(pèi)管及信号(hao)線敷設比(bǐ)較困難。
5)計(jì)量精度滿(man)足企業内(nèi)部做物料(liao)平衡及經(jīng)濟核算即(ji)可。
2.2　洛陽石(shí)化總廠在(zai)上述場所(suo)使用的流(liu)量計多爲(wèi)管裝🔴法蘭(lan)式電磁流(liu)量計和法(fa)蘭取壓同(tong)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(yóu)于管道爲(wei)地下敷設(shè),儀表安裝(zhuāng)處設一地(di)下井,待㊙️儀(yi)✂️表安裝時(shi)因地下井(jǐng)漏水,将管(guan)線全部浸(jìn)沒,井内✉️存(cún)許多雜物(wù),使☀️儀表安(an)裝無法進(jìn)行;安裝後(hòu)儀表長期(qī)浸沒😄在水(shuǐ)中也無法(fǎ)👈檢修。
2)考慮(lü)到冬天防(fáng)凍,安裝變(biàn)送器的儀(yí)表箱及測(cè)量引線要(yao)求進行保(bao)溫伴熱,由(you)于這些儀(yí)表基本都(dōu)在裝♌置或(huo)工廠的邊(biān)界線上,距(jù)離伴熱蒸(zheng)汽(或熱水(shuǐ))及回水點(dian)很遠,故使(shǐ)伴熱造💔成(chéng)很大♉困難(nán)。
3)用水量随(sui)工藝裝置(zhi)操作條件(jian)而常有變(bian)化,其流量(liàng)🔴和流速變(biàn)化較大,有(yǒu)時在很低(di)流速下工(gōng)作,其測量(liang)精度不高(gāo),測量誤差(cha)較大。
從原(yuán)理、結構及(jí)安裝上,渦(wō)街流量計(ji)是一種較(jiào)好的📱測量(liàng)方法,但在(zai)循環水、污(wu)水大管道(dao)測量中也(yě)存在🌂一些(xie)問題:
1)渦街(jie)流量計的(de)測量精度(dù)與流速關(guan)系較大(即(jí)流體應在(zài)一定的📱雷(lei)諾數之上(shàng)),不适于這(zhè)種大管道(dao)、流速低的(de)🏒流體♍測量(liàng);
2)不宜安裝(zhuāng)在被水浸(jin)沒的場所(suǒ);
3)沉積物及(ji)懸浮物在(zai)渦街傳感(gǎn)器中沉積(jī)時對測量(liang)❓精度有影(yǐng)🌐響;
4)使用壽(shou)命較短。
3　電(diàn)磁流量計(jì)的特點
1)測(cè)量不受流(liú)體密度、溫(wen)度、壓力、粘(zhan)度和導電(dian)率變化的(de)影響🔱,且與(yu)流速分布(bu)無關;
2)測量(liàng)管截面積(ji)沒有收縮(suo),無阻擋流(liu)動部件、無(wu)壓力☀️損🔴失(shī);
3)适用于漿(jiang)狀、污泥及(ji)帶固體的(de)液體;
4)精度(dù)較高,± 0.5%;
5)可輸(shu)出與流速(su)成正比例(lì)的線性模(mo)拟信号或(huo)
脈沖信号(hao),測量範圍(wéi)寬、線性好(hǎo)、零點穩定(ding);
6)适用管徑(jing)範圍寬(16～ 3000mm)、要(yao)求較少的(de)直管段;
7)電(diàn)極和襯裏(lǐ)可采用不(bu)同材質制(zhi)造,耐腐蝕(shi)、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(zui)小導電率(lǜ)(1μ S/cm随供貨商(shang)而定);測量(liang)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(liu)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(chuan)感器(探頭(tóu))直接插入(rù)被測管道(dào),與一般管(guǎn)裝法蘭式(shì)電磁流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量(liang)♋計相比,具(jù)有體積小(xiǎo)、安裝方便(bian)、投資少等(deng)優點;
2)傳感(gǎn)器插入深(shēn)度僅爲管(guǎn)道直徑的(de)10%～
12.5%,無壓損,特(te)别适用于(yú)大口徑管(guǎn)道中的流(liu)量測量,優(you)勢性能價(jià)🈲格☀️比;
3)無淤(yū)塞、無磨損(sun)件、免維護(hù);
4)傳感器可(kě)以做成潛(qian)水浸沒型(xing)(IP68),很适于在(zai)工廠中埋(mái)地㊙️管💋道上(shàng)♍安裝;
5)可以(yi)提供防爆(bao)結構産品(pin);
6)采用電流(liu)、脈沖信号(hào)輸出,絕對(duì)零點穩定(ding)
7)測量最低(di)流速可至(zhì)0.1m/s(甚至更低(dī)),最小導電(diàn)率≥ 20μS/cm;
8)傳感器(qì)可帶安裝(zhuāng)附件,現場(chang)安裝容易(yì);
9)精度較低(di),一般爲± 1%。
4.2　測(cè)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(dian)液體流過(guo)時,切割磁(cí)力線,産生(shēng)與流速成(cheng)正比的電(dian)壓信号,該(gāi)信号被傳(chuan)感器兩電(diàn)極檢出,并(bing)轉換成4～ 20mA模(mo)拟信号或(huò)脈沖信号(hào),從而實現(xiàn)對流體的(de)測量(見㊙️圖(tú)1)。

4.3　适用範圍(wéi)
與一般電(dian)磁流量計(jì)的測量範(fàn)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(xuan)型
5.1　結構特(te)點
插入式(shi)電磁流量(liang)計主要由(you)兩部分組(zǔ)成———傳感器(qì)和變送器(qi)。
1)按其組合(he)方式可分(fèn)爲:
一體式(shi)(傳感器和(he)變送器一(yī)體安裝,見(jiàn)圖2);
分離式(shi)(傳感器和(he)變送器分(fèn)離安裝,見(jian)圖3)。


2)按(an)防爆形式(shi)分爲:普通(tong)型和隔爆(bào)型。
3)按變送(sòng)器信号類(lei)型分爲:
模(mo)拟變送器(qi)和微處理(li)變送器。
按(àn)傳感器使(shǐ)用場合分(fèn)爲:
一般型(xing)(溫度- 20～ 120℃　壓力(li)1.6MPa);
耐高溫型(xing)(溫度180℃　壓力(li)4.0MPa);
此外,傳感(gan)器還可制(zhì)成在線可(kě)拆卸型。
5.2　儀(yi)表選型
　　針(zhen)對插入式(shì)電磁流量(liang)計的特點(diǎn),工程設計(jì)中儀表選(xuan)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(ya)力、工藝管(guǎn)道内徑等(deng);
2)根據安裝(zhuang)位置确定(ding)選普通型(xíng)一體式或(huo)分離式;隔(gé)爆型一體(ti)式或分離(lí)式;
3)根據介(jie)質腐蝕程(cheng)度,确定傳(chuan)感器的材(cai)質;計算插(chā)入式電磁(cí)✂️流量計可(kě)測量的最(zui)低流速(流(liú)速偏低影(ying)響測量精(jīng)度),以确🤩定(dìng)是否應🧑🏽‍🤝‍🧑🏻縮(suō)小工藝管(guan)徑(提高流(liú)體流速);
4)按(an)工藝管道(dào)内徑确定(ding)插入式電(dian)磁流量計(jì)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(jì)的安裝
　　如(rú)前所述,插(chā)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(lan)短管,按傳(chuan)感器安裝(zhuāng)尺寸在工(gōng)藝管道上(shàng)開口,并按(àn)工藝管道(dao)尺寸将法(fa)蘭短管加(jia)工成能符(fu)合㊙️傳感器(qi)🍓安裝要求(qiu)的尺😘寸後(hòu),将其焊接(jie)在工藝管(guan)道上即可(ke),詳見安裝(zhuāng)示意圖4,5)。


7　插入式(shì)電磁流量(liang)計在洛陽(yang)石化總廠(chang)的應用情(qíng)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(qiě)這些管道(dào)大多都埋(mái)在地下,過(guo)去設置在(zài)水井中🍉的(de)儀表由于(yú)水井漏水(shuǐ)長期浸泡(pao),大多數儀(yi)表都無法(fa)使用。近♉幾(ji)年來,在改(gǎi)建或新建(jiàn)裝置和系(xi)統工程中(zhong)陸續使用(yòng)一批插入(ru)式電磁流(liu)量計,其使(shǐ)用效果良(liang)好,基本滿(mǎn)足廠裏對(duì)這些介質(zhi)的測量和(he)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(yī)批插入式(shì)🈚電磁流量(liang)計,用于新(xīn)鮮水、循環(huán)水及污水(shui)的測量。
8　插(chā)入式電磁(cí)流量計使(shi)用中存在(zai)的問題
1)插(cha)入式電磁(cí)流量計其(qi)測量最低(di)流速一般(bān)可小至0.1m/s。但(dàn)實際選📐用(yòng)時仍應對(dui)其所測得(dé)的最低流(liu)速進行核(he)算,以确保(bǎo)被🏃‍♀️測流💃🏻量(liàng)有一較好(hao)的測量精(jīng)度。
2)流量計(ji)前直管段(duàn)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(chu)時,如污泥(ni)與淤泥,此(cǐ)時流體應(yīng)有較⛷️高🔴的(de)測量流速(su),防止污物(wu)的沉積,特(tè)别是在那(na)🔞些沉積物(wù)會産生使(shǐ)傳感器絕(jué)緣的場合(hé),更應注意(yì),必要時應(ying)選擇可更(geng)換電極的(de)傳感器✔️(可(ke)在線拆裝(zhuang))。
4)對于流量(liang)變化範圍(wei)大、流體速(sù)度長期低(di)于流量計(jì)要求的最(zui)低流速的(de)場合,應考(kǎo)慮縮小工(gōng)藝管道或(huo)采用兩台(tái)一大✔️一小(xiao)并聯💋安裝(zhuang)的流量計(ji)。
5)插入式電(diàn)磁流量計(jì)與普通電(diàn)磁流量計(ji)一樣宜在(zài)垂直的工(gong)藝管道上(shàng)安裝,這樣(yang)可防止懸(xuan)浮的固體(tǐ)沉落在電(diàn)極上,同時(shi)⛷️使流體中(zhōng)的油分上(shàng)升到電極(jí)的測量範(fan)圍之外,如(rú)果流量計(ji)在水平⛷️工(gong)藝管道上(shàng)安裝,則應(ying)使傳感器(qi)的電極處(chù)于水平軸(zhou)💃線上,避免(mian)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻電極由于(yú)空氣泡産(chan)生的幹擾(rǎo),導緻測量(liàng)誤差。
6)當工(gong)藝管道中(zhong)不能完全(quan)充滿流體(ti),可采用一(yī)“V”型彎管結(jié)構(見圖6),這(zhe)特别适用(yong)于污水測(cè)量中含固(gù)體較🛀多且(qie)流體不滿(man)管的♍場合(hé)。

7)電(diàn)極上的信(xin)号範圍小(xiǎo)(毫伏級),應(ying)避免接地(dì)電流流過(guò)測㊙️量電極(ji)附近。
8)在非(fēi)金屬管道(dào)(如陶瓷或(huo)塑料等)上(shang)安裝插入(ru)式電⭕磁流(liú)量🈲計時,安(an)裝流量計(jì)處的一段(duàn)管道一般(bān)應采用金(jin)屬材質。

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