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电磁流量计在石油化工方面的应用

2022-04-20 09:09:28

0.概述
电磁流量计(ElectromagneticFloweter)由直接接触管道介质的传感器和上端信号转换器组成。它基于法拉第电磁感应定律,用于测量导电性大于5μs/cm的导电液体流量。它是一种测量导电介质流量的仪器。除了测量一般导电液体的流量外,还可以测量强酸、强碱等强腐蚀性液体和均匀含有液固两相悬浮液体的液体,如泥浆、矿浆、纸浆等。
电磁流量计。
电磁流量计专门设计了带背光宽温的中文液晶显示器,功能齐全实用,显示直观,操作使用方便,可减少其他电磁流量计英文菜单带来的不便。此外,我们独家设计了4-6多个电极结构,进一步保证了测量精度,随时不需要接地环,减少了仪表体积和安装维护的麻烦。电磁流量计还可输出4~20ma电流信号进行记录、调节和控制,广泛应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。

采用电磁感应原理测量介质流体流量的电磁流量计。它在管道两侧增加了一个磁场。被测介质通过管道切割磁线,在两个检测电极上产生感应电势,其尺寸与流体的运动速度成正比。可用于测量酸、碱、盐溶液、水煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、橡胶乳、合成纤维浆、光敏乳胶等悬浮物、气化蒸汽和粘性物质的流量。电磁流量计具有良好的密封性能,也可用于自来水和地下水道系统。测量过程不与流体接触,适用于制药、生物化学和食品工业。这种流量计还可以检测血液流量。其范围比约为100:1,精度一般为1%,因为传感器必须保持管道电阻与测量电路阻抗之间的一定比例关系,因此制造困难。当被测介质的电导率约为10欧姆·厘米时,电导率较低。当电导率为10欧姆·厘米时,导电介质和电介质之间的边界就会达到,热噪声电平随着内阻的增加而显著增加。
电磁流量计是一种高精度、高可靠性、使用寿命长的流量仪表。因此,我们在设计产品结构、选材、制造工艺、生产装配、出厂测试等过程中非常细致。我们还设计了一套中国最先进的电磁流量计生产设备和流量实流校准装置,可以有效保证软硬件产品的长期高质量。电磁流量计专门设计了带背光宽温的中文液晶显示器,功能齐全实用,显示直观,操作方便,可减少其他电磁流量计英文菜单带来的不便。此外,我们独家设计了4-6多个电极结构,进一步保证了测量精度,随时无需接地环,减少了仪表体积和安装维护的麻烦。


1.技术原理。
1.1工作原理。
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,测量管中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的磁场。当导电介质流过时,会产生感应电压。测量管道内两个电极产生的感应电压。测量管道通过无导电衬里(橡胶、特氟隆等)与流体和测量电极隔离。
1.2测量原理。
根据法拉第电磁感应定律,当导体在磁场中移动切割磁线时,导体两端产生感应电位e,其方向由右手确定,其尺寸与磁场的磁感应强度B成正比,如果B、L、u垂直,则:
e=Blu(3-35)
类似地。在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放置一个内径为D的非导磁管。当导电液体以流u流动时,导电流体切割磁线。如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极,则可以证明,只要管道中的流速分布为轴对称分布,两个电极之间就会产生感应电势:
e=BD(3-36)
管道截面上的平均流速为:
qv=(3-37)
从上表可以看出,体积流量qv与感应电势e和测量管内径D呈线性关系,与磁场磁感应强度B成反比,与其他物理参数无关。这是电磁流量计的测量原理。
需要注意的是,要严格建立使式(3-37),必须使电磁流量计的测量条件足以下假设:
①磁场是分布均匀的恒定磁场。
②被测流体的流速轴对称分布。
③被测液体是非磁性的。
④被测液体的电导率均匀,各向同性。
2.电磁流量计的安装条件。
根据EMF本身的转换器和传感器组装方法,有两种分离型和一体型。如果污水处理厂的大口径流量计传感器大多安装在地下,建议选择IP68(防尘潜水级)。如果安装在地面上,建议选择IP67(防尘、防溅水级)。小口径主要是一体化的。EMF通常需要安装场所:
a.测量混合相流体时,选择不会引起相分离的地方;测量双组分液体时,避免安装在混合不均匀的下游;测量化学反应管时,应安装在反应完成段的下游;尽量满足前后直管段不小于5D和2D。
b.尽量避免测量管内负压。
c.选择振动小的地方,尤其是一体式仪表。
d.避免附近有大电机、大变压器等,以免干扰电磁场。
易于实现传感器单独接地的地方。
f.尽量避免周围环境中高浓度腐蚀性气体。
g.尽量避免阳光直射。
3.电磁流量计的环境条件。
一般仪器在爆炸性危险环境中的应用,应根据标准GB3836.1《爆炸性环境电气设备通用要求》的规定,选择适应使用环境、爆炸性混合物分级分组、设备类型等安全规则或标准的仪器。此外,外部磁场、电气干扰、环境温度和湿度也是EMF选择的重点。
4.测量原理。
(1)由于没有节流部件,仪器几乎没有压力损失,只消耗10~20W的电力,其节能效果成为EMF发展的主要优势。
(2)EMF获得的体积流量实际上不受一定范围内流体密度、粘度、温度、压力、雷诺数和电导率变化的影响。
(3)EMF测量范围很大,一般为20∶1~50∶1,每个范围可线性测量2%~100%。EMF的测量范围可以涵盖两种速度分布状态:湍流和层流,这是其他流量计无法比拟的。
(4)测量原理是线性的,测量精度高,反应速度快,脉动流量可测,总积累快,正反双向流量可测,传感器前后直管段要求低。
(5)耐腐蚀性好,使用可靠,维护方便,使用寿命长。
然而,EMF不能测量导电性低的液体,如石油制品和有机溶剂;不能测量气体、蒸汽和气泡较大的液体;由于衬里材料和电极绝缘材料的温度限制,不能测量高温液体。
5.电磁流量计在煤化工行业的应用。
虽然电磁流量计的测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响,传感器感应电压信号与平均流量呈线性关系,测量精度高,但也存在一些问题,主要用于煤浆流量测量和黑水流量测量,以下将使用问题和解决方案与您分享。

 在煤浆测量方面也出过一些问题,如测量物体沉淀,造成煤浆流量计测量电极被覆盖,影响测量精度等问题,易造成煤浆沉淀的主要原因是流量计传感器设计不合理,电极与输送管道不是一个水平位置,电磁流量计测量电极水平布置时低于管道,在测量物体流过时易在低处产生沉淀,覆盖电极,导致测量不准,影响装置稳定运行,目前国际上一些著名品牌的流量计也没有好的解决方法,但是这问题被我国上海某家企业所攻克,他们的做法是将电磁流量计传感器的管径缩小,与输送介质管线直径不一致,目的是加快介质通过电磁流量计传感器的速度,降低介质在传感器处的沉淀,但是这样设计又遇到了一个难题,就是流速加快,流动产生的噪声增大,噪声增大对测量精度又有一定的影响,为了刚好的解决这个问题,他们又将电磁流量计传感器内衬改为橡胶衬,同时增加厚度,有效的降低了噪声,这样就很好的解决了电磁流量计测量不准确的问题。

 

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