摘要：電磁流(liú)量計 測量管(guǎn)的抗腐蝕性(xing)優點決定了(le)其在氯堿燒(shāo)堿工序中被(bei)廣📐泛的應用(yong)，而其中流量(liang)計選型的技(ji)術要點主要(yào)集中體現在(zai)口徑的确定(dìng)、測量電極的(de)材質與襯裏(lǐ)材質、接地環(huan)或接地電㊙️極(jí)的選擇及電(diàn)解工‼️序工藝(yì)的♉特殊性上(shang)🧡。
一、引言
　　氯堿(jian)燒堿生産過(guò)程中的液體(tǐ)介質多爲腐(fu)蝕性較強電(dian)解質，如🔱鹽水(shui)、鹽酸、燒堿、次(cì)氯酸鈉等；這(zhe)種強腐蝕性(xìng)生産工藝環(huán)境及電磁流(liu)量計抗腐蝕(shí)方面的優點(dian)，決定了電磁(cí)流量計在氯(lü)堿燒堿工序(xù)中正被💰廣泛(fàn)地應🔴用。爲實(shi)現🔴流量的準(zhǔn)确、可靠測量(liang)，節約投資成(chéng)本，電磁流量(liang)計的正确選(xuan)型顯得尤爲(wei)重要。下面，就(jiu)氯堿燒堿生(shēng)産過程中電(dian)磁流量計設(she)計選型及應(yīng)用方面的體(tǐ)會和經驗作(zuo)些總結。
電磁(ci)流量計的工(gōng)作原理。
　　電磁(ci)流量計的測(ce)量原理是基(ji)于法拉第電(diàn)磁感應定律(lü)🆚:即導🔞體介質(zhi)在磁場介質(zhi)中切割磁力(li)線運動時在(zài)其兩端産生(shēng)感應電動勢(shi)。如圖1所示，導(dao)電介質✔️在垂(chuí)直🌂于磁場✨的(de)非磁性測量(liang)管内流動，與(yu)流動方向垂(chuí)直的方向上(shang)産生與流量(liang)🙇🏻成比例的感(gǎn)應電勢🍓,電動(dòng)勢的方向按(àn)“弗來明右手(shǒu)規則”，其感應(yīng)電勢E爲:E==KBVD式中(zhōng):E-感應電動🌈勢(shi)(與流速成正(zhèng)比);K一比例常(chang)數🏃🏻‍♂️;。B_磁場強度(du)(線圈電感);V_測(cè)量管内介質(zhì)的平🏃‍♀️均流速(sù);4D--電極間距(測(ce)量管的内徑(jìng))。
　　測量流量時(shi)，其感應電勢(shi)通過二個與(yu)介質直接接(jie)觸的測量電(dian)極檢測出來(lái),并通過電纜(lan)送至轉換器(qì)進行智能化(huà)處理,然後在(zài)+LCD.上顯示或轉(zhuǎn)換成标準信(xin)号4~20mA和0~1kHz輸出。

表(biǎo)一氯堿燒堿(jiǎn)工序中常用(yong)電極材料介(jiè)紹

材料	代号(hao)	耐腐蝕性及(jí)具體使用範(fan)圍
不鏽鋼316L	V	用(yong)于工業用水(shui)、生活用水、污(wu)水等弱腐蝕(shí)性的介質及(jí)中性溶液和(he)碳酸、醋酸等(děng)弱酸。目前，在(zai)氯堿中主要(yào)應用于循環(huán)水、生産水、弱(ruo)酸性的廢水(shuǐ)、小于30℃的低濃(nóng)度燒堿溶液(yè)流量的測量(liàng)。
哈氏合金C	Hc	耐(nài)氧化性酸，如(rú)硝酸、鉻酸與(yǔ)硫酸的混合(he)物，也耐氧化(hua)🥵性的鹽類📧，對(duì)海水、堿溶液(yè)、氯化物溶液(yè)有良好的耐(nai)腐蝕性🈲。目前(qián)✉️，在氯堿中♻️主(zhǔ)要應用于40～90℃的(de)30%～50%燒堿溶液✔️流(liu)量的測量。
钛(tài)	Ti	耐海水、各種(zhong)氯化物和次(cì)氯酸鹽及多(duō)種氫氧化物(wu)的腐蝕。目前(qian)，在氯堿中主(zhu)要應用于鹽(yán)水、次氯酸鈉(nà)流量的測量(liang)。
钽	Ta	除了氫氟(fú)酸、燒堿以外(wai)，幾乎能耐一(yi)切化學介質(zhì)的腐蝕。目前(qián)，在氯堿中主(zhu)要應用于鹽(yan)水、次氯酸鈉(na)、鹽🌏酸、硫酸流(liú)量的測量。

三(san)、流量計口徑(jìng)的确定
　　 電磁(ci)流量計能夠(gou)測量較寬流(liú)量(流速)範圍(wéi)的流體，通常(cháng)👉爲流❗速👉0.3～10.0m/s；流量(liang)計的口徑一(yi)般等于工藝(yì)管道口徑，亦(yi)可小于或🧡大(dà)于工藝管道(dao)口徑。流量計(ji)口徑的确定(ding)主要是根據(jù)工藝上的體(tǐ)積流量，結合(he)工藝管道的(de)尺寸，兼顧測(ce)量💋準确性、經(jing)濟性和耐用(yòng)性方面考慮(lǜ)，選擇合适的(de)流量計口徑(jing)，使通過傳感(gǎn)器的流體平(píng)均流速在合(hé)适的範圍内(nèi)，推薦使用的(de)流速範圍一(yi)般爲1.0～5.0m/s。在這個(ge)範圍内，流量(liang)計測量精度(dù)高、線性好、壓(ya)損小，介質對(dui)流量計襯裏(lǐ)和電極的磨(mó)損也相對較(jiào)小些。此外，對(duì)于含有固體(tǐ)懸浮顆粒的(de)流體介👄質，推(tuī)薦使用的流(liú)速範圍爲1.0～3.0m/s，這(zhè)樣有助于避(bì)免流速過高(gao)造成固♊體懸(xuan)浮顆粒👄對流(liú)量計襯裏和(he)電極的❤️過快(kuài)磨損，延長使(shǐ)用壽命☎️，如鹽(yan)泥流量；而對(dui)于易結晶、黏(nian)度稍大或有(you)沉積物的流(liu)體介質，可适(shi)當地提🈚高流(liú)速，推薦使🐪用(yòng)的流速範圍(wei)爲流速、流量(liang)與口徑三者(zhě)關系如下式(shì)：V=354Q/D2
式中：V—————流速，m/s；Q—————流(liú)量，m3/h；D—————口徑，mm。
　　例如(rú)，在燒堿電解(jie)工序中，進電(dian)解槽的鹽水(shui)流量計量程(chéng)爲0~50m3/h,工藝管道(dào)口徑爲DN100;當電(diàn)磁流量計的(de)口徑分别選(xuǎn)擇DN100和DN80時，根🥰據(jù)上述公💛式計(jì)算,鹽水的流(liu)速分别爲1.77m/s和(he)2.76m/s;計算結果均(jun)在推🈲薦使用(yong)的流速🎯範圍(wéi)，但從經濟性(xing)方面考慮，選(xuǎn)擇DN80口徑的流(liú)量計要比選(xuǎn)擇DN100口徑🐅的流(liu)量計可節約(yuē)1/4~1/5的投資成本(běn)，此時，應該選(xuǎn)用DN80口徑🐇的流(liú)量計。小🔴
.四、流(liu)量計測量電(dian)極、襯裏材料(liào)的選型及應(ying)用。
1、測量電極(ji)材料的選型(xing)及應用s
　　電磁(cí)流量計的測(cè)量電極是與(yǔ)工藝;)質直接(jiē)接觸的唯一(yi)金🔴屬材料，其(qí)作用是與導(dǎo)線連接将測(ce)量管中📧産生(sheng)🧡的微弱感應(ying)電動勢傳輸(shū)到轉換器中(zhong)的檢測單元(yuan)。由于電磁🤩流(liú)量計的電極(ji)部分處㊙️于工(gong)作磁場中，爲(wèi)防止磁力線(xiàn)在⭐電極上集(jí)中，電極材料(liao)必須使用非(fei)導磁的㊙️金屬(shu)材料;并根據(jù)工況介質對(duì)金屬材✏️料的(de)腐蝕速率(mm/a,即(ji)每年被腐蝕(shi)掉的金屬厚(hòu)度)來确✂️定不(bú)同的工況介(jie)質選擇不同(tong)的金屬材料(liào)。下面通過圖(tu)表一的方式(shi)介紹在氯堿(jian)燒堿工序中(zhōng)常用的幾種(zhong)電極材料及(ji)其使用範圍(wei)🏃🏻‍♂️。
表二：常見襯(chèn)裏材料的主(zhǔ)要性能及适(shì)用範圍

材料(liao)	主要性能	适(shì)用範圍
聚四(si)氟乙烯	是化(hua)學性能最穩(wěn)定的一種塑(su)料，能耐沸騰(teng)的鹽酸、硫酸(suān)、硝酸和王水(shui)，也能耐濃堿(jian)；耐磨性強、粘(zhan)結性能差。	-40℃～+180℃；濃(nóng)酸、堿等強腐(fǔ)蝕性介質液(ye)及衛生類介(jie)質。不能用于(yú)負壓。
（PTFE或F4）	同PTFE；耐(nài)磨性、抗負壓(yā)能力高于PTFE	＜120℃；濃(nong)酸、堿等強腐(fu)蝕性介質液(ye)，能用于較高(gao)負壓。
聚全氟(fu)乙丙烯（F46或FEP）	其(qi)兼具PTFE和F46的性(xing)能優點	-40℃～+180℃；濃酸(suan)、堿等強腐蝕(shi)性介質液，能(neng)耐較高負壓(yā)。
聚全氟化烷(wán)氧基(PFA)	耐磨耗(hao)性優越，爲天(tiān)然橡膠的10倍(bèi)，耐腐蝕性差(cha)	＜60℃；适用于含有(yǒu)泥沙、石礫等(děng)固體顆粒的(de)漿液；耐腐蝕(shi)性差，
聚氨酯(zhi)橡膠(PU)	有極好(hao)的彈性，高度(dù)的扯斷力，耐(nài)磨性能好；耐(nài)一般低濃☎️	隻(zhī)能用于弱酸(suan)弱堿等液體(tǐ)。
氯丁橡膠(CR)	度(dù)酸、堿、鹽介質(zhi)的腐蝕，不耐(nài)氧化介質的(de)腐蝕。	＜80℃；适用于(yu)水、污水、弱磨(mo)損性的泥漿(jiang)礦漿。

2、測量管(guǎn)襯裏材料的(de)選型及應用(yong)。
　　電磁流量計(ji)正常工作的(de)基本條件之(zhi)一，是測量管(guǎn)内壁除🈚電極(ji)處外，其它地(di)方的法向電(dian)流爲零。爲滿(mǎn)足這一條件(jiàn)，最簡單㊙️的方(fāng)法是将導電(dian)的金屬測量(liang)管内壁和法(fǎ)蘭端面襯💯以(yǐ)絕緣襯裏。通(tōng)俗地講,用絕(jué)緣襯裏的目(mu)的是防止感(gan)應信号電壓(yā)被金屬管短(duan)🍉路，可見絕緣(yuan)㊙️襯裏在電磁(cí)流量計應用(yòng)中的作用十(shí)分重要。由于(yu)被測導電介(jiè)質的流體種(zhong)類繁多♈，它們(men)📱的物理化學(xue)特性也不盡(jìn)相同，不可☎️能(neng)用一種絕緣(yuan)材料的襯裏(li)來滿足✌️所有(yǒu)應用電磁流(liu)量計的測量(liàng)流體介質的(de)物理化學特(te)性要求;因此(cǐ)，在襯裏材料(liào)的選型.上，應(yīng)重點考慮測(ce)量介質對襯(chèn)裏的耐溫度(du)、熱沖擊、高壓(ya)、負壓、磨損、腐(fu)蝕、粘結、附着(zhe)等方面的要(yao)🔴求。下面通過(guò)圖表二的方(fāng)式介紹常見(jiàn)的電磁流量(liang)計測量管襯(chen)裏材料的主(zhu)要性能特點(diǎn)及适用範圍(wéi)。
五、氯堿燒堿(jiǎn)工序中接地(dì)環和接地電(diàn)極的選型及(ji)應用。
1、接地環(huán)和接地電極(ji)的作用。
　　電磁(ci)流量計在工(gōng)作過程中檢(jian)測到的流量(liàng)信号電勢極(jí)小，通常隻有(you)幾個毫伏的(de)電勢信号:而(ér)導電流體在(zai)任何管道(絕(jue)緣或非絕緣(yuán))中流動時也(yě)會産生電勢(shì)，這個電勢不(bú)是流🙇‍♀️量信号(hao)本身，它是“幹(gàn)擾信号”;尤其(qi)是在導電性(xìng)能優良的流(liú)體中，如鹽水(shuǐ)、酸堿溶液等(deng)，其流動過程(chéng).中産生的幹(gàn)擾信号♊大小(xiao)甚至會♊超過(guo)流量信号本(běn)身。這個“幹擾(rao)信号在流經(jing)電🔅磁流量計(ji)測量☎️管時會(hui)蠱加在流量(liàng)信号電勢上(shang)，從而造💋成轉(zhuǎn)換器測量到(dào)的流量信号(hào)失真。由于電(dian)磁流量☁️計轉(zhuǎn)換器的輸入(ru)放大器通常(cháng)爲差動輸入(ru)設計，那⛷️麽，其(qi)中一個“等電(dian)位的公共參(cān)考地”是必🤩需(xū)的，這個“公共(gòng)參考地🛀”是測(ce)量的基礎。對(dui)于電磁流量(liàng)計的測⁉️量原(yuán)理來說，接地(di)環與接地電(dian)極是流量計(jì)接地的兩種(zhǒng)形式🛀，其作用(yong)是一樣的，即(ji)通過接地⛹🏻‍♀️環(huan)或接地電極(jí)與測量介👅質(zhi)直接接觸、經(jing)表殼與轉換(huan)器的輸入放(fang)大器的“工作(zuò)地"相連，使得(dé)放大器的“工(gong)作地”與🌈信号(hao)源的“地”連接(jie)在一起❌，共同(tong)形成一個🈲等(deng)電位的♈公共(gòng)參考地㊙️”;以此(cǐ)消除“幹擾信(xin)号”對流量測(cè)量的影👨‍❤️‍👨響，确(què)保測量結果(guǒ)的準确性。。
2、接(jiē)地環和接地(di)電極的選型(xing)與應用。
2.1材料(liao)的選型+
　　接地(di)環或接地電(dian)極的材料選(xuǎn)擇，原則上應(yīng)選擇與測量(liang)電極💃🏻相同材(cái)料。在選擇接(jie)地環形式接(jiē)地時，從節約(yuē)投資成本考(kao)慮，接地環的(de)材料亦可選(xuǎn)擇價格相對(duì)較低、耐腐蝕(shí)性稍弱的材(cai)料;如在☀️測量(liang)鹽水流量中(zhong)，電磁流量計(jì)測量電極的(de)材料應選擇(zé)钽材Ta,但♍接地(di)環可以選擇(zé)價格相對便(biàn)宜的钛🈲材Ti。需(xu)要特别說明(ming)的是,在選擇(ze)不可維修更(gèng)換的接地電(dian)極形式🌈接地(dì)時，降低接地(di)電極材料的(de)耐腐💃🏻蝕性會(huì)降低流⁉️量計(jì)測量管的整(zhěng)體使用壽命(mìng)。。
2.2接地形式的(de)選型及應用(yong)。
　　作爲電磁流(liu)量計接地的(de)兩種不同形(xíng)式，接地環和(he)接地電❌極都(dou)可以實現等(děng)電位的“公共(gong)參考地”、消除(chú)幹擾的目的(de)，但兩種接地(di)㊙️形式在使用(yong)過程中又有(you)🆚其各自的優(yōu)缺點。選用接(jiē)地環形式可(kě)👄以保護襯裏(li)的翻邊不受(shou)損傷，但比較(jiao)耗材，尤其是(shì)在測量鹽水(shuǐ)、鹽酸、高溫燒(shao)堿等強腐蝕(shi)性介質時，對(duì)材質的要求(qiú)💋很高，多爲-些(xie)如Ta、Ti、Hc-276等貴金屬(shu)，使用📞接地環(huán)形式接👌地"會(hui)✍️大大增加投(tou)資成本。
　　生産(chan)實踐中，在介(jie)質輸送管道(dào)爲導電的金(jīn)屬管道、且流(liu)量計⚽襯🏒裏不(bú)需要特别保(bao)護的情況，可(ke)在靠近電磁(cí)流量計本體(ti)兩側的金屬(shu)管道或與管(guan)道焊接的配(pei)對🚶‍♀️法蘭上🐉焊(han)接“接地支耳(ěr)”，以此實現可(ke)靠接地。相反(fan)，選用接地電(dian)極形式比較(jiào)省材，投資成(chéng)本相對較低(di)，尤其是在氯(lǜ)堿燒堿工序(xu)中，多數強腐(fu)蝕性介質的(de)輸送管道爲(wèi)非導電性的(de)襯塑管或絕(jué)緣塑料管，不(bu)可能通過焊(hàn)接“接地💯支耳(er)"的方式實現(xiàn)可靠接地，而(er)隻能選擇接(jiē)地⁉️環或接地(di)電極的形式(shi)接地，在此情(qíng)形下，一般應(ying)選用接地電(dian)極的形式接(jie)地💚;但由于接(jiē)地電極一般(bān)🎯都安裝固定(dìng)在電磁流量(liang)計測量管的(de)最低點，在輸(shu)送管道容易(yì)結垢的工況(kuang)條件下⛹🏻‍♀️，接地(di)🚶電極會因結(jie)垢被覆蓋而(er)失去“接地”的(de)作用，特别是(shì)流量計水平(ping)安裝時，選用(yòng)接地電極㊙️應(yīng)予以慎😘重考(kǎo)慮。鑒于電解(jie)鹽水工藝的(de)特殊性，二次(cì)鹽水精制中(zhōng)的電磁流量(liang)計，特别是最(zuì)🏃‍♀️靠近電解槽(cáo)的電磁㊙️流量(liàng)計,如進♊電解(jie)槽的鹽水、燒(shāo)堿和鹽酸流(liu)量計，不得選(xuǎn)用接地電極(jí)形式接地。這(zhe)是因爲，電解(jiě)㊙️槽中的電解(jie)質通常有3000~14700A的(de)直流電流，通(tong)過導✍️電的液(ye)體介質✌️容易(yì)發生🈲漏電現(xiàn)象，“漏電”到達(dá)流量計測量(liang)管時，會❤️流經(jing)接地電極對(duì)地放電,使得(de)金屬制作的(de)接地電💯極發(fa)生電化💛學反(fǎn)應，從而電化(huà)學腐蝕接地(di)電極，造成接(jiē)地電極損壞(huai)，緻使電🐪磁流(liu)量計無法⭐正(zheng)常工作💞。。
六、結(jié)論。
　　綜上所述(shu)，盡管氯堿燒(shāo)堿生産過程(chéng)中的工況條(tiao)件較爲複雜(za)，給電磁流量(liang)計的選型和(he)應用帶來了(le)諸多困難;盡(jin)管如此，由于(yú)在儀表選型(xíng)時很好地了(le)解了工況條(tiao)件并結合了(le)現場的㊙️實際(jì)情況，以及在(zài)運行期間的(de)精心操作與(yu)維護，目前，燒(shāo)堿工序中在(zai)線🔴使用的近(jin)50台電磁流量(liàng)計運行狀況(kuang)良好，損壞率(lü)不超過1台/年(nián)，确保了燒堿(jiǎn)生産安全穩(wěn)定運行;并持(chi)續改進，盡量(liang)降低投資成(chéng)本。

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