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电磁流量计的正确选型如何掌握

    一体式电磁流量计由传感器和转换器两部分构成。它是基于法拉第电磁感应定律工作的,用来测量电导率大于5μS/cm导电液体的体积流量,是一种测量导电介质体积流量的感应式仪表。除可测量一般导电液体的体积流量外,还可用于测量强酸强碱等强腐蚀液体和泥浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相悬浮液体的体积流量。
    分体式电磁流量主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。包括酸、碱、盐等强腐蚀性的液体。该产品广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理,水利建设等领域。
1 选用电磁流量计的前提条件是什么?
(1)要求被测介质必须是导电性的液体或均匀的液固两相介质,最低电导率在DN>10mm时,>5us/cm;在4≤DN<10mm时,>20us/cm,这相当于去离子水的电导率,普通自来水的电导率在200-500us/cm之间;
(2)要求被测介质不应含有较多的铁磁性介质及大量气泡。
2 电磁流量计上限和下限流量的选择.
一般来说,用户选择变送器的通径与连接的配管通径相同,这种选择,安装方便,不需要异径管,但它的前提条件是管内的上限流速应在0.5-10m/s的范围内,最好是1-10m/s的范围内,由于通径、流速和流量三者之间存在严格的函数关系,为此特制成表1、表2,用户可根据表1、表2在对应的通径下选择上限流量值。
    若工艺配管内流速偏低,不能满足表1和表2中对应通径下的最小上限流量值,就应选择变送器通径小于工艺配管的通径,以提高变送器部分的流速,这时在变送器的前后加接异径管,例如流过通径为100mm工艺配管的上限流量为25m3/h,这时,就应选择通径为65mm或80mm的变送器,并加接异径管。
3.电磁流量计口径的确定原则:
(1)选择电磁流量计传感器的口径与连接的工艺管道口径相同。这种选择安装方便,不需要异径管,但它的前提是管内的使用流速应在0.2m/s-10m/s范围内。这种选择常常用于这种情况,新工程刚上马,流速处于较低的状态,当后期工程上去后,管内流速处于较高状态,只要在现场更改仪表的满量程就能适应,不需要更换仪表。
(2)选择电磁流量计传感器的口径与连接的工艺管道口径不相同,这种选择适用于以下情况:
A.管道内的流速偏低,工艺流量又较稳定,为满足仪表对流速范围的要求,在仪表部分局部提高流速,选择传感器口径小于工艺配管的口径,在传感器前后加接异径管。
B从价格上考虑,对于大口径电磁流量计,口径越大,价格越高。对于管道内流速偏低,工艺参数稳定的情况,可选用口径较小的传感器,这不仅可使仪表运行在较好的工作状态下,还可降低仪表的投资费用。
(3)电磁流量计加装异径管应注意的问题:
A加装异径管会产生压力损失
总的压力损失由三部分组成:
Ρ
渐缩管中的压力损失:△P1= —ζ1V22
2
Ρ
渐扩管中的压力损失:△P3= —ζ3V12
2
Ρ
传感器测量管中的压力损失:△P2= —ζ2V22
2
总的压力损失:△P总=0.01(△P1+△P2+△P3)
式中,ρ为介质密度,单位为kg/cm3
             ζ1、ζ3分别为渐缩管和渐扩管中与雷诺数有关的系数
             ζ2=0.2为传感测量管的系数
              V1、V2分别为工艺管道,传感器测量管中的流速(m/s)
B异径管锥角的选择:
为了在安装异径管后不过多影响流速场的分布,不影响电磁流量计的精度,可把异径管视为直管段的一部分,要求异径管的中心锥角a不大于15度,越小越好。
4.电磁流量计衬里材料的选择:就根据被测介质的腐蚀性,磨损性及温度来选择,硬、软橡胶可耐一般的弱酸、碱腐蚀,耐温均在90℃,软橡胶有一定的耐磨性,聚四氟乙烯几乎能耐除热磷酸以外所有的强酸、碱的腐蚀,介质温度可达180℃,耐磨损性和粘接性能稍差。
5.电磁流量计接地环的选择: 若连接仪表的管道是绝缘性的(相对于被测介质),则要装接地环。
6.电磁流量计电极材料的选择:
        应根据被测介质的腐蚀性,由用户选定,不锈钢对于硝酸、室温下<5%硫酸、沸腾的磷酸、蚁酸、碱溶液,在一定压力下亚硫酸、海水、醋酸等介质,有较强的耐腐蚀性;哈氏合金B对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性,也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氧化性酸、碱,非氧化性盐溶液的腐蚀;哈合氏合金C能耐氧化性酸如硝酸、混酸或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化性的盐类如Fe3++Cu2+下或含有其它氧化剂的腐蚀。
7.电磁流量计防护等级的选择:
       按照国标GB4208-84≈国际电工委员会IEC标准(IEC529-76)关于外壳防护极等级的标准为:      
       I p65为防喷水型,即可允许水龙头从任何方向对仪表喷水,喷水压力为30KPa(0.3bar)。出水量为12.5升/分,喷水离仪表距离为3米。
       I p68 为潜水型,可长期在水中工作,其浸入的最大深度由制造厂与用户协商。
防护等级选用原则根据以上要求及仪表的实际条件选定。若仪表装在地面以下经常受水淹的,宜选用 I P68;若仪表安装在地面以上的,则选用IP65;若选用IP68,则价格较高,增加了不必要的投资。
用户若选用IP65,则用一般的连接即可;若选用IP68,则应使用专用的潜水接头,该接头可由本公司提供。
8.电磁流量计结构及安装尺寸:
(1)      管道式电磁流量计的结构与尺寸如图4及表5
(2)      插入式电磁流量计的结构
插入式电磁流量计的测量原理与管道式的相同,仅所形成的磁场形式有不同。但在安装结构上有不同之处,其整体结构如图5所示。其中,1为垫圈,2为板手接套,3为板手,4为指向杆,5为密封垫,6为加长接头,7为电磁探头,8为仪表表头,9为锁紧螺母,10为密封填料,11为固定法兰座,12为丝杆,13为球阀,14为法兰。
2、    管道式电磁流量计的安装要求
(1)      安装流量计时前后直管段的长度:流量计前直管段为5倍通径,后直管段为2倍通径如图6。
在较困难的场合,前直段可减至3倍通径,后直管段无要求.对于锥角小于14度的异径管,可直接与流量计连接,视为直管段的一部分,尽量避免在靠近调节阀和半开阀门之后安装.
(2)      流量计可安装于水平、垂直或倾斜的管道上,但要求二电极的中心轴线应处于水平状态,并保证测量管内充满被测介质,避免不满管现象或有大量气泡通过。
(3)      对于磨损性介质,最好应垂直安装,被测介质自下而上流动,这样即可避免固体颗料在测量管中沉积,又可使衬里磨损均匀,延长使用寿命.
(4)      为了避免在安装后形成旋涡流动,应仔细检查,保证工艺配管,密封件,流量计应用轴连接,不应互相错开。
(5)      安装时,先把标准法兰焊于管道上,然后安装流量计及密封垫等;以连成一体,安装时应注意流量计上标明的介质流向.
(6)      流量计安装在塑料管道或内壁绝缘的管道上时,流量计的出口和入口要安装附加接地环,使之与液体接触,流量计有阴极保护管道上的安装如图7
(7)      流量计安装接地环3时,接地环装在流量计的两端,它们必须与工艺配管的法兰绝缘,通过接地线1与流量计、接地环相连.流量计两侧工艺配管的法兰用铜导线2连接,使阴极保护电位与流量计之间隔离.导线1和导线2的铜心截面积为16mm2.
9.电磁流量计安装注意事项:
①       安装流量计时,严禁在紧靠流量计法兰处焊配管,以免烧伤流量计衬里.
②       安装聚四氟乙烯衬里流量计时,法兰连螺钉不应任意上紧.
③       安装时,流量计不应靠近磁铁性的物体和强的电磁源.
④       应保证流量计和工艺配管的同轴度.
⑤       流量计应避开可能滴水、日晒雨林和强烈震动的地方.
10.    插入式电磁流量计安装要求:
(1)      安装流量计时,前后直管段的长度:流量计前直管段为5倍通径,后直管段为2倍通径.在较困难的场合,前直管段可减少至3倍通径,后直管段无要求,尽量避免在靠近调节阀和半开阀门之后安装.
(2)      在管道上用气割方法一个Ф100毫米的圆孔,孔的周边应无毛刺,以保证探头顺利通过.
(3)      在管道圆孔处焊上接法兰短管,焊时应注意垂直方向,焊后要求短管轴线和管道轴线相正交为90度,且法兰短管的延长线垂直通过管道横截面的圆心(参见图8).
(4)      根据需要确定是否需装球阀,对于装卸流量计时允许中断流程,或装卸流量计时不影响管道工作(例如常压常温)的场合,不需加装球阀,流量计可直接装在法兰短管上.对于要求不断装卸流量计,且不允许介质溢出的场合,则需加装球阀,球阀与法兰短管连接,流量计与球阀连接(参见图7).球阀和连接螺栓,其型号规格,如下表所示:

 

探头规格
球阀型号
螺栓型号
 
螺栓、螺母、垫圈等数量(套)
有球阀
无球阀
 
Ф60
Ф41F-16R-32R
内径100毫米
 
M16x65
16
8

 

 

(5)      如无球阀,在计算法兰以下的丝杆长度时,不需考虑球阀长度.在计算插入深度时应视直管段的情况.在直管段足够长时,应优先采用平均流速点测量法,在这种方法的测量精度基本不受雷诺数变化的影响,探头的插入深度为Y=0.121D,当直管道较短时,一般采用中心流速点测量法.插入深度Y=0.5D,参见图象测量法确定后,可在要装之前将丝杆调好长度,定准指向杆,与管道流向一致(参见图5),这时将流量计用螺栓连接固定在法兰半短管上.
(6)      在法兰之间应垫装密封环(参见图5),常温用橡胶板,高温用石棉板等耐热材料.
(7)      不断流装卸方法,拆卸时首先旋松丝杆紧固螺栓9(参见图5),使丝杆可以转动;然后用板手3旋转丝杆将探头退出管道外.直到探头位于球阀上部的极限位置为止,这时关闭球阀,再拆卸固定法兰座11上的安装螺钉,然后将流量计取下,安装流量计的顺序与拆卸时相反.
(8)      安装注意指向杆4的方向(参见图5),指向杆的悬空端朝管道的下游.
11.电磁流量计接线说明:
(1)       流量计适用电源220VAC,50Hz或+24VDC,输出4-20mADC,与二次表连接,建议采用RVVP3x28/0.15屏蔽电缆。
(2)           分离型电磁流量计,本体与表头的连接专用电缆由本公司成套提供,最大长度为30米,如特殊需要,请订货注明。