摘要:介紹了電磁流量計(jì)的工作原理分析了電磁流量計(jì)的組成結(jié)構(gòu)及各部分的主要作用介紹了電磁流墾計(jì)的選型要求安裝要求以及電磁流量計(jì)在德士古氣化爐中的使用情況。
電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小可測(cè)流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20:1以上適用的工業(yè)管徑范圍寬最大口徑可達(dá)3m輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性,精確度較高�？蓽y(cè)量電導(dǎo)率≥lμus/em的酸、堿、鹽溶液、水.污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的導(dǎo)電流體流量。目前的煤化工行業(yè)中德士古氣化爐中的煤漿流星計(jì)大部分設(shè)計(jì)和選型中都采用的是電磁流星計(jì),但實(shí)際使用效果差異很大,這一問(wèn)題一直是煤化工行業(yè)專業(yè)人員討論的難題。
1水煤漿電磁流星計(jì)的工作原理
由于水煤漿特殊的物理特性使其測(cè)量難度很大。它含有60%以上的極細(xì)的煤固體顆粒再加上輔助添加劑在高壓工況下其動(dòng)力粘度高達(dá)800-1500mPus,介質(zhì)對(duì)襯里的擠壓和對(duì)電極的沖刷環(huán)境要求電磁流星計(jì)傳感器的村里與測(cè)量導(dǎo)管的附著性能以及電極的抗噪音和防滲漏性能有著很高的要求，而且水煌漿是非牛頓流體設(shè)計(jì)管道流速很低在1.0mv/s左右。而且又有腐蝕性。經(jīng)多年煤化工裝置的運(yùn)行比較的經(jīng)驗(yàn)證明,采用煤漿電磁流量計(jì)測(cè)量水煤漿流量是目前唯一可靠的方式。
電磁流量計(jì)測(cè)量的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)原理。導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)由Ex=-kBDv計(jì)算。感應(yīng)電勢(shì)E的大小正比于導(dǎo)體的運(yùn)行速度v.導(dǎo)體寬度D及磁場(chǎng)強(qiáng)度B.電磁流量計(jì)兩個(gè)測(cè)星電極間的距離是由流動(dòng)介質(zhì)形成的導(dǎo)體寬度D.置于管道兩側(cè)的電磁線固通電后產(chǎn)生電磁場(chǎng)強(qiáng)度為B。當(dāng)被測(cè)的導(dǎo)電流體以平均流速v通過(guò)磁場(chǎng)時(shí),電極感應(yīng)出一定的電動(dòng)勢(shì)E。轉(zhuǎn)換器將所測(cè)的電動(dòng)勢(shì)E轉(zhuǎn)換成4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳送至控制室。
2電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及各部分的作用
電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管.電極、外殼.襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。磁路系統(tǒng)其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)。直流磁路用永久磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單受交流磁場(chǎng)的干擾較小但它易使通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化,使正電極被負(fù)離子包圍負(fù)電極被正離子包圍即電極的極化現(xiàn)象并導(dǎo)致兩電極之產(chǎn)蝗內(nèi)阻增大因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時(shí)，永久磁鐵相應(yīng)也很大笨重且不經(jīng)濟(jì)所以電磁流量計(jì)-般采用交變磁場(chǎng)。
測(cè)量導(dǎo)管其作用是讓被測(cè)導(dǎo)電性液體通過(guò)。為了使磁力線通過(guò)測(cè)星導(dǎo)管時(shí)磁通基被分流或短路,測(cè)星導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率.低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成,可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼高強(qiáng)度塑料鋁等。電極:其作用是引出和被測(cè)量成正比的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。電極--般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成且被要求與村里齊平以便流體通過(guò)時(shí)不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆積在其上面而影響測(cè)顯精度,而在水煤漿場(chǎng)合,由于高壓煤漿對(duì)電極的沖刷會(huì)產(chǎn)生信號(hào)噪音。通常有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的制造廠會(huì)采用低噪音電極來(lái)降低沖刷噪音。
外殼應(yīng)用鐵磁材料制成分配制度勵(lì)磁線圓的外罩并隔離外磁場(chǎng)的干擾。
襯里在測(cè)量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法三密封面上,有一層完整的電絕緣村里。它直接接觸被測(cè)液體，其作用是防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管管壁短路,并可適應(yīng)測(cè)量導(dǎo)管的抗腐蝕性和耐磨性。在水煤漿場(chǎng)合襯里材料多為耐腐蝕.耐磨的工程橡膠和聚四有Z烯塑料(PTFE)。
轉(zhuǎn)換器:由液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)十分微弱受各種干擾因素的景響很大轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并抑制主要的干擾信號(hào)。其任務(wù)是把電極檢測(cè)到的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)。
3電磁流量計(jì)的選型
電磁流量計(jì)的臺(tái)理選用及正確安裝對(duì)提高流星計(jì)的測(cè)量精度和延長(zhǎng)儀表壽命,都是極其重要的。其選用原則有以下四點(diǎn):
3.1被測(cè)流體必須是導(dǎo)電液體,它不能測(cè)量
氣體、蒸汽、石油制品、甘油、酒精等物質(zhì)也不能測(cè)量純凈水傳感器的村里很重要必需穩(wěn)定、耐壓、耐磨。
3.2口徑與量程的選擇。流星計(jì)的量程根據(jù)不低于預(yù)計(jì)的最大流星值的原則選擇滿量程刻度常用流星最好超過(guò)滿量程的50%這樣可獲得較高的測(cè)量精度。常用流速為2-4mv/s最臺(tái)適。電極要有降噪功能的低噪音電極。
3.3壓力的選擇使用壓力必須低于電磁流量計(jì)額定工作壓力-般不超過(guò)16x10Pa.
3.4溫度的選擇被測(cè)介質(zhì)溫度不能超過(guò)襯里材料的容許使用溫度在高壓狀態(tài)下一般≤120℃。
4電磁流量計(jì)的安裝
4.1安裝位置。電磁流量計(jì)可以垂直水平安裝但推薦垂直安裝且被測(cè)流體是自下而上流動(dòng)。也可以水平安裝但要使兩電極在同一-水平面上。水平安裝時(shí)要保證在何時(shí)測(cè)量導(dǎo)管都充滿液體。
4.2電磁流量計(jì)信號(hào)比較弱滿顯程時(shí)只有幾毫伏且流星很小時(shí)只有幾微伏外界稍有干擾就會(huì)影響到測(cè)顯精度。因此,流星計(jì)的外殼、屏蔽線、測(cè)量導(dǎo)管都要接地。要單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn)千萬(wàn)不要連接在電機(jī)或上、下管道上。
4.3流星計(jì)的安裝地點(diǎn)要遠(yuǎn)離一切磁源(如大功率電機(jī)、變壓器等)。
4.4電磁流星計(jì)是速度式流量計(jì)。當(dāng)流線頒布不符合設(shè)定條件時(shí)將產(chǎn)生測(cè)量誤差。因此，在電磁流星計(jì)前必須有5~-10D左右的直管段，以消除各種局部阻力對(duì)流線分布對(duì)稱性的影響。
5電磁流星計(jì)在德士古氣化爐中的使
用情況
5.1流速的問(wèn)題。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,.德士古氣化爐所用的煤漿泵多是FELUWA軟管隔膜式活塞泵,電磁流量計(jì)的工作壓力為6.0Mpo,正常流量為25m/h煤漿管線是DN150,根據(jù)此管徑及流量計(jì)算,流速達(dá)不到05m/,這是通常流星計(jì)運(yùn)行不穩(wěn)定的重要原因之一。
5.2襯里的問(wèn)題。由于煤漿管線壓力達(dá)6.0Mpa煤漿固體顆粒沖刷此較嚴(yán)重所以在村里的材料選擇中應(yīng)慎重考慮。科隆電磁流量計(jì)選擇了耐沖刷,耐磨損的增強(qiáng)聚四氟乙烯(EIFE)材料。自投用5年以來(lái)襯里完好無(wú)損。
5.3安裝的問(wèn)題。從電磁流顯計(jì)的測(cè)量原理及安裝注意事項(xiàng)里看,電磁流星計(jì)的安裝可以選擇水平安裝也可以選擇豎直安裝.煤漿流量計(jì)在水平管道和豎直管道均有使用但從整體運(yùn)行情況來(lái)看水平管道運(yùn)行效果良好。
結(jié)束語(yǔ).
隨著煤化工的發(fā)展與應(yīng)用，化工工藝千變?nèi)f化使電磁流墾計(jì)擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。在實(shí)際使用中會(huì)遇到各種各樣的技術(shù)難題,在流星計(jì)的廠家選擇中會(huì)更謹(jǐn)慎,建議最好能選擇在同類行業(yè)中有使用業(yè)績(jī)的生產(chǎn)廠家。以保證整個(gè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
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