数字式电磁氨水流量计

电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法 拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压，测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。

应用行业：

适用于测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量，如洁净水、污水、各种酸碱盐溶液，泥浆、矿浆、纸浆以及食品方面的液体等，广泛应用于冶金、造纸、水处理、化工、轻工、纺织、电力和采矿等行业。

主要特点：

·*的抗腐蚀能力，几乎可测任何导电液体
·测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响
·抗干扰力强，几乎不受外界干扰
·仪表内部无任何阻流部件，无压损，属于节能型仪表
·直管段要求低，在线标定
·具有自检和自诊断功能，方便检修
·在现场可根据用户实际需要在线修改量程

技术参数：

常用流速-流量对照表流速（m/s）； 流量（m3/h） 口径（mm）

安装要求：

·流量计的设计、试验和供电均有安全规定，用户必须严格遵守本说明书的有关条款确保流量计的安全操作及运行，保证电磁流量计测量精度的必要条件如下：

·被测液体介质必须具有导电性。

·被测液体介质必须充满管道。

·被测液体介质必须均匀，以避免电导率的不均匀性（会产生严重干扰），如需动态加入化学物质，应在仪表下游处注入。

·电磁流量计系统必须良好接地。

·流量计入口直管段至少5倍DN （测量管道内径），出口直管段至少2倍DN。

·在流量计附近，避免强电磁场干扰，避免安装在大型电机或变压器等设备附近。

焦化企业流量仪表选型：

针对焦化企业生产工艺和仪表配置特点, 介绍了电磁式、涡街式、节流式等几种流量计的选型要点以及它们各自的特点。流量计是仪表行业使用比制造难度更大的一类仪表, 测量仪表本身受到管道、口径大小、形状 (圆形、矩形) 、边界条件、介质的物性 (温度、压力、密度、粘度、脏污性、腐蚀性等) 、流体的流动状态 (紊流状态、速度分布等) 以及安装条件与水平等因素的影响, 流体粘性摩擦作用还会产生不稳定的旋涡和二次流等复杂流动现象。面对国内外十几类、上百个品种的流量仪表 (先后发展起来的容积式、差压式、涡轮式、面积式、电磁式、超声波式和热式流量计等类型) , 如何根据流量、流态、安装要求与环境条件、经济性等因素合理选型, 是用好流量仪表的前提和基础。除了仪表自身质量要得到保证, 工艺数据的提供和仪表的安装、使用、维护是否合理也相当重要。

1 焦化企业流量计的选型

中化镇江焦化有限公司 (以下简称“镇江焦化”) 流量计主要用于煤气流量、空气流量、蒸汽流量、循环水、低温水、循环氨、喷洒氨流量、污水流量、稀释废水流量、苯流量、贫富油流量等的测量, 在原来城区老厂系统中, 空气、煤气、蒸汽、水 (包括氨、生化稀释废水) 以孔板为主, 空气、煤气流量出现的主要问题是取压管易结水, 需定期排污, 煤气孔板取压管易被萘及焦油堵塞, 需定期拆开清洗;氨、废水内常带入焦油, 沾污孔板, 堵塞引压管而影响流量测量, 以及因天气寒冷造成引压管冻结而不能正常工作等。而镇江焦化高资新厂新建的70万t碳材项目, 生产工艺和生产控制要求都有了较大水平的提高, 因此要尽可能在新项目中解决流量计应用中存在的问题, 提高流量计的运行能力和测量精度水平, 大幅度降低仪表的维护量, 减少对生产的影响。

1.1 节流式流量计选型

节流式流量计是早期大量使用的一种测量流量的计量装置, 有孔板、喷嘴、均速管等, 测量对象可以是液体、气体或蒸汽。现在常见的为圆孔板型和锥形入口板型, 其工作原理是在流体管道中加入一节流件, 通过导压管引入压差变送器测出节流件上、下游的压差, 根据所测的压差经过计算即得出流量的瞬时值。节流式流量计以孔板为主, 孔板测流量加工简单、经济, 但压力损失大、维护量大。由于导压管内水的不流动性, 在较寒冷地区, 冬天室外安装的孔板取压管容易冻裂 (冻住) , 使差压仪器无法正常工作。测量较脏的污水时, 孔板需经常清洗, 否则会造成测量精度降低、取压管被污物堵死, 仪表无法使用的情况发生。

1.2 电磁流量计选型

华陆HLLDG/Y-50电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律, 即被测介质垂直于磁力线方向流动, 因而在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势EX, 感应电动势EX与被测介质流量 (流速) 成正比, 电磁流量计不受温度、压力、粘度、重度等外界因素的影响, 测量管内部无收缩或凸出部分的压力损失。另外, 流量元件检测出的信号是一个与流体平均流速成**线性变化的电压, 它与流体的其他性质无关, 具有很大的*性。

1.3 涡街流量计选型

涡街流量计作为一种新型流量计, 20世纪80年代中期以来发展较快, 它在流量测量方面有着诸多的优点, 在现代流量测量中应用越来越广, 目前中国已有性能优良并有自主知识产权的产品系列。涡街流量计是基于流体振动发展起来的, 根据旋涡的不同, 检测方式从热丝式、热敏式逐渐发展了应力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式等。涡街流量计几乎可用于一切可形成旋涡列的场合, 不仅可用于封闭的管道, 还可用于开放的沟槽。与涡轮流量计相比, 涡街流量计没有可动的机械部件, 维护工作量小, 仪表常数稳定;与孔板式流量计相比, 涡街流量计测量范围大, 压力损失小, 准确度高, 安装与维护简单。但涡街流量计的环境相关参数较多, 容易在使用现场被忽略而影响流量计性能的正确发挥。

涡街流量计的原理是在流量计管道中设置一滞流件, 当流体流经滞流件时, 由于滞流件表面的滞流作用等原因, 在其下游会产生两列不对称的旋涡, 这些旋涡在滞流件的侧后方分开, 形成所谓的卡门 (Karman) 旋涡列, 两列旋涡的旋转方向是相反的, 卡门从理论上证明了当h/L=0.281 (h为两旋涡列之间的宽度, L为两个相邻旋涡间的距离) 时, 旋涡列是稳定的雷诺数Re是表征粘性流体流动特性的一个无量纲数, 其物理意义是流体流动的惯性力与粘滞力的比值。因此, 流体的流动状态对涡街流量计的使用也有一定的影响。如果环境参数对流体流动状态有影响也会影响到涡街流量计的使用性能。

经过实践, 涡街流量计使用的影响因素有以下几个方面:

(1) 涡街流量计的测量范围较大, 一般为10∶1, 但测量下限受许多因素限制, Re>10 000是涡街流量计工作的基本条件。此外, 它还受旋涡能量的限制, 介质流速较低, 则旋涡的强度、旋转速度也低, 难以引起传感元件产生响应信号, 旋涡频率f也小, 还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应 (如磁敏式一般不超过400 Hz) 和电路的频率限制, 因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算, 根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂, 选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外, 还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合, 磁敏式、压电应力式等仪表不能正常工作或不能准确测量。

(2) 振动对涡街流量计使用性能有很大的影响。因此在使用时注意避免机械振动, 尤其是管道的横向振动 (垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动) , 这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感, 故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式, 保证流体为充分发展的单向流, 也是不可忽略的。

(3) 介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300°C状态下, 因其绝缘阻抗会由常温下的10～100 MΩ急降至1～10 kΩ, 输出信号也变小, 导致测量特性恶化, 对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中, 传感器与转换器宜采用分离安装方式, 以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。

2 结束语

综上所述, 华陆HLLDG/Y-50电磁流量计性能较好, 但要求流体必须有一定的导电性;节流流量计应用范围广、价格便宜, 但对流量计的维护工作量较大;而涡街流量计比较新型, 但对仪表安装使用环境要求相对较高, 企业应根据流量计各自的性能, 并结合焦化生产工艺选择流量计, 使得企业各工艺流程的介质流量的测量和控制达到**度和可靠性要求。