多欽儀表（上海）有限公司專注于流量計(jì)與服務(wù)? ?技術(shù)之窗

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摘要:介紹了化工生產(chǎn)中常用的流量計(jì)類型，以及流量計(jì)的幾種典型工況選型應(yīng)用方案。流量計(jì)作為工藝過(guò)程控制的重要參數(shù)，同時(shí)也作為內(nèi)部和外部計(jì)量的重要手段，它的使用貫穿正常生產(chǎn)控制、生產(chǎn)能耗計(jì)算和貿(mào)易結(jié)算的各個(gè)環(huán)節(jié)。流量計(jì)的正確選用和準(zhǔn)確高精度穩(wěn)定測(cè)量,既可為生產(chǎn)控制提供有效的控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)單流量控制、流量配比控制等控制功能，同時(shí)也為生產(chǎn)能耗成本計(jì)算以及對(duì)外貿(mào)易結(jié)算提供了可靠的計(jì)量數(shù)據(jù)。

概述

流量是指每單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體數(shù)量，該數(shù)量可以用體積和質(zhì)量來(lái)表示，分別稱為體積流量和質(zhì)量流量。常用的流量單位分別有m3/h、Nm3/h、L/h、 Nm3/h、kg/h、 T/h等。流量計(jì)是指測(cè)量流體流量的儀表，它能指示和記錄某瞬時(shí)流體的流量值;計(jì)量表(總量表)是指測(cè)量流體總量的儀表，它能累計(jì)某段時(shí)間間隔內(nèi)流體的總量，即各瞬時(shí)流量的累加和[2]，目前也常使用將瞬時(shí)流量信號(hào)送入DCS系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)流量累積功能。化工 企業(yè)中常用的流量?jī)x表分為以下幾大類。(1)速度式流量計(jì):以測(cè)量流體介質(zhì)在管道中的流速作為測(cè)量依據(jù)進(jìn)行流量計(jì)算的儀表。常用的有節(jié)流裝置與差壓變送器配套的差壓式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。

(2)容積式流星計(jì):以單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)。常用的有齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。

(3)轉(zhuǎn)子流量計(jì)

(4)質(zhì)量流量計(jì)

電解槽鹽水流量計(jì)的典型選型應(yīng)用

1、入電解槽鹽水流量計(jì)工況

總電流為40KA的四個(gè)電解槽，每個(gè)單元槽鹽水流量范圍為0~ 20m3/h，總電流為60KA的四個(gè)電解槽，每個(gè)單元槽鹽水流量范圍為0~ 30m3/h;工作壓力為100KPa, 工作溫度為60+5°C, 鹽水介質(zhì)具有腐蝕性。此流量作為電解槽單槽聯(lián)鎖停的條件，流量低低報(bào)警時(shí)聯(lián)鎖停單個(gè)電解槽。

電解槽鹽水流量測(cè)量的常見(jiàn)的工況影響因素主要為:

(1)電解槽的電磁場(chǎng)干擾

(2)機(jī)泵電流不穩(wěn)導(dǎo)致鹽水泵流量不穩(wěn)

(3)鹽水介質(zhì)含雜質(zhì)未處理完全，影響流量

(4)在溫度低和濃度高鹽水容易結(jié)晶，影響流量經(jīng)過(guò)一次和二次精制后的精鹽水進(jìn)入電解槽，流量應(yīng)符合每個(gè)槽的工藝指標(biāo)要求，如果流量波動(dòng)不穩(wěn)定,將對(duì)膜產(chǎn)生影響，對(duì)電解槽將造成很大危害，流量計(jì)的可靠和準(zhǔn)確測(cè)量，有助于保證生產(chǎn)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

2.兩種電解槽鹽水流量計(jì)的性能比較

進(jìn)電解槽鹽水流量測(cè)量，主要采用金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和電磁流量計(jì)兩種測(cè)量方式。

用于進(jìn)電解槽鹽水流量測(cè)量金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和電磁流星計(jì)選型情況，該選型在電解鹽水工況長(zhǎng)期應(yīng)用效果較好。

金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì):錐筒/浮子導(dǎo)桿/浮子/其他接液部分材質(zhì)為鈦，二線制4~20mA,指示器精度: +2%，變送器精度: .+0.5%，底進(jìn)頂出。

電磁流量計(jì):襯里材質(zhì)為PFA,電極和接地環(huán)材質(zhì)為鉭，24VDC四線制，輸出:4~20mA+HART,精度: +0.5%，內(nèi)置DC噪聲切除電路，雙頻勵(lì)磁方式。

結(jié)合介質(zhì)特性和儀表特性，以及長(zhǎng)期應(yīng)用運(yùn)行情況，對(duì)兩種流量計(jì)的應(yīng)用情況進(jìn)行比對(duì)。

金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì):

(1)安裝位置上有優(yōu)勢(shì),不限電磁場(chǎng)的限制，可直接安裝貼近于電解槽進(jìn)口處，滿足垂直安裝的要求即可，便于現(xiàn)場(chǎng)工藝人員在電解槽廠房?jī)?nèi)直觀觀察流量。

(2)接線方式.上有優(yōu)勢(shì)，為二線制儀表， 從中控室到現(xiàn)場(chǎng)只需敷設(shè)兩根電纜，節(jié)約了電纜材料費(fèi)用和敷設(shè)費(fèi)用，同時(shí)不需要中控DCS系統(tǒng)提供- -路單獨(dú)配電。

(3)使用后的故障維護(hù)情況:出現(xiàn)故障的概率不高，液位個(gè)別出現(xiàn)小范圍的波動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，造成的原因之-可能為長(zhǎng)期使用后浮子和導(dǎo)桿.上下動(dòng)作，表面出現(xiàn)磨損卡澀現(xiàn)象，其二可能由于介質(zhì)出現(xiàn)結(jié)晶或是介質(zhì)中含雜物，此時(shí)可在流量聯(lián)鎖解除后,用橡皮錘子輕敲測(cè)量管的外壁，使堆積在浮子處的雜物順流流走，以保證浮子動(dòng)作順暢。同時(shí)每次停車檢修時(shí)將流量計(jì)拆下清洗并對(duì)浮子、導(dǎo)桿等進(jìn)行檢查處理。

(4)采購(gòu)成本:由于鹽水介質(zhì)具有腐蝕性，該流量計(jì)在正常開(kāi)車情況下不具備拆下檢修的工況條件,錐筒/浮子導(dǎo)桿/浮子/其他接液部分材質(zhì)均采用鈦材，采購(gòu)成本較大。

電磁流量計(jì):

(1)安裝位置需遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)、直管段要求不高: 電磁流計(jì)采用法拉第電磁感應(yīng)原理， 由于液體中感應(yīng)出的電勢(shì)值很小,所以要引入高放大倍數(shù)的放大器，這樣電磁流量計(jì)就特別容易受外界電磁場(chǎng)的干擾，即使很微弱的信號(hào)在經(jīng)過(guò)高倍放大后，對(duì)結(jié)果的影響也是巨大的，在磁場(chǎng)的干擾可能造成流量的波動(dòng)。而強(qiáng)直流電流的電解槽會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)會(huì)使電磁流計(jì)的電磁線路受到干擾，因此電磁流星計(jì)安裝時(shí)不可安裝在電解槽內(nèi)，安裝在與電解槽保持一定的距離的位置 ，即可滿足

安裝要求。由于電磁流量計(jì)不安裝在電解槽內(nèi),在電解廠房?jī)?nèi)安裝流量顯示表，以方便工藝人員對(duì)鹽水流量進(jìn)行監(jiān)控操作。此工況的電磁流量計(jì)選型選用雙頻勵(lì)磁方式，可以在較大范圍內(nèi)消除環(huán)境電磁場(chǎng)的干擾，同時(shí)采用內(nèi)置DC降噪電路，口徑為15mm或以上且流體電導(dǎo)率為50us/cm 或以上時(shí)，可以有效工作。

電磁流量計(jì)有-定的安裝直管段長(zhǎng)度要求，如果介質(zhì)不滿管或有氣泡，會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁磁場(chǎng)的偏差和波動(dòng)，測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，而直管段則是為了進(jìn)一步消除氣泡。上游不應(yīng)小于5D， 下游不應(yīng)小于3D或按廠家要求[5]。

(2)接線方式:二線制和四線制電磁流量計(jì)的精度、抗干擾能力和成本等各方面考慮，國(guó)內(nèi)主要選用的是四線制儀表，二線電源和二線信號(hào)，目前主流以使用24VDC居多。

(3)使用后的故障維護(hù)情況:電磁流量計(jì)在安裝位置不受電磁干擾且符合安裝規(guī)范的情況下，故障率較低，可能造成流量波動(dòng)或其他異常的原因之一是 接地不可靠或接地電阻不符合要求，接地電阻應(yīng)控制在40以下，遇到流量波動(dòng)時(shí)應(yīng)先對(duì)電磁流計(jì)的接地進(jìn)行檢查，確保接地良好;其二是檢查主板是否有發(fā)熱現(xiàn)象，電子元件在長(zhǎng)期帶電工作的情況下，可能出現(xiàn)元件老化，可更換進(jìn)行排查;其三是檢查中控DCS的供電電源電壓是否在工作范圍內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間較久的系統(tǒng)，由于負(fù)載的增加和電源的老化，電壓會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象;期是由于鹽水可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象，需利用每次停車時(shí)間對(duì)電磁流量計(jì)的電極及本體進(jìn)行清洗，以避免此類干擾因素。

(4)采購(gòu)成本:電磁流量計(jì)雖然采用了四線制，增加了電纜的成本和敷設(shè)費(fèi)用，但由于電解槽離中控室的距離一般為幾百米，總的成本相較金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)而言，差距較大。

綜合以上，從使用維護(hù)情況、安裝、成本等各方面考慮,電磁流量計(jì)比金屬轉(zhuǎn)子流計(jì)在電解槽鹽水流量工況上使用的性價(jià)比更高，且由于體積小在維護(hù).上更方便。早期的電解槽采用了金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì),而目前主要以電磁流計(jì)作為主要測(cè)手段。

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