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定律，在電磁流量計中，測量管內的導電介質相當于法 拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介質流過時，則會產生感應電壓。管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓，測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實現與流體和測量電極的電磁隔離。

應用行業：

適用于測量封閉管道中導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，廣泛應用于冶金、造紙、水處理、化工、輕工、紡織、電力和采礦等行業。

主要特點：

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

技術參數：

常用流速-流量對照表流速（m/s）； 流量（m3/h） 口徑（mm）

安裝要求：

·流量計的設計、試驗和供電均有安全規定，用戶必須嚴格遵守本說明書的有關條款確保流量計的安全操作及運行，保證電磁流量計測量精度的必要條件如下：

·被測液體介質必須具有導電性。

·被測液體介質必須充滿管道。

·被測液體介質必須均勻，以避免電導率的不均勻性（會產生嚴重干擾），如需動態加入化學物質，應在儀表下游處注入。

·電磁流量計系統必須良好接地。

·流量計入口直管段至少5倍DN （測量管道內徑），出口直管段至少2倍DN。

·在流量計附近，避免強電磁場干擾，避免安裝在大型電機或變壓器等設備附近。

PVC生產中測量儀表的選擇與應用：

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

隨著科技的發展及自動化程度的不斷提高,測量儀表在工業生產中得到更加廣泛的應用。選擇適用的測量儀表,保障其測量精度和穩定性對于提升工業生產的自動化水平、進一步解放生產力具有至關重要的作用。目前,乙烯聚合生產幾乎均采用*的集散控制系統(Distributed Control System),這對儀表的測量精度、運行穩定性、環境適應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(以下簡稱河北金牛化工)從20世紀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工藝技術,不同的磚利和設計方案對測量儀表的要求也不同,在實際應用中出現了一些不適用、故障率高以及精度不能滿足要求等方面的問題。為此,根據生產工藝的特點、要求以及物料的特性對相關測量儀表進行了改進,取得了良好的效果。

1 PVC生產中儀表選型的原則

PVC生產與其他工業生產一樣,應按照工藝過程條件(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和量程。然后,根據操作的重要性選擇儀表精度等級,并考慮儀表的經濟性和市場供給情況,選用安全可靠、經濟實用、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,應盡量選用成熟、可靠、經濟性好且易于維護的測量儀表。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,對工藝要求嚴格的控制指標(如聚合釜反應溫度、引發劑的質量、分散劑的流量),精度等級應不低于0.2級;而一般的測量(如蒸汽溫度、干燥床控制溫度、干燥風機流量),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用

將乙烯加入聚合釜時,如果流量計量不準,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,影響聚合過程的穩定,而且容易發生超溫、超壓等安全事故,導致后續工段不能穩定控制,進而影響產品質量,因此對流量計的精度要求較高。河北金牛化工根據儀表選用原則及生產工藝特點,在23萬t/a裝置中優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行對比與校核。當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,取數值較大的流量值為計量值,同時發出報警提示進行確認檢查。

3 PVC漿料流量計的選擇與應用

懸浮聚合工藝中,聚合反應結束后,PVC是以漿料的形式進入下一工段的,漿料的溫度在60℃左右,PVC質量分數一般在30%左右。對于懸浮液不宜選擇有內部元件的流量計,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,因此河北金牛化工23萬t/a PVC裝置選用電磁流量計進行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

電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。當導電的被測介質垂直于磁力線方向流動時,在與介質流動和磁力線都垂直的方向上會產生一個感應電動勢,其大小與導電介質在磁場中的有效長度及導電介質在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比,通過換算即可求得介質的體積流量。

3.2 電磁流量計的安裝使用要求

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

在測量PVC漿料的流量時,須注意以下4點。

(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。因渦流和不穩定的介質流動狀態都會對電磁流量計的準確測量產生影響,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(如泵出口),否則會因壓力不穩定造成漿料中乙烯氣體大量逸出,流量計不能*充滿液體,從而影響其準確測量,導致測量誤差過大。除盡量遠離泵出口外,流量計還應安裝在泵出口調節閥后,以保障穩定的介質流動狀態,在流量計后設計一段向上的U形彎,來保障介質充滿流量計。

(3)為避免管道震動對流量計測量精度產生影響,河北金牛化工在安裝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)河北金牛化工PVC廠漿料流量測量地點位于室外,為避免外界環境干擾,流量計安裝有防潮和防曬裝置,采用小型防護罩將流量計保護起來,防止上述現象影響測量精度。另外,由于安裝地點緊鄰一套換熱裝置,為防止高溫熱輻射對流量計的影響,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介質溫度變化大,溫度高時,漿料內乙烯氣體大量逸出。②管道內介質不能充滿管道,造成氣穴現象。③外界電磁的干擾,如電焊、強噪聲等。

對策:①保持生產穩定運行,減少漿料溫度波動,減少VCM氣體的逸出。②檢查泵進出口管道,通過充液、排氣等措施消除氣穴現象。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壁上,起到緣的作用,造成電動機回路斷路。②雷電打擊會對流量計的測量產生影響,甚至造成流量計的損壞。

對策:①拆檢流量計,清理內部附著物。如有內襯,應注意不要劃傷。②保證流量計可靠接地。

測量儀表技術發展到今天已經日趨成熟,但其種類仍然在不斷增加,新結構和新用途的儀表不斷涌現。同時,PVC行業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、經濟適用的儀表有助于生產的安全穩定。河北金牛化工在長期工作實踐中,結合生產工藝特點,對現有測量儀表不斷進行升級改造,取得了良好的效果。