電磁流量儀表

電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法 拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。

應(yīng)用行業(yè)：

適用于測量封閉管道中導(dǎo)電液體和漿液的體積流量，如潔凈水、污水、各種酸堿鹽溶液，泥漿、礦漿、紙漿以及食品方面的液體等，廣泛應(yīng)用于冶金、造紙、水處理、化工、輕工、紡織、電力和采礦等行業(yè)。

主要特點(diǎn)：

·*的抗腐蝕能力，幾乎可測任何導(dǎo)電液體
·測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響
·抗干擾力強(qiáng)，幾乎不受外界干擾
·儀表內(nèi)部無任何阻流部件，無壓損，屬于節(jié)能型儀表
·直管段要求低，可在線標(biāo)定
·具有自檢和自診斷功能，方便檢修
·在現(xiàn)場可根據(jù)用戶實(shí)際需要在線修改量程

技術(shù)參數(shù)：

常用流速-流量對照表流速（m/s）； 流量（m3/h） 口徑（mm）

安裝要求：

·流量計的設(shè)計、試驗(yàn)和供電均有安全規(guī)定，用戶必須嚴(yán)格遵守本說明書的有關(guān)條款確保流量計的安全操作及運(yùn)行，保證電磁流量計測量精度的必要條件如下：

·被測液體介質(zhì)必須具有導(dǎo)電性。

·被測液體介質(zhì)必須充滿管道。

·被測液體介質(zhì)必須均勻，以避免電導(dǎo)率的不均勻性（會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾），如需動態(tài)加入化學(xué)物質(zhì)，應(yīng)在儀表下游處注入。

·電磁流量計系統(tǒng)必須良好接地。

·流量計入口直管段至少5倍DN （測量管道內(nèi)徑），出口直管段至少2倍DN。

·在流量計附近，避免強(qiáng)電磁場干擾，避免安裝在大型電機(jī)或變壓器等設(shè)備附近。

PVC生產(chǎn)中測量儀表的選擇與應(yīng)用：

介紹了PVC生產(chǎn)中測量儀表的選型、安裝與注意事項,對使用過程中的常見故障進(jìn)行了分析,并采取了相應(yīng)對策。

隨著科技的發(fā)展及自動化程度的不斷提高,測量儀表在工業(yè)生產(chǎn)中得到更加廣泛的應(yīng)用。選擇適用的測量儀表,保障其測量精度和穩(wěn)定性對于提升工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平、進(jìn)一步解放生產(chǎn)力具有至關(guān)重要的作用。目前,乙烯聚合生產(chǎn)幾乎均采用*的集散控制系統(tǒng)(Distributed Control System),這對儀表的測量精度、運(yùn)行穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性及傳輸精度提出了更高的要求。河北金牛化工股份有限公司(以下簡稱河北金?；?從20世紀(jì)90年代初開始,分別采用了中國臺灣、日本和歐洲的聚合生產(chǎn)工藝技術(shù),不同的磚利和設(shè)計方案對測量儀表的要求也不同,在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了一些不適用、故障率高以及精度不能滿足要求等方面的問題。為此,根據(jù)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)、要求以及物料的特性對相關(guān)測量儀表進(jìn)行了改進(jìn),取得了良好的效果。

1 PVC生產(chǎn)中儀表選型的原則

PVC生產(chǎn)與其他工業(yè)生產(chǎn)一樣,應(yīng)按照工藝過程條件(包括溫度、壓力、流量、黏度、腐蝕性、毒性、脈動等因素)選擇合適類型的儀表,確定儀表部件的材質(zhì)和量程。然后,根據(jù)操作的重要性選擇儀表精度等級,并考慮儀表的經(jīng)濟(jì)性和市場供給情況,選用安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、性價比高的測量儀表。

對于聚合過程中的通用儀表,在滿足工藝和自動控制要求的前提下,應(yīng)盡量選用成熟、可靠、經(jīng)濟(jì)性好且易于維護(hù)的測量儀表。如溫度測量通常選用電阻式測量儀表;壓力測量采用膜片式儀表;液位測量采用單法蘭或雙法蘭壓力式液位計;水流量的測量可以選擇孔板式流量計,精度要求較高的則采用渦輪或渦街流量計。其中,要特別注意對測量精度的選擇,對工藝要求嚴(yán)格的控制指標(biāo)(如聚合釜反應(yīng)溫度、引發(fā)劑的質(zhì)量、分散劑的流量),精度等級應(yīng)不低于0.2級;而一般的測量(如蒸汽溫度、干燥床控制溫度、干燥風(fēng)機(jī)流量),精度可以放寬至0.5或1.0級即可。

2 乙烯單體流量計的選擇與應(yīng)用

將乙烯加入聚合釜時,如果流量計量不準(zhǔn),將影響聚合工藝中的水油比,或造成物料加入過量或加入量不足,影響聚合過程的穩(wěn)定,而且容易發(fā)生超溫、超壓等安全事故,導(dǎo)致后續(xù)工段不能穩(wěn)定控制,進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量,因此對流量計的精度要求較高。河北金?；じ鶕?jù)儀表選用原則及生產(chǎn)工藝特點(diǎn),在23萬t/a裝置中優(yōu)先選用橢圓齒輪流量計測量乙烯的流量,同時再選擇hualu/華陸渦輪流量計與橢圓齒輪流量計進(jìn)行對比與校核。當(dāng)檢測到渦輪流量計與橢圓齒輪流量計單釜加入量差值超過380 kg時(即總誤差超過1%時),從安全方面考慮,取數(shù)值較大的流量值為計量值,同時發(fā)出報警提示進(jìn)行確認(rèn)檢查。

3 PVC漿料流量計的選擇與應(yīng)用

懸浮聚合工藝中,聚合反應(yīng)結(jié)束后,PVC是以漿料的形式進(jìn)入下一工段的,漿料的溫度在60℃左右,PVC質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在30%左右。對于懸浮液不宜選擇有內(nèi)部元件的流量計,超聲波流量計雖是非接觸式儀表,但更適用于清潔、單相的液體和氣體,因而不適用于PVC漿料。在聚合過程中加入了多種助劑,漿料的電導(dǎo)率一般在150μS/cm以上,能夠滿足電磁流量計的要求,因此河北金?；?3萬t/a PVC裝置選用電磁流量計進(jìn)行PVC漿料流量的測量,取得了很好的效果。

3.1 電磁流量計的工作原理

電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測量的流量計。當(dāng)導(dǎo)電的被測介質(zhì)垂直于磁力線方向流動時,在與介質(zhì)流動和磁力線都垂直的方向上會產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢,其大小與導(dǎo)電介質(zhì)在磁場中的有效長度及導(dǎo)電介質(zhì)在磁場中作垂直于磁場方向運(yùn)動的速度成正比,通過換算即可求得介質(zhì)的體積流量。

3.2 電磁流量計的安裝使用要求

電磁流量計適用于電導(dǎo)率大于5μS/cm的液體或均勻的液固兩相介質(zhì)流量的測量,具有良好的耐腐蝕性和耐磨性,無壓力損失,可測量各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、鹽、泥漿、礦漿、紙漿等介質(zhì)。但電磁流量計造價較高,對現(xiàn)場安裝條件要求比較嚴(yán)格,而且信號易受外界磁場干擾,影響了其在工業(yè)管道流體測量中的廣泛應(yīng)用。

在測量PVC漿料的流量時,須注意以下4點(diǎn)。

(1)安裝電磁流量計時,電極軸必須保證水平安裝,且漿料流向與電磁流量計指示安裝方向一致。因渦流和不穩(wěn)定的介質(zhì)流動狀態(tài)都會對電磁流量計的準(zhǔn)確測量產(chǎn)生影響,因此電磁流量計在安裝時對前后直管段的長度有一定的要求,直管段要求為:上游段長度大于管道公稱直徑的5倍,下游段長度大于管道公稱直徑的2倍。

電磁流量計安裝示意圖見圖2。

(2)由于PVC漿料中含有一定的乙烯氣體,因此流量計不得安裝在壓力變化較大的地點(diǎn)(如泵出口),否則會因壓力不穩(wěn)定造成漿料中乙烯氣體大量逸出,流量計不能*充滿液體,從而影響其準(zhǔn)確測量,導(dǎo)致測量誤差過大。除盡量遠(yuǎn)離泵出口外,流量計還應(yīng)安裝在泵出口調(diào)節(jié)閥后,以保障穩(wěn)定的介質(zhì)流動狀態(tài),在流量計后設(shè)計一段向上的U形彎,來保障介質(zhì)充滿流量計。

(3)為避免管道震動對流量計測量精度產(chǎn)生影響,河北金?；ぴ诎惭b流量計的管道上加裝了管道固定裝置,與地面錨固件相連,并在固定件與管道間安裝減震橡膠圈,程度地降低管道震動。

(4)河北金?；VC廠漿料流量測量地點(diǎn)位于室外,為避免外界環(huán)境干擾,流量計安裝有防潮和防曬裝置,采用小型防護(hù)罩將流量計保護(hù)起來,防止上述現(xiàn)象影響測量精度。另外,由于安裝地點(diǎn)緊鄰一套換熱裝置,為防止高溫?zé)彷椛鋵α髁坑嫷挠绊?還要保證換熱器的良好隔熱。

3.3 電磁流量計常見故障與對策

3.3.1 流量顯示波動大

原因:①介質(zhì)溫度變化大,溫度高時,漿料內(nèi)乙烯氣體大量逸出。②管道內(nèi)介質(zhì)不能充滿管道,造成氣穴現(xiàn)象。③外界電磁的干擾,如電焊、強(qiáng)噪聲等。

對策:①保持生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行,減少漿料溫度波動,減少VCM氣體的逸出。②檢查泵進(jìn)出口管道,通過充液、排氣等措施消除氣穴現(xiàn)象。③盡可能消除外界電磁干擾。

3.3.2 流量顯示時有時無

原因:①漿料中PVC顆粒在長期高溫條件下附著在流量計內(nèi)壁上,起到緣的作用,造成電動機(jī)回路斷路。②雷電打擊會對流量計的測量產(chǎn)生影響,甚至造成流量計的損壞。

對策:①拆檢流量計,清理內(nèi)部附著物。如有內(nèi)襯,應(yīng)注意不要劃傷。②保證流量計可靠接地。

測量儀表技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)日趨成熟,但其種類仍然在不斷增加,新結(jié)構(gòu)和新用途的儀表不斷涌現(xiàn)。同時,PVC行業(yè)自動化程度的提高也對測量儀表提出了更高的要求。每種測量儀表都有其適用范圍,也有其局限性,選擇*、可靠、經(jīng)濟(jì)適用的儀表有助于生產(chǎn)的安全穩(wěn)定。河北金?；ぴ陂L期工作實(shí)踐中,結(jié)合生產(chǎn)工藝特點(diǎn),對現(xiàn)有測量儀表不斷進(jìn)行升級改造,取得了良好的效果。