青海鹽湖集團(tuán)化工分公司是青海鹽湖工業(yè)股份有限公司的子公司,公司主要生產(chǎn)合成氨、尿素、PVC、鉀堿、甲醇等,其中合成氨裝置的脫碳工序zui為復(fù)雜。由于此工序聯(lián)鎖較多所以要求儀表測(cè)量精度要高,熱鉀堿溶液導(dǎo)電率較高,所以選用電磁流量計(jì)ZUI為合適,它主要是通過(guò)液體的導(dǎo)電性來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量熱鉀堿溶液(貧液及半貧液)的循環(huán)量,使之按一定的比率充分吸收工藝氣中的CO2氣,以保證后工序合成氣的凈化度,不使甲烷化爐溫度超標(biāo)而造成停車(chē)。希望通過(guò)實(shí)踐對(duì)電磁流量計(jì)作出比較具體的介紹。
1.電磁流量計(jì)介紹
電磁流量計(jì)是測(cè)速式流量計(jì),適用于具有導(dǎo)電性液體體積流量的測(cè)量。流量傳感器測(cè)量通道內(nèi)壁涂有防腐層,在測(cè)量通道內(nèi)無(wú)任何固定或可動(dòng)的節(jié)流部件,對(duì)流體無(wú)壓力損失,其輸出特性與被測(cè)液體的密度、黏度、流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),可用于測(cè)量有腐蝕性或帶有固體徽粒的流體及漿狀物料。但是,它不能測(cè)量氣體、蒸汽和非導(dǎo)電性液體。
2.電磁流量計(jì)的工作原理
磁力線方向運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體受磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E(即發(fā)電機(jī)工作原理)。傳感器測(cè)量通道內(nèi)的磁場(chǎng)是由安裝在測(cè)量通道外殼壁上的勵(lì)磁線圈在勵(lì)磁電流作用下產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)。檢測(cè)元件為兩根電極棒,分別安裝在傳感器殼體兩側(cè)的棒孔部位,且兩極棒各有一端頭在傳感器通道內(nèi)壁處,與通道內(nèi)流體保持良好的電氣接觸。當(dāng)導(dǎo)電流體經(jīng)傳感器通道時(shí),導(dǎo)電流體流向垂直于磁力線方向,流體流動(dòng)時(shí)切割磁力線,在導(dǎo)電流體中有感應(yīng)電勢(shì)E產(chǎn)生,感應(yīng)電勢(shì)與流速之間的關(guān)系式為:E=KBVD
式中:E=KBD
式中:E一感應(yīng)電勢(shì),V;
K一系數(shù);
B一交變矩形波磁感應(yīng)強(qiáng)度,T
D一傳感器通道的內(nèi)徑,M;
流體在通道內(nèi)的平均流速,m/s由式可知,感應(yīng)電勢(shì)與流體的平均流速成正比關(guān)系,所以說(shuō)電磁流量計(jì)屬測(cè)速式流量計(jì)。流體所感應(yīng)的電勢(shì)由兩支與液體接觸的電極檢出,并傳送至轉(zhuǎn)換器,由轉(zhuǎn)換器完成信號(hào)放大,并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號(hào)輸送至顯示器和累計(jì)單元。電磁流量計(jì)的特性與被測(cè)介質(zhì)的物性和壓力、溫度無(wú)關(guān),電磁流量計(jì)經(jīng)出廠前的校準(zhǔn)后,在測(cè)量導(dǎo)電性介質(zhì)的流量時(shí),所測(cè)得的體積流量示值無(wú)需進(jìn)行修正。
信號(hào)轉(zhuǎn)換器的輸出是以頻率輸出,轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)是:無(wú)論傳感器的口徑及測(cè)量范圍,其輸出為標(biāo)準(zhǔn)頻率,即1m/s流速轉(zhuǎn)換為1000脈沖/s,當(dāng)被測(cè)液體流速為2.304m/s時(shí),其輸出頻率為2.304kHz(1)。
3.本項(xiàng)目電磁流量計(jì)機(jī)構(gòu)及使用方法的介紹
電磁流量計(jì)是由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器(也叫顯示器)兩大部分組成。測(cè)量管上下裝有激磁線圈,通激磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過(guò)測(cè)量管,一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢(shì),送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。
3.1找動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置
在改變機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)設(shè)定之前必須切斷其電源。對(duì)于采用內(nèi)部電源的情況(回路由變送器自身供電),按下顯示為黑色的那些開(kāi)關(guān)的低端。對(duì)于外部電源(回路電源在變送器的外部),則按下顯示為白色的那些開(kāi)關(guān)的低端。
3.2寫(xiě)保護(hù)開(kāi)關(guān)
位于與變送器蓋板相連的接線用印刷線路板上的作為寫(xiě)保護(hù)使用的DIP開(kāi)關(guān)用來(lái)防止意外地改變變送器組態(tài)或使累加器復(fù)位。這一功能通常只在受到監(jiān)控的物料輸送操作中使用,或者用在因任何理由希望確保系統(tǒng)組態(tài)及累加值不被改變的場(chǎng)合中。因此,這些開(kāi)關(guān)通常被置于“不起用”的位置(也是出廠前設(shè)定的缺省值)。如果將開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“起用”的位置,便能起到上述的保護(hù)作用。
3.3與數(shù)字式輸出電路的連接
變送器的數(shù)字輸出信號(hào)引線可以連接到A系列的系統(tǒng)中。輸出信號(hào)是加載在4-20毫安(回路)線上的。這個(gè)程序只涉及變送器與系統(tǒng)之間的接線?，F(xiàn)場(chǎng)接線的ZUI大長(zhǎng)度為600米(2000英尺)。信號(hào)的輸出功率是由FBM輸入模塊提供的。導(dǎo)管走向向下避免水分積聚在接線盒中。任何不用的導(dǎo)管開(kāi)口都應(yīng)加以悶塞。HART通信裝置或裝載在PC機(jī)上的組態(tài)器可以連接在變送器現(xiàn)場(chǎng)接線端到外部負(fù)載之間的任何位置,或連接到另外配供的I/O孔口上。
4.電磁流量計(jì)的安裝要求
(1)傳感器的使用條件時(shí)流經(jīng)測(cè)量通道內(nèi)的液體必須處在充滿狀況,傳感器安裝位置應(yīng)優(yōu)選在垂直管道上,且垂直管道內(nèi)液體必須是自下而上流動(dòng),傳感器不可安裝在工藝管路zui高水平管段上,管段zui高處易聚集氣體,在水平或傾斜的工藝管路上安裝,傳感器上游側(cè)直管段不可小于5D,下游直管段不小于2D。傳感器安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng),安裝位置附近應(yīng)無(wú)動(dòng)力設(shè)備或磁力啟動(dòng)器等。
(2)傳感器與工藝管道之間采用法蘭連接,緊固螺栓時(shí)不可擰得過(guò)緊,否則會(huì)損壞傳感器法蘭口聚四氟乙烯涂層。建議用力矩扳手緊固螺母,其zui大力矩參照表。水平或傾斜工藝管道上安裝。其兩支檢測(cè)電極應(yīng)處于水平位置,不允許處在工藝管道的正上方或正下方的位置,口徑大于300mm的傳感器應(yīng)專設(shè)支架支撐。
(3)傳感器對(duì)外界電磁于擾比較敏感,為了消除電磁干擾和使用安全,應(yīng)將傳感器外殼、被測(cè)介質(zhì)和工藝管道三者連成等電位,并要求獨(dú)立接地,接地電阻小于10Ω。因外界存在的電磁場(chǎng)感應(yīng)電流、絕緣故障漏電流和危險(xiǎn)區(qū)域采用的電位平衡器所產(chǎn)生的電位平衡電流會(huì)沿著金屬管道和工藝介質(zhì)流動(dòng),這些電流在傳感器的電極上會(huì)產(chǎn)生干擾電壓,其電壓等級(jí)遠(yuǎn)超過(guò)電極所測(cè)得的感應(yīng)電勢(shì),因此,要求將傳感器外殼、被測(cè)介質(zhì)和工藝管道三者必須連成等電位,并接地,以消除外界干擾。
(4)電磁流量計(jì)供貨通常根據(jù)工藝管道材質(zhì)配置接地環(huán),接地環(huán)材質(zhì)為耐腐蝕不繡鋼,接地環(huán)長(zhǎng)約30mm的圓管管頸。工藝管道為了防腐常采用塑料管或在金屬管道內(nèi)涂絕緣防腐漆或村里,而電磁流量計(jì)常常應(yīng)用在防腐蝕較強(qiáng)的場(chǎng)合。對(duì)于絕緣材質(zhì)管道或管道內(nèi)涂絕緣層的管道,僅用接地線將法蘭連接起來(lái)的辦法是不可能實(shí)現(xiàn)等電位接地的,應(yīng)采取特殊措施,在傳感器兩端法蘭口處各裝一只接地環(huán),把接地環(huán)圓管頸插入法蘭口內(nèi),使接地環(huán)與管內(nèi)液體有良好的電氣接觸,再用接地線將法蘭與接地環(huán)連接起來(lái)。接地連接線應(yīng)選用16mm2多股銅芯線
(5)信號(hào)轉(zhuǎn)換器安裝位置應(yīng)盡可能靠近傳感器安裝,有利于減小外部電磁干擾對(duì)信號(hào)傳輸線的影響和信號(hào)強(qiáng)度的損失。通常使用制造廠提供的5m長(zhǎng)度的屏蔽信號(hào)電纜將轉(zhuǎn)換器與傳感器連接起來(lái)。廠家提供的屏蔽信號(hào)電纜有兩種型號(hào),一種為單層屏蔽信號(hào)電纜。另一種為三層屏蔽信號(hào)電纜。兩種型號(hào)電纜的接地方式是有區(qū)別的,應(yīng)根據(jù)道貨的電纜決定屏蔽接地方式。
(6)如果信號(hào)電纜為單層屏蔽,要求外屏蔽層為一端接地,接地端接于傳感器端子1,三芯電纜中的兩根線為信號(hào)線,分別接于2、3端子,另一根芯線作為內(nèi)屏蔽線,內(nèi)屏敲應(yīng)兩端接地,屏敲線的兩端應(yīng)分別接在傳感器和轉(zhuǎn)換器的1端子上。如果到貨電纜為三層屏蔽信號(hào)電纜,則按(b)所示接線,zui外層屏蔽層(鐵質(zhì))為一端接地,接于傳感器1端子,第二層為內(nèi)屏蔽層(銅質(zhì)),屏敲層兩端分別接于傳感器和轉(zhuǎn)換器的1端子,兩根芯線屏蔽層為一端接地,分別接于轉(zhuǎn)換器20、30端子。
(7)另外,在轉(zhuǎn)換器于傳感器之間還有一根供電電纜,是轉(zhuǎn)換器給傳感器激勵(lì)線圈提供交交脈動(dòng)電流用的專用電纜。為避免直流磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)電液體產(chǎn)生極化現(xiàn)象,給測(cè)量*度蒂來(lái)影響,電磁流量計(jì)通常采用交變電流勵(lì)磁,產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。
5.結(jié)束語(yǔ)
化工裝置的計(jì)量體系需要準(zhǔn)確的流量計(jì),以保證各種溶液的配比平衡以及后工序安全穩(wěn)定運(yùn)行。電磁流量計(jì)的變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒(méi)有可動(dòng)部件,也沒(méi)有任何阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件,所以當(dāng)流體通過(guò)時(shí)不會(huì)引起任何附加的壓力損失,同時(shí)它不會(huì)引起諸如磨損,堵塞等問(wèn)題,特別適用于測(cè)量帶有固體顆粒的礦漿,污水等液固兩相流體,以及各種粘性較大的漿液等.同樣,由于它結(jié)構(gòu)上無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,故可通過(guò)附上耐腐蝕絕緣村里和選擇耐腐材料制成電極,起到很好的耐腐蝕性能,使之可用于各種腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量中。因此電磁流量計(jì)對(duì)于熱鉀堿溶液流量的測(cè)量來(lái)說(shuō)是一種比較理想的計(jì)量?jī)x表,可以在化工以及其它行業(yè)中**推廣。
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渦街流量計(jì)在易揮發(fā)液體測(cè)量中的作用
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一種電磁流量計(jì)的觸摸感應(yīng)面板
