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 e+h電磁流量計(jì)在德士古氣化爐中的應(yīng)用

 E+H電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測流量范圍大。zui大流量與zui小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，zui大口徑可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測流量成線性，度較高，可測量電導(dǎo)率≥1μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的導(dǎo)電流體流量。目前的煤化工行業(yè)中德士古氣化爐中的煤漿流量計(jì)大部分設(shè)計(jì)和選型中都采用的是電磁流量計(jì)，但實(shí)際使用效果差異很大，這一問題一直是煤化工行業(yè)專業(yè)人員討論的難題。

水煤漿電磁流量計(jì)的工作原理

由于水煤漿特殊的物理特性，使其測量難度很大。它含有60%以上的極細(xì)的煤固體顆粒，再加上輔助添加劑，在高壓工況下，其動(dòng)力粘度高達(dá)800~1500mPa.s，介質(zhì)對(duì)襯里的擠壓和對(duì)電極的沖刷環(huán)境要求電磁流量計(jì)傳感器的襯里與測量導(dǎo)管的附著性能以及電極的抗噪音和防滲漏性能有著很高的要求，而且水煤漿是非牛頓流體，設(shè)計(jì)管道流速很低，在1.0m/s左右，而且又有腐蝕性。經(jīng)多年煤化工裝置的運(yùn)行比較的經(jīng)驗(yàn)證明，采用煤漿電磁流量計(jì)測量水煤漿流量是目前*可靠的方式。

e+h電磁流量計(jì)測量的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)原理。導(dǎo)體在磁場中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)出電動(dòng)勢由Ex=kBDv計(jì)算。感應(yīng)電勢E的大小正比于導(dǎo)體的運(yùn)行速度v、導(dǎo)體寬度D及磁場強(qiáng)度B。電磁流量計(jì)兩個(gè)測量電極間的距離是由流動(dòng)介質(zhì)形成的導(dǎo)體寬度D，置于管道兩側(cè)的電磁線圈通電后產(chǎn)生電磁場，強(qiáng)度為B。當(dāng)被測的導(dǎo)電流體以平均流速v通過磁場時(shí)，電極感應(yīng)出一定的電動(dòng)勢E。轉(zhuǎn)換器將所測的電動(dòng)勢E轉(zhuǎn)換成4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳送至控制室。

E+H 電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及各部分的作用

E+H電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。

磁路系統(tǒng)：其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用*磁鐵來實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，受交流磁場的干擾較小，但它易使通過測量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化，使正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被正離子包圍，即電極的極化現(xiàn)象，并導(dǎo)致兩電極之產(chǎn)蝗內(nèi)阻增大，因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時(shí)，*磁鐵相應(yīng)也很大，笨重且不經(jīng)濟(jì)，所以電磁流量計(jì)一般采用交變磁場。

測量導(dǎo)管：其作用是讓被測導(dǎo)電性液體通過。為了使磁力線通過測量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路，測量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。電極：其作用是引出和被測量成正比的感應(yīng)電勢信號(hào)。電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成，且被要求與襯里齊平，以便流體通過時(shí)不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆積在其上面而影響測量精度，而在水煤漿場合，由于高壓煤漿對(duì)電極的沖刷會(huì)產(chǎn)生信號(hào)噪音，通常有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的制造廠會(huì)采用低噪音電極來降低沖刷噪音。

外殼：應(yīng)用鐵磁材料制成，是分配制度勵(lì)磁線圈的外罩，并隔離外磁場的干擾。

襯里：在測量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上，有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測液體，其作用是防止感應(yīng)電勢被金屬測量導(dǎo)管管壁短路，并可適應(yīng)測量導(dǎo)管的抗腐蝕性和耐磨性。在水煤漿場合襯里材料多為耐腐蝕、耐磨的工程橡膠和聚四氟乙烯塑料(PTFE)。

轉(zhuǎn)換器：由液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢信號(hào)十分微弱，受各種干擾因素的影響很大，轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并抑制主要的干擾信號(hào)。其任務(wù)是把電極檢測到的感應(yīng)電勢信號(hào)Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)。

E+H電磁流量計(jì)的選型

E+H電磁流量計(jì)的合理選用及正確安裝對(duì)提高流量計(jì)的測量精度和延長儀表壽命，都是極其重要的。其選用原則有以下四點(diǎn)：

3.1 被測流體必須是導(dǎo)電液體，它不能測量氣體、蒸汽、石油制品、甘油、酒精等物質(zhì)，也不能測量純凈水，傳感器的襯里很重要，必需穩(wěn)定、耐壓、耐磨。

3.2 口徑與量程的選擇。流量計(jì)的量程根據(jù)不低于預(yù)計(jì)的zui大流量值的原則選擇滿量程刻度，常用流量超過滿量程的50%，這樣可獲得較高的測量精度。常用流速為2-4m/szui合適。電極要有降噪功能的低噪音電極。

3.3 壓力的選擇：使用壓力必須低于電磁流量計(jì)額定工作壓力，一般不超過16×105Pa.

3.4 溫度的選擇。被測介質(zhì)溫度不能超過襯里材料的容許使用溫度，在高壓狀態(tài)下，一般≤120℃。

E+H 電磁流量計(jì)的安裝

4.1 安裝位置。電磁流量計(jì)可以垂直、水平安裝，但推薦垂直安裝，且被測流體是自下而上流動(dòng)。也可以水平安裝，但要使兩電極在同一水平面上。水平安裝時(shí)要保證在何時(shí)測量導(dǎo)管都充滿液體。

4.2 電磁流量計(jì)信號(hào)比較弱，滿量程時(shí)只有幾毫伏，且流量很小時(shí)，只有幾微伏，外界稍有干擾就會(huì)影響到測量精度。因此，流量計(jì)的外殼、屏蔽線、測量導(dǎo)管都要接地。要單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn)，千萬不要連接在電機(jī)或上、下管道上。

4.3 流量計(jì)的安裝地點(diǎn)要遠(yuǎn)離一切磁源(如大功率電機(jī)、變壓器等)。

4.4 電磁流量計(jì)是速度式流量計(jì)。當(dāng)流線頒布不符合設(shè)定條件時(shí)，將產(chǎn)生測量誤差。因此，在電磁流量計(jì)前必須有5~10D左右的直管段，以消除各種局部阻力對(duì)流線分布對(duì)稱性的影響。

科隆電磁流量計(jì)在德士古氣化爐中的使用情況

5.1 流速的問題。在現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行過程中，德士古氣化爐所用的煤漿泵多是FELUWA軟管隔膜式活塞泵，我公司電磁流量計(jì)的工作壓力為6.0Mpa，正常流量為25m3/h，煤漿管線是DN150，根據(jù)此管徑及流量計(jì)算，流速達(dá)不到0.5m/s，這是通常流量計(jì)運(yùn)行不穩(wěn)定的重要原因之一。

5.2 襯里的問題。由于煤漿管線壓力達(dá)6.0Mpa，煤漿固體顆粒沖刷比較嚴(yán)重，所以在襯里的材料選擇中應(yīng)慎重考慮?？坡‰姶帕髁坑?jì)選擇了耐沖刷，耐磨損的增強(qiáng)聚四氟乙烯(ETFE)材料。自投用5年以來，襯里完好無損。

5.3 安裝的問題。從電磁流量計(jì)的測量原理及安裝注意事項(xiàng)里看，電磁流量計(jì)的安裝可以選擇水平安裝，也可以選擇豎直安裝。我公司煤漿流量計(jì)在水平管道和豎直管道均有使用，但從整體運(yùn)行情況來看，水平管道運(yùn)行效果良好。