电磁流量仪表

电磁流量仪表

电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法 拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压，测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。

应用行业：

适用于测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量，如洁净水、污水、各种酸碱盐溶液，泥浆、矿浆、纸浆以及食品方面的液体等，广泛应用于冶金、造纸、水处理、化工、轻工、纺织、电力和采矿等行业。

主要特点：

·的抗腐蚀能力，几乎可测任何导电液体
·测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响
·抗干扰力强，几乎不受外界干扰
·仪表内部无任何阻流部件，无压损，属于节能型仪表
·直管段要求低，可在线标定
·具有自检和自诊断功能，方便检修
·在现场可根据用户实际需要在线修改量程

技术参数：

常用流速-流量对照表流速（m/s）； 流量（m3/h） 口径（mm）

安装要求：

·流量计的设计、试验和供电均有安全规定，用户必须严格遵守本说明书的有关条款确保流量计的安全操作及运行，保证电磁流量计测量精度的必要条件如下：

·被测液体介质必须具有导电性。

·被测液体介质必须充满管道。

·被测液体介质必须均匀，以避免电导率的不均匀性（会产生严重干扰），如需动态加入化学物质，应在仪表下游处注入。

·电磁流量计系统必须良好接地。

·流量计入口直管段至少5倍DN （测量管道内径），出口直管段至少2倍DN。

·在流量计附近，避免强电磁场干扰，避免安装在大型电机或变压器等设备附近。

PVC生产中测量仪表的选择与应用：

介绍了PVC生产中测量仪表的选型、安装与注意事项,对使用过程中的常见故障进行了分析,并采取了相应对策。

随着科技的发展及自动化程度的不断提高,测量仪表在工业生产中得到更加广泛的应用。选择适用的测量仪表,保障其测量精度和稳定性对于提升工业生产的自动化水平、进一步解放生产力具有至关重要的作用。目前,乙烯聚合生产几乎均采用*的集散控制系统(Distributed Control System),这对仪表的测量精度、运行稳定性、环境适应性及传输精度提出了更高的要求。河北金牛化工股份有限公司(以下简称河北金牛化工)从20世纪90年代初开始,分别采用了中国台湾、日本和欧洲的聚合生产工艺技术,不同的砖利和设计方案对测量仪表的要求也不同,在实际应用中出现了一些不适用、故障率高以及精度不能满足要求等方面的问题。为此,根据生产工艺的特点、要求以及物料的特性对相关测量仪表进行了改进,取得了良好的效果。

1 PVC生产中仪表选型的原则

PVC生产与其他工业生产一样,应按照工艺过程条件(包括温度、压力、流量、黏度、腐蚀性、毒性、脉动等因素)选择合适类型的仪表,确定仪表部件的材质和量程。然后,根据操作的重要性选择仪表精度等级,并考虑仪表的经济性和市场供给情况,选用安全可靠、经济实用、性价比高的测量仪表。

对于聚合过程中的通用仪表,在满足工艺和自动控制要求的前提下,应尽量选用成熟、可靠、经济性好且易于维护的测量仪表。如温度测量通常选用电阻式测量仪表;压力测量采用膜片式仪表;液位测量采用单法兰或双法兰压力式液位计;水流量的测量可以选择孔板式流量计,精度要求较高的则采用涡轮或涡街流量计。其中,要特别注意对测量精度的选择,对工艺要求严格的控制指标(如聚合釜反应温度、引发剂的质量、分散剂的流量),精度等级应不低于0.2级;而一般的测量(如蒸汽温度、干燥床控制温度、干燥风机流量),精度可以放宽至0.5或1.0级即可。

2 乙烯单体流量计的选择与应用

将乙烯加入聚合釜时,如果流量计量不准,将影响聚合工艺中的水油比,或造成物料加入过量或加入量不足,影响聚合过程的稳定,而且容易发生超温、超压等安全事故,导致后续工段不能稳定控制,进而影响产品质量,因此对流量计的精度要求较高。河北金牛化工根据仪表选用原则及生产工艺特点,在23万t/a装置中优先选用椭圆齿轮流量计测量乙烯的流量,同时再选择hualu/华陆涡轮流量计与椭圆齿轮流量计进行对比与校核。当检测到涡轮流量计与椭圆齿轮流量计单釜加入量差值超过380 kg时(即总误差超过1%时),从安全方面考虑,取数值较大的流量值为计量值,同时发出报警提示进行确认检查。

3 PVC浆料流量计的选择与应用

悬浮聚合工艺中,聚合反应结束后,PVC是以浆料的形式进入下一工段的,浆料的温度在60℃左右,PVC质量分数一般在30%左右。对于悬浮液不宜选择有内部元件的流量计,超声波流量计虽是非接触式仪表,但更适用于清洁、单相的液体和气体,因而不适用于PVC浆料。在聚合过程中加入了多种助剂,浆料的电导率一般在150μS/cm以上,能够满足电磁流量计的要求,因此河北金牛化工23万t/a PVC装置选用电磁流量计进行PVC浆料流量的测量,取得了很好的效果。

3.1 电磁流量计的工作原理

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。当导电的被测介质垂直于磁力线方向流动时,在与介质流动和磁力线都垂直的方向上会产生一个感应电动势,其大小与导电介质在磁场中的有效长度及导电介质在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比,通过换算即可求得介质的体积流量。

3.2 电磁流量计的安装使用要求

电磁流量计适用于电导率大于5μS/cm的液体或均匀的液固两相介质流量的测量,具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,无压力损失,可测量各种强酸、强碱、盐、泥浆、矿浆、纸浆等介质。但电磁流量计造价较高,对现场安装条件要求比较严格,而且信号易受外界磁场干扰,影响了其在工业管道流体测量中的广泛应用。

在测量PVC浆料的流量时,须注意以下4点。

(1)安装电磁流量计时,电极轴必须保证水平安装,且浆料流向与电磁流量计指示安装方向一致。因涡流和不稳定的介质流动状态都会对电磁流量计的准确测量产生影响,因此电磁流量计在安装时对前后直管段的长度有一定的要求,直管段要求为:上游段长度大于管道公称直径的5倍,下游段长度大于管道公称直径的2倍。

电磁流量计安装示意图见图2。

(2)由于PVC浆料中含有一定的乙烯气体,因此流量计不得安装在压力变化较大的地点(如泵出口),否则会因压力不稳定造成浆料中乙烯气体大量逸出,流量计不能充满液体,从而影响其准确测量,导致测量误差过大。除尽量远离泵出口外,流量计还应安装在泵出口调节阀后,以保障稳定的介质流动状态,在流量计后设计一段向上的U形弯,来保障介质充满流量计。

(3)为避免管道震动对流量计测量精度产生影响,河北金牛化工在安装流量计的管道上加装了管道固定装置,与地面锚固件相连,并在固定件与管道间安装减震橡胶圈,程度地降低管道震动。

(4)河北金牛化工PVC厂浆料流量测量地点位于室外,为避免外界环境干扰,流量计安装有防潮和防晒装置,采用小型防护罩将流量计保护起来,防止上述现象影响测量精度。另外,由于安装地点紧邻一套换热装置,为防止高温热辐射对流量计的影响,还要保证换热器的良好隔热。

3.3 电磁流量计常见故障与对策

3.3.1 流量显示波动大

原因:①介质温度变化大,温度高时,浆料内乙烯气体大量逸出。②管道内介质不能充满管道,造成气穴现象。③外界电磁的干扰,如电焊、强噪声等。

对策:①保持生产稳定运行,减少浆料温度波动,减少VCM气体的逸出。②检查泵进出口管道,通过充液、排气等措施消除气穴现象。③尽可能消除外界电磁干扰。

3.3.2 流量显示时有时无

原因:①浆料中PVC颗粒在长期高温条件下附着在流量计内壁上,起到缘的作用,造成电动机回路断路。②雷电打击会对流量计的测量产生影响,甚至造成流量计的损坏。

对策:①拆检流量计,清理内部附着物。如有内衬,应注意不要划伤。②保证流量计可靠接地。

测量仪表技术发展到今天已经日趋成熟,但其种类仍然在不断增加,新结构和新用途的仪表不断涌现。同时,PVC行业自动化程度的提高也对测量仪表提出了更高的要求。每种测量仪表都有其适用范围,也有其局限性,选择*、可靠、经济适用的仪表有助于生产的安全稳定。河北金牛化工在长期工作实践中,结合生产工艺特点,对现有测量仪表不断进行升级改造,取得了良好的效果。