随着科學(xué)進步,在 電磁(ci)流量計 家族(zu)中出現了一(yī)種插入式安(ān)裝的電磁流(liú)量計。此種儀(yi)表因其結構(gou)簡單、重量輕(qīng)、安裝方便、維(wéi)護量小、價格(ge)便宜⚽,很受工(gōng)程設計💘者及(ji)用戶的歡迎(ying)。
　　近幾年,洛陽(yáng)石化總廠随(sui)着對裝置及(jí)公用工程計(jì)量要求的提(tí)高,在現有裝(zhuang)置的技術改(gǎi)造、新裝置和(hé)基建項目的(de)設計中,對于(yú)裝置内外的(de)新鮮水、循環(huán)水、污水等采(cǎi)用📐了一批插(cha)入式電磁流(liú)量計 ,使用效(xiao)果很好,解決(jué)了這些介質(zhi)在裝置内和(hé)公用💃系統中(zhōng)的流量檢測(cè)和計量問題(tí)。
1　大管道導電(diàn)液體的流量(liang)測量方法
　　從(cóng)當前的技術(shù)講,測量大管(guǎn)道導電液體(tǐ)流量的檢測(ce)㊙️方法較多,現(xiàn)将常用的幾(ji)種方法說明(míng)如下。
1.1　封閉管(guǎn)道(滿管)流量(liang)測量
1)電磁流(liu)量計,本文有(yǒu)詳述。
2) 孔闆流(liu)量計 (包括同(tóng)心銳孔闆、1/4圓(yuán)孔闆等),爲标(biāo)準的流量測(cè)量元件,結♊構(gou)🏒簡單、精度高(gao)、重複性好、無(wú)需現場标定(ding)、使用壽命長(zhang),但要求直管(guan)段長、有壓損(sǔn)、流速要求高(gāo),不适合在大(dà)口徑管道中(zhong)使用。
3)文丘裏(lǐ)管、皮托管或(huò)阿牛巴等,可(kě)以在大管道(dào)測量📞中使用(yong),但由于被測(ce)介質流速低(di),故測量精度(du)較低。
4) 超聲波(bō)流量計 是一(yi)種新型的非(fēi)接觸式流量(liang)測量儀表,現(xiàn)正在逐步推(tui)廣使用,但不(bu)适合于在埋(mai)地管道中安(ān)裝。
5) 渦街流量(liàng)計 也是一種(zhong)可選的流量(liang)測量儀表,從(cóng)國内使用來(lái)看,使用效❤️果(guǒ)差♉異較大,且(qiě)要求有嚴格(gé)的直管段及(ji)一定的❓最低(dī)流速,一般在(zài)埋地的大管(guan)道安裝也不(bú)合适。
6) 渦輪流(liú)量計 ,國内很(hen)少采用,也受(shòu)流速限制。1.2　明(míng)渠或封閉(不(bu)滿管)流量測(cè)量
1)明渠式:測(ce)量明渠液位(wèi)(用靜壓式、超(chao)聲波式、浮标(biāo)式、反吹👉式等(děng)),在明渠截面(mian)積已知的情(qing)況下,可計算(suàn)出流量。
2)超聲(sheng)波式:測量明(míng)渠或不滿管(guan)中的流體液(yè)面及流速,根(gēn)據液體🍉流過(guo)的截面積計(ji)算其流量。
2　石(shí)化企業中大(dà)口徑導電液(yè)體流量測量(liàng)中的問題
2.1　在(zai)石油化工廠(chang)中,裝置及公(gōng)用工程中的(de)大口徑流體(ti)基本上是新(xin)鮮水、除鹽水(shui)、循環水、污水(shui)及海水等導(dao)電液體,它們(men)自身及管道(dào)安裝的特點(dian)是:
1)管徑大,有(yǒu)些工廠的循(xún)環水管道管(guan)徑可大到1.8～ 2.0m,爲(wei)了減少占地(dì)面積及減輕(qing)管橋荷重及(ji)防凍等原因(yīn),一🌈般均采用(yong)埋地敷設。
2)由(yóu)于輸送流量(liàng)大,爲了減少(shǎo)長期操作費(fei)用,一般設計(jì)流速偏㊙️低,且(qiě)流量及流速(sù)時常有變化(hua)。
3)循環水及污(wu)水有不同程(chéng)度的懸浮物(wu)或沉淤物、水(shuǐ)質📧條件🔞差♻️。
4)現(xian)場儀表安裝(zhuang)在裝置邊界(jie)以外,儀表配(pèi)管及信号🔞線(xian)敷設比較困(kun)難。
5)計量精度(du)滿足企業内(nei)部做物料平(ping)衡及經濟核(hé)算㊙️即可💰。
2.2　洛陽(yang)石化總廠在(zai)上述場所使(shǐ)用的流量計(ji)多爲管🔞裝法(fa)蘭式電磁流(liú)量計和法蘭(lán)取壓同心圓(yuán)銳孔闆😘,銳孔(kong)闆測量中主(zhu)要存在以下(xia)問題。
1)由于管(guan)道爲地下敷(fu)設,儀表安裝(zhuāng)處設一地下(xia)井,待儀✉️表安(an)裝時因地下(xià)井漏水,将管(guan)線全部浸沒(méi),井内存許多(duō)雜🈲物,使🧡儀表(biao)安裝無法進(jin)行;安裝後儀(yí)表長期浸沒(méi)在水中也無(wú)法檢修。
2)考慮(lǜ)到冬天防凍(dòng),安裝變送器(qì)的儀表箱及(jí)測量引線要(yao)求💁進行💔保溫(wen)伴熱,由于這(zhe)些儀表基本(ben)都在裝置或(huo)工廠的邊界(jiè)線上,距🎯離伴(bàn)熱蒸汽(或熱(rè)水)及回‼️水點(dian)很遠,故使伴(ban)熱造成很大(dà)困難。
3)用水量(liang)随工藝裝置(zhì)操作條件而(ér)常有變化,其(qí)流量和流速(su)變🤩化較大,有(yǒu)時在很低流(liu)速下工作,其(qi)測量精度不(bú)高,測量誤差(cha)👉較大。
從原理(li)、結構及安裝(zhuang)上,渦街流量(liang)計是一種較(jiao)好的測量方(fang)法,但在循環(huan)水、污水大管(guǎn)道測量中也(ye)存在一些問(wen)題:
1)渦街流量(liàng)計的測量精(jīng)度與流速關(guan)系較大(即流(liú)體應在一定(ding)的雷諾數之(zhi)上),不适于這(zhè)種大管道、流(liu)速低的流體(ti)測量;
2)不宜安(an)裝在被水浸(jìn)沒的場所;
3)沉(chen)積物及懸浮(fú)物在渦街傳(chuán)感器中沉積(ji)時對測量精(jīng)度有💯影響;
4)使(shǐ)用壽命較短(duǎn)。
3　電磁流量計(jì)的特點
1)測量(liàng)不受流體密(mì)度、溫度、壓力(li)、粘度和導電(dian)率變化的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼影(ying)響🈲,且與流速(sù)分布無關;
2)測(ce)量管截面積(ji)沒有收縮,無(wu)阻擋流動部(bù)件、無壓力損(sǔn)失;
3)适用于漿(jiang)狀、污泥及帶(dai)固體的液體(ti);
4)精度較高,± 0.5%;
5)可(kě)輸出與流速(sù)成正比例的(de)線性模拟信(xin)号或
脈沖信(xin)号,測量範圍(wéi)寬、線性好、零(líng)點穩定;
6)适用(yong)管徑範圍寬(kuan)(16～ 3000mm)、要求較少的(de)直管段;
7)電極(jí)和襯裏可采(cai)用不同材質(zhi)制造,耐腐蝕(shí)、抗磨損、可在(zài)☂️高溫和水下(xia)安裝;
8)應用限(xiàn)制:測量液體(ti)必須有最小(xiǎo)導電率(1μ S/cm随供(gòng)貨商而定);測(ce)量流體有沉(chen)積物時,會使(shi)測量精度降(jiàng)低;對溫度和(he)壓♈力有一定(dìng)限制。
4　插入式(shi)電磁流量計(jì)的特點及應(ying)用
4.1　插入式電(diàn)磁流量計的(de)特點
1)傳感器(qì)(探頭)直接插(cha)入被測管道(dào),與一般管裝(zhuang)法蘭式電磁(cí)流量♈計相比(bi),具有體積小(xiao)、安裝方便、投(tou)資少等優點(diǎn);
2)傳感器插入(rù)深度僅爲管(guǎn)道直徑的10%～
12.5%,無(wú)壓損,特别适(shì)用于大口徑(jìng)管道中的流(liú)量測量,優🚶‍♀️勢(shì)性能價格比(bi);
3)無淤塞、無磨(mó)損件、免維護(hu);
4)傳感器可以(yi)做成潛水浸(jin)沒型(IP68),很适于(yu)在工廠中埋(mai)地管道上安(an)裝;
5)可以提供(gòng)防爆結構産(chan)品;
6)采用電流(liú)、脈沖信号輸(shū)出,絕對零點(dian)穩定
7)測量最(zui)低流速可至(zhi)0.1m/s(甚至更低),最(zuì)小導電率≥ 20μS/cm;
8)傳(chuan)感器可帶安(an)裝附件,現場(chǎng)安裝容易;
9)精(jīng)度較低,一般(ban)爲± 1%。
4.2　測量原理(li)
　　安裝在傳感(gǎn)器中的通電(diàn)線圈在管道(dào)中産生穩定(ding)的磁場,導電(dian)液體流過時(shi),切割磁力線(xian),産生與流速(su)成正比的電(dian)壓信号,該信(xin)💃🏻号被傳感器(qì)兩電極檢出(chū),并轉換成4～ 20mA模(mó)拟信号或脈(mo)沖信号,從而(er)實現對流體(ti)的測量(見圖(tú)1)。

4.3　适用範(fan)圍
與一般電(diàn)磁流量計的(de)測量範圍相(xiàng)同。
5　插入式電(dian)磁流量計的(de)結構特點及(jí)儀表選型
5.1　結(jié)構特點
插入(rù)式電磁流量(liang)計主要由兩(liǎng)部分組成———傳(chuan)感器和🤟變送(song)器。
1)按其組合(hé)方式可分爲(wei):
一體式(傳感(gan)器和變送器(qi)一體安裝,見(jian)圖2);
分離式(傳(chuan)感器和變送(song)器分離安裝(zhuang),見圖3)。


2)按防爆形式(shì)分爲:普通型(xing)和隔爆型。
3)按(an)變送器信号(hao)類型分爲:
模(mo)拟變送器和(hé)微處理變送(sòng)器。
按傳感器(qì)使用場合分(fèn)爲:
一般型(溫(wēn)度- 20～ 120℃　壓力1.6MPa);
耐高(gāo)溫型(溫度180℃　壓(yā)力4.0MPa);
此外,傳感(gǎn)器還可制成(chéng)在線可拆卸(xiè)型。
5.2　儀表選型(xing)
　　針對插入式(shì)電磁流量計(ji)的特點,工程(cheng)設計中儀表(biao)選型要點是(shi):
1)提供被測液(ye)體的性質(主(zhu)要是電導率(lǜ))、流體測量範(fàn)圍、被測介質(zhi)溫度、壓力、工(gong)藝管道内徑(jing)等;
2)根據安裝(zhuang)位置确定選(xuǎn)普通型一體(ti)式或分離式(shì);隔爆型一體(tǐ)式或分離式(shi);
3)根據介質腐(fǔ)蝕程度,确定(ding)傳感器的材(cái)質;計算插入(rù)式電磁流量(liang)計可測量的(de)最低流速(流(liu)速偏低影響(xiang)測量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻精度),以(yi)确定是否應(yīng)縮小工藝管(guǎn)徑(提高流體(ti)流速);
4)按工藝(yi)管道内徑确(què)定插入式電(dian)磁流量計的(de)插入深度及(jí)所帶✔️安裝附(fu)件。
6　插入式電(diàn)磁流量計的(de)安裝
　　如前所(suǒ)述,插入式電(diàn)磁流量計安(an)裝十分簡單(dān),選型時隻要(yao)成套😍訂購法(fǎ)蘭短管,按傳(chuán)感器安裝尺(chǐ)寸在工藝管(guǎn)道上開口,并(bing)按工藝管道(dào)尺寸将法蘭(lán)短管🎯加工成(cheng)能符合🔅傳感(gǎn)器⭐安裝要求(qiú)的尺寸後,将(jiang)其焊接在工(gōng)藝🏃管道上即(jí)可,詳見安裝(zhuāng)示意圖📞4,5)。


7　插入(ru)式電磁流量(liàng)計在洛陽石(shi)化總廠的應(ying)用情況
　　公用(yòng)工程中的水(shui)(新鮮水、循環(huán)水、污水等)流(liu)量變化很🌍大(dà),且這些管道(dào)大多都埋在(zài)地下,過去設(shè)置在水🧡井中(zhōng)的儀表由于(yú)水井漏水長(zhǎng)期浸泡,大多(duō)數儀表都無(wú)法使用。近幾(ji)年來,在改建(jian)或新建裝置(zhì)和系統工程(chéng)中陸續使用(yòng)一批插入式(shì)📧電磁流量計(jì),其使用👨‍❤️‍👨效果(guǒ)良好,基本滿(mǎn)足廠裏對這(zhe)些介質的測(cè)量和計量問(wèn)題。
　　在新建的(de)化纖工程中(zhōng),根據廠裏的(de)使用經驗,與(yu)承擔📧工程💘設(she)計的設計單(dān)位商定,又采(cai)用一批插入(ru)式電磁流量(liàng)計,用于新鮮(xiān)水㊙️、循環水及(ji)污水的測量(liàng)。
8　插入式電磁(ci)流量計使用(yòng)中存在的問(wèn)題
1)插入式電(dian)磁流量計其(qi)測量最低流(liú)速一般可小(xiǎo)至0.1m/s。但實際選(xuǎn)用時仍應對(dui)其所測得的(de)最低流速進(jin)行核算,以确(que)保被測流量(liàng)有一較好的(de)測量精度。
2)流(liú)量計前直管(guǎn)段應≥ 5D;流量計(jì)後直管段應(yīng)≥ 3D(D爲管道公㊙️稱(cheng)🍉直徑)。
3)管路有(yǒu)沉澱物析出(chu)時,如污泥與(yǔ)淤泥,此時流(liú)體應有較高(gāo)💞的💜測量流速(su),防止污物的(de)沉積,特别是(shì)在那些沉積(jī)物會産生使(shi)傳感器絕緣(yuan)的場合,更應(ying)注意,必要時(shi)應選擇可更(gèng)換🐆電極的傳(chuán)感器(可在線(xian)拆裝✂️)。
4)對于流(liu)量變化範圍(wei)大、流體速度(dù)長期低于流(liú)量計要求的(de)⭐最低流速的(de)場合,應考慮(lü)縮小工藝管(guǎn)道或采用兩(liǎng)台一大一小(xiǎo)并聯安裝的(de)流量計。
5)插入(ru)式電磁流量(liang)計與普通電(diàn)磁流量計一(yī)樣宜在垂直(zhí)的工藝管道(dao)上安裝,這樣(yàng)可防止懸浮(fú)的固體沉落(luò)在電極上🏒,同(tóng)時使流體中(zhong)的油分上升(shēng)到電極的測(cè)量範圍之外(wai),如果流量計(jì)在水平工藝(yì)管道上安裝(zhuāng),則應🈲使傳感(gǎn)器的電極處(chu)于水平軸線(xian)上,避免♉電極(jí)由于空氣泡(pào)産生的幹擾(rǎo),導緻測量誤(wu)差。
6)當工藝管(guǎn)道中不能完(wán)全充滿流體(tǐ),可采用一“V”型(xíng)彎🛀管結構(見(jiàn)圖♈6),這特别适(shì)用于污水測(cè)量中含固體(tǐ)較多且❄️流體(tǐ)不滿管的場(chǎng)合。

7)電極上的(de)信号範圍小(xiao)(毫伏級),應避(bi)免接地電流(liú)流💁過測量🏃🏻‍♂️電(diàn)極附近。
8)在非(fei)金屬管道(如(rú)陶瓷或塑料(liào)等)上安裝插(cha)入式電磁流(liu)量計時,安裝(zhuāng)流量計處的(de)一段管道一(yī)般應采用金(jin)屬材質。

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