關于電磁流量計在水煤漿中的應(yīng)用

電磁流(liú)量計 是根據(jù)法拉第電磁(cí)感應(yīng)定律(lǜ)進行流(liú)量(liàng)測量的 流量計(jì) 。電磁流量計的優點是壓(yā)損極小，可測流量範圍大。zui大流量與zui小流量的比值(zhí)一般爲 100： 1以上，适用的工業管徑範圍寬，zui大口徑可達(dá) 3m，輸出信号和被測流量成線性，度較(jiào)高，可測量(liàng)電導率≥ 1μ s/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液(yè)體以(yǐ)及泥漿、礦漿的導(dǎo)電流體流量。目前(qián)的煤化工行業中德士古氣化爐中(zhōng)的煤漿流量計大部分設(shè)計和選型(xíng)中都采用(yòng)的是(shì)電磁流量計，但實際使用效果差異很大，這一問題一直是煤化(huà)工行業專業人員讨論的難(nán)題。

　　陝(shǎn)西(xī)神木化學工(gōng)業有限公(gōng)司是年産 60萬 t甲醇的大型國有企業，有 6台德士古氣化爐，共有(yǒu) 15台煤漿電(diàn)磁流量計，經過多年的探索，整體使用效果良好。尤其是科隆電磁流量計自 04年投(tóu)用以來，流量計運行穩定，襯裏采用(yòng) ETFE(增強聚四氟(fú)乙烯 )，運行近 5年來，沒有任何磨損，與其(qí)他單位生産的煤漿流(liú)量(liàng)計相比，質(zhì)量優良，運(yùn)行穩定。

　　水煤漿電磁流量(liàng)計的工作原理

　　由于水煤漿特殊的物(wù)理特性(xìng)，使其測量難度很大。它含(hán)有 60%以上的極細的煤固體顆粒，再加上輔助添(tiān)加劑，在高壓工況下，其動力(lì)粘度高達 800~1500mPa.s，介質(zhì)對(duì)襯裏(lǐ)的擠壓和對電(diàn)極的沖刷環境要求電磁流量(liàng)計 傳感器 的襯裏與測量導(dǎo)管的附着性(xìng)能以及電極的抗噪聲(shēng)和防滲漏性能有着很高的(de)要求(qiú)，而(ér)且水煤漿是非牛頓流體，設計管道流速(sù)很低，在 1.0m/s左右，而且又(yòu)有(yǒu)腐蝕性(xìng)。經多年煤化工裝置的運行比較經驗證明(míng)，采用煤漿電磁流量計測量水(shuǐ)煤漿流量是目前惟一可靠的(de)方式。

　　電磁流量計測量的(de)基本原理是法拉第電磁感應原理 (見圖 1)。導(dǎo)體在磁場中作相對運動感應出電動勢由 Ex=kBDv計算。感應電勢 E的大小正比于導體的運行速度 v、導(dǎo)體寬度 D及磁場強度 B。電磁(cí)流量計兩個測量電極間的距離是由流動介(jiè)質形成的導體寬度 D，置于管道兩側的(de)電磁線圈通電後産生電磁場，強度爲 B。當被測的導電流體以平均流速 v通過磁場時，電極感(gǎn)應出一定的電動勢 E。轉換器将所(suǒ)測的電動勢 E轉換成 4-20mA标準信号(hào)傳送至控制室。

　　B-磁通密度 ;D-測量管内徑 ;V-流量信号 (電動勢 );U-液體平(píng)均軸向流速

　　結構及各部分的作用

　　電磁流(liú)量計的結(jié)構主要由磁路系統(tǒng)、測量導管、電極、外殼、襯裏和轉換器等(děng)部分組成。

　　磁(cí)路系統的作用是産生均勻的直流(liú)或交流磁場。電(diàn)磁流量計一般采用交變磁場。

　　測量導(dǎo)管的作用是讓被測導電性液體通過。測量導管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)磁(cí)率、低導熱率和具有一定(dìng)機械強度的材料制成，可選用不導磁的不鏽鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。

　　電極的(de)作用是引出和被測量流量(liàng)成正比的感應電勢信(xìn)号。電極一般用非導磁的不鏽鋼制成，且被要求與襯裏齊平，以便流體(tǐ)通過時不受阻礙。它的安裝位(wèi)置宜在管道的水平軸線(xiàn)方向，以防止沉澱物堆積在其上面而影響測量精度。而在水煤漿場合，由于(yú)高壓煤漿對電極的沖刷會産生信(xìn)号噪聲，通常有(yǒu)技(jì)術經驗的制造廠會采用低噪聲電(diàn)極來降低沖刷噪聲(shēng)。

　　外殼應(yīng)用鐵磁材料制成，是(shì)勵磁線圈(quān)的外罩，并隔離外磁場的幹擾。

　　在測量(liàng)導管的(de)内側及法蘭密封(fēng)面上，有一層完整的電絕緣(yuán)襯裏。它直接接觸被測液(yè)體，其作用是防止感應電勢被(bèi)金屬測量導管(guǎn)管壁短路，并可适應測量導管的抗(kàng)腐蝕性和耐磨性。

　　在水煤(méi)漿(jiāng)場合襯(chèn)裏材料多爲耐腐蝕、耐(nài)磨的工程橡(xiàng)膠和聚四氟乙烯塑料 )，電磁流量計在水(shuǐ)煤漿中的應用但近幾年發展起來的增強聚(jù)四氟乙烯被得到廣泛應用，其耐磨性、耐擠壓(yā)性能、耐腐蝕性非常優異，并與測量導管有很好的附(fù)着性能，不會發生(shēng)襯裏起殼或脫落現象。

　　由液體流動(dòng)産生的感應電勢信号十分微弱，受各種(zhǒng)幹擾因素的影響很大，轉換器的作用就是将感應電勢信号(hào)放大并轉換成統一的标準信号并(bìng)抑制主要的幹擾(rǎo)信(xìn)号。

　　電磁流量計的選型

　　電磁流量計的合理(lǐ)選用及正确安裝對提高流量計(jì)的測量精度和延長儀(yí)表壽命，都是極其(qí)重要的。其選(xuǎn)用原則有以下四(sì)點：

　　被測流體必須是導電(diàn)液體，它不能測量氣體、蒸汽、石油制品、甘(gān)油、酒精等物質，傳感(gǎn)器的襯裏很重要，必需穩(wěn)定、耐壓、耐磨。

　　口徑與量程的選擇。流量計的量(liàng)程根據不低于(yú)預計的zui大(dà)流量值的(de)原則選擇滿量程刻度，常用流量超過滿(mǎn)量程的 50%，這樣可獲得較高(gāo)的測量精度。常用流(liú)速爲 2~4m/szui合适。電極要有(yǒu)降噪功能的低(dī)噪聲電極。

　　壓力的選擇：使用壓(yā)力必須低于電磁流量計(jì)額定工作壓力，一般不超過 16× 105Pa，襯裏的耐壓也很關鍵，襯裏在擠壓後不能使電*出襯裏表面。

　　溫(wēn)度的選(xuǎn)擇。被測介質溫度不能超過(guò)襯裏材料的容許使(shǐ)用溫度，在高壓狀态下，一般≤ 120℃。

　　電磁流(liú)量計的安裝

　　安裝位置。電磁流量計可以垂直、水平安裝，但推薦垂直安裝，且被測流體是自(zì)下而上流(liú)動。也可以水平安裝，但要使(shǐ)兩電極(jí)在同一水平面(miàn)上。水平安裝時要保證在何時測量導管都充(chōng)滿液體。

　　電磁流量計信(xìn)号比較弱，滿量程(chéng)時隻有幾毫伏，且流(liú)量(liàng)很小時，隻有幾微伏，外界(jiè)稍有幹擾就會影響到測量精度(dù)。因此，流量計的外殼、屏蔽(bì)線、測量導管都要接地。要單獨設置接地點，千萬不要連接在電機或上、下管(guǎn)道上。

　　流量計的安裝地點(diǎn)要遠離一切磁源(yuán)。

　　電磁流量計(jì)是速度式(shì)流量計。當流線分布不符(fú)合設定條件時，将産生測量誤差。因此，在電磁流量(liàng)計前必須有 5~10D左(zuǒ)右的(de)直管段，以消除各種局(jú)部阻力對流線分布對稱性的影響。

　　結語

　　随着煤化工的發展與應用(yòng)，化工工藝千變萬化，使電磁流量計擴大了應用範(fàn)圍。在實際(jì)使用中會遇到各種各樣的(de)技術難題，在流量(liàng)計的廠家選擇中會更謹慎，建議能選擇在同類行業中有使用業績的(de)生産廠家，以保證整個(gè)生産的安全(quán)穩定運行(háng)。