多欽儀表（上海）有限公司專注于流量計與服務(wù)? ?技術(shù)之窗

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

概述

流量是指每單位時間內(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。流量計是指測量流體流量的儀表，它能指示和記錄某瞬時流體的流量值;計量表(總量表)是指測量流體總量的儀表，它能累計某段時間間隔內(nèi)流體的總量，即各瞬時流量的累加和[2]，目前也常使用將瞬時流量信號送入DCS系統(tǒng)來實現(xiàn)流量累積功能?；?企業(yè)中常用的流量儀表分為以下幾大類。(1)速度式流量計:以測量流體介質(zhì)在管道中的流速作為測量依據(jù)進行流量計算的儀表。常用的有節(jié)流裝置與差壓變送器配套的差壓式流量計、電磁流量計、渦街流量計、渦輪流量計、轉(zhuǎn)子流量計、超聲波流量計等。

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

(3)轉(zhuǎn)子流量計

(4)質(zhì)量流量計

電解槽鹽水流量計的典型選型應(yīng)用

1、入電解槽鹽水流量計工況

總電流為40KA的四個電解槽，每個單元槽鹽水流量范圍為0~ 20m3/h，總電流為60KA的四個電解槽，每個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，流量低低報警時聯(lián)鎖停單個電解槽。

電解槽鹽水流量測量的常見的工況影響因素主要為:

(1)電解槽的電磁場干擾

(2)機泵電流不穩(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)過一次和二次精制后的精鹽水進入電解槽，流量應(yīng)符合每個槽的工藝指標(biāo)要求，如果流量波動不穩(wěn)定,將對膜產(chǎn)生影響，對電解槽將造成很大危害，流量計的可靠和準(zhǔn)確測量，有助于保證生產(chǎn)穩(wěn)定、高效運行。

2.兩種電解槽鹽水流量計的性能比較

進電解槽鹽水流量測量，主要采用金屬管轉(zhuǎn)子流量計和電磁流量計兩種測量方式。

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

金屬管轉(zhuǎn)子流量計: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%，底進頂出。

電磁流量計: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，雙頻勵磁方式。

結(jié)合介質(zhì)特性和儀表特性，以及長期應(yīng)用運行情況，對兩種流量計的應(yīng)用情況進行比對。

金屬管轉(zhuǎn)子流量計:

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

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

(3)使用后的故障維護情況:出現(xiàn)故障的概率不高，液位個別出現(xiàn)小范圍的波動現(xiàn)象時，造成的原因之-可能為長期使用后浮子和導(dǎo)桿.上下動作，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，此時可在流量聯(lián)鎖解除后,用橡皮錘子輕敲測量管的外壁，使堆積在浮子處的雜物順流流走，以保證浮子動作順暢。同時每次停車檢修時將流量計拆下清洗并對浮子、導(dǎo)桿等進行檢查處理。

(4)采購成本:由于鹽水介質(zhì)具有腐蝕性，該流量計在正常開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，采購成本較大。

電磁流量計:

(1)安裝位置需遠離強磁場、直管段要求不高: 電磁流計采用法拉第電磁感應(yīng)原理， 由于液體中感應(yīng)出的電勢值很小,所以要引入高放大倍數(shù)的放大器，這樣電磁流量計就特別容易受外界電磁場的干擾，即使很微弱的信號在經(jīng)過高倍放大后，對結(jié)果的影響也是巨大的，在磁場的干擾可能造成流量的波動。而強直流電流的電解槽會產(chǎn)生一個強磁場，磁場會使電磁流計的電磁線路受到干擾，因此電磁流星計安裝時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。由于電磁流量計不安裝在電解槽內(nèi),在電解廠房內(nèi)安裝流量顯示表，以方便工藝人員對鹽水流量進行監(jiān)控操作。此工況的電磁流量計選型選用雙頻勵磁方式，可以在較大范圍內(nèi)消除環(huán)境電磁場的干擾，同時采用內(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，可以有效工作。

電磁流量計有-定的安裝直管段長度要求，如果介質(zhì)不滿管或有氣泡，會導(dǎo)致勵磁磁場的偏差和波動，測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，而直管段則是為了進一步消除氣泡。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的精度、抗干擾能力和成本等各方面考慮，國內(nèi)主要選用的是四線制儀表，二線電源和二線信號，目前主流以使用24VDC居多。

(3)使用后的故障維護情況:電磁流量計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，遇到流量波動時應(yīng)先對電磁流計的接地進行檢查，確保接地良好;其二是檢查主板是否有發(fā)熱現(xiàn)象，電子元件在長期帶電工作的情況下，可能出現(xiàn)元件老化，可更換進行排查;其三是檢查中控DCS的供電電源電壓是否在工作范圍內(nèi)，運行時間較久的系統(tǒng)，由于負(fù)載的增加和電源的老化，電壓會出現(xiàn)衰減現(xiàn)象;期是由于鹽水可能會出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象，需利用每次停車時間對電磁流量計的電極及本體進行清洗，以避免此類干擾因素。

(4)采購成本:電磁流量計雖然采用了四線制，增加了電纜的成本和敷設(shè)費用，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)子流量計而言，差距較大。

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

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