淡浓碱電磁流量計在欧美成中测量的案例
發布日期:2018-08-23 11:16
本文爲針對産氯堿10萬t的大型化工企業生産過程中的分析,本化工廠長期以來一直采用槽位計算法來進行淡、濃堿産量的測量,因爲貯槽的橫截面較大,標尺分度准確度較差,導致計算出來的産量的准確性很不穩定,但又無法做到時時計算,對淡、濃堿的産量難以控制,此問題困擾生産部門很久,一直未得到有效解決。2000年公司在擴大産能的時候,爲了解決這個問題,達到***計量淡、濃堿産量的目的,新上了兩台電磁流量計。但是很快發現,在測量過程中,偶爾也會出現計量不准的問題。公司組織技術人員對于原因進行探究,得到出的結論,許多問題的産生不單單從儀表本身引起的,許多外部的工況環境也是引發計量不准的重要原因,只有這樣,才能做到標本兼治,從根本上解決儀表測量不准的問題。
 
       对于流量仪表来说,欧美成在投入欧美成后由于使用条件的限制很难对它进行检定与校准,因而精心地安装与正确地使用是保证计量准确可靠的先决条件。
 
       本文即是针对于電磁流量計儀表的測量特點和在生産中應用中出現的問題進行分析,找出産生問題的原因,這一方法對于其他的用戶也有一定的借鑒意義。
電磁流量計電磁流量計
 
電磁流量計電磁流量計
 
1 電磁流量計的測量原理
  電磁流量計是基于法拉第电磁感应定律的原理工作的。被测介质应是导电液体。在垂直于介质流向的一个区间里存在由变送器所产生的磁感应强度为B的稳定磁场,平均流速为v的导电流体在流经磁场区域时,作切割磁力线运动。于是在与管道横截面平行且垂直于磁力线方向的两根检测电极上,就产生了感应电压U。根据电磁感应定律得出:
U= k B v D  (1)
  式(1)中:U爲感應電壓;k爲儀表常數;B爲磁感應強度;v爲介質的平均流速;D爲儀表管內直徑。
  由公式(1)可知,B和D是不變的,k爲一常數。因而U只與v成正比,只要測出感應電壓U的大小,就能測出介質的平均流速v。流體的體積流量公式爲:
 
電磁流量計
 
其中:Q爲介質的體積流量。
根據公式(2)可知Q與v是成正比的一一對應函數,那麽U與Q也是成正比的一一對應函數,即測出了感應電壓U也就測出了介質的體積流量Q。
 
2 電磁流量計的优点
(1)電磁流量計管内无节流或可动部件,无压力损失,节约能源。特别适用于测量液固两相介质(如悬浮液体)。
(2)只有衬里和电极与介质接触,只要选好两种材料,就可达到防腐防磨的目的,长时间使用,仪表准确度不会降低,与椭圆齿轮流量計相比,其准确度的稳定性要好得多。
(3)测量时只与介质的平均流速有关,而与介质的流态(层流或紊流)、温度、粘度、密度、压力及电导率(在一定范围内)的变化无关。因此,電磁流量計只需用水标定后,就可用它测量其它导电液体或固液两相介质的流量,而无需修正。
(4)量程比宽,可达1 100,而且可以任意改变量程。
(5)無機械慣性,反應靈敏,可測量瞬時脈動流;且線性好,可直接等分刻度。
(6)从检测电极向前,只需5 D的直管段,不需太大的安装空间。而其它流量計一般需要10 D或10 D以上的直管段,对安装空间要求较严,否则无法保证测量准确度。
 
3 電磁流量計的安装
(1)從理論上講,傳感器可以安裝在運行管道的任何位置。但要求傳感器內必須完全充滿介質,這一條至關重要。檢測電極的軸線應處于水平位置,以防粘汙,並能排除由氣泡接觸引起的損失。
(2)傳感器的周圍不能有較強的幹擾電磁場。
(3)傳感器及其密封件、接地環的安裝要與管道同心,不能向內凸出。
(4)测量准确度与传感器的接地效果有很大关系,電磁流量計对外加电势的干扰很敏感。因而它的接地电极必须是独立接地极。接地的目的是让流经传感器内的导电流体与地等电位,而不是管道壁接地。
 
4 電磁流量計的选型、安装及使用情况
4.1 電磁流量計的选型原则
(1)考虑口径与量程,電磁流量計的量程虽然是任意设定的,但其设定的范围受口径的限制。量程的设定要考虑正常流量超过满量程的一半,这样的测量精度才高。流速一般选择2~ 4 m/s,如介质易磨损电极,可选择稍低的流速;如介质较易粘附,可选择适当稍高的流速。综合考虑后根据流率表选择仪表的口径。
(2)考慮介質的壓力、溫度及腐蝕性,依此選擇不同的內襯和電極材料。
4.2 我公司的具體選擇與安裝
  由于被测介质是温度低于100的淡碱和浓碱,对不锈钢电极的腐蚀很微弱,但对各种橡胶类内衬有腐蚀作用,因而我们选用聚四氟乙烯内衬。考虑到以后再扩产,我们将口径选为150 mm。我公司具体所选用的電磁流量計规格型号为:K300-(150)11431021,口径为150 mm,标准型,钼二钛电极,聚四氟乙烯内衬,***工作压力1.6 MPa,无接地环,输出4~ 20 mA,准确度等级1.0级。安装在水平管道上,前后有足够长的直管段,接地极独立,接地良好。
  用于输送淡碱的泵有2台,量程都是100 m3/h,扬程50 m,采用单泵间断方式输送淡碱。流量計的量程设定为160 m3/h。从流率表上查出口径150mm、平均流速v= 1 m/s时的流量为63.617 m3/h。
 
電磁流量計
 
m/s,稍偏低。如将流量計量程改为250 m3/h,双泵同时开时正常流量在200 m3/h连续输送,效果可能会更好。但由于产量限制只能间断输送。
4.3 以淡碱流量計为例说明流量計的使用情况
  流量計刚投入使用时,与槽位推算的数进行比较,每班表计产量与推算产量仅差1 t,误差较小。而在以后的几个月中却发现有较大的偏差。表1是半年的表计产量(折100%)与推算产量(折100%)的比较。
 
電磁流量計
 
从表1可以看出,开始安装流量計时的1月份,表计与推算的差不大,全月仅差101.1 t。这里是把推算数当作标准了,其实推算数的误差较大,差的这101 t很难说是什么原因造成的。而2月份的差值却大得惊人,达1 133.7 t,4~ 6月又成了负偏差。
  我们先从流量計的安装与参数设定等情况查找原因,没发现问题。于是我们又找来原始记录进行认真地分析,终于找出了出现偏差的原因。原来在2月份因烧碱产量有所扩大又新上了一台200 m3/h的淡碱泵,排序为1#泵。从电解工段2月份的交接班记录上查到:
2月1日8~ 16点:3#泵改为2#;
2月4日8~ 16点:2#泵改为1#;
2月7日8~ 16点:1#泵改为2#;
2月9日8~ 16点:2#泵改为3#;
而1#泵为200 m3/h,2#、3#泵为100 m3/h。
從蒸發工段的運行日志上查到:
2月3日:全天表计淡碱产量876 m3;
2月4日:全天表计淡碱产量2 298 m3;
2月5日:全天表计淡碱产量3 305 m3;
2月6日:全天表计淡碱产量3 028 m3;
2月7日:全天表计淡碱产量1 695 m3;
2月8日:全天表计淡碱产量962 m3。
  两处记录对照可以看出,200 m3/h大泵的投运时间是2月4~ 7日,淡碱流量非常大,是正常量的近4倍。2月7日白班改用2#泵即100 m3/h泵后流量才在8日恢复正常。这说明仪表超量程是造成误差很大的原因,此时仪表已经无法使用。由于工艺人员对仪表不了解,在增加大泵时没有及时通知仪表人员改仪表量程。直到3月中旬仪表人员查出原因后,用倍增法将量程改到320 m3/h,这样才满足了大泵的要求,而对小泵来说单泵打液量仅为满量程的30%,又造成在开小泵时仪表计量偏低,因而造成4~ 6月的负偏差。直到7月将量程再改到250 m3/h,并规定开大泵时只开1个,开小泵时2泵同时开。
通过对下半年几个月表计产量及推算产量的跟踪分析,我们认为取得了比较好的效果。每月两数偏差在100 t以内,一般是表计产量偏高。分析原因可能是流量計安装在水平管线上,但由于管线长达数百米,安装处不一定是管线的较低点,在开停泵时很可能有不满管现象,造成计量偏高。随着产量的进一步扩大,到可以连续开泵输碱时,计量准确度会更高。
 
5 結論
  从以上分析可知,即便是准确度再高的電磁流量計,也必须正确地使用。流量計不准并不一定是仪表本身的原因,与使用过程有很大的关系,甚至是决定因素。仪表维护人员在选择、使用、维护仪表时,不能单从仪表本身考虑,而要全面考虑工艺、设备等方面的性能是否满足仪表正常使用时的要求。只有这样才能发挥每台仪表应有的功能,为欧美成、经营提供准确可靠的计量数据。

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