dn65一體式電磁流量計（jì）在淡濃堿生產中流量測量的案例分析
點擊次數（shù）：1993 發布時間：2021-01-01 13:43:08
本文為針對產氯堿10萬t的大型化工企業生產過程（chéng）中的分析,本化工廠長（zhǎng）期以來（lái）一直采（cǎi）用槽位計算法來進行淡、濃（nóng）堿（jiǎn）產（chǎn）量的測（cè）量，因為貯槽的橫截麵較大，標尺分度準確度較差（chà），導致計算（suàn）出來（lái）的產量的準確性很不穩定，但又無法做到時（shí）時計算，對淡、濃堿的產量難以（yǐ）控（kòng）製，此問（wèn）題困擾生產部門很久，一直未得到有效解決。2000年公司在擴大產能的時候，為了解決這個問題（tí），達到精確（què）計量（liàng）淡、濃堿產量的目的，新上了兩台dn65一體式電磁流量計。但是很快發現（xiàn），在測量過程中，偶爾也會出現（xiàn）計量不準的問題。公司組織技術人員對於原因進行探究，得到出的結論，許多（duō）問題的產生不（bú）單單從（cóng）儀表本身引起的，許多外部的工況環境（jìng）也是（shì）引發計量不準的重要原因，隻有這樣，才能（néng）做到標本兼治，從根本上解決儀表測量不準的問題。
對（duì）於流量儀表來（lái）說，產品在投入生產後由於使用條件（jiàn）的限製很難對它進行（háng）檢定與校準,因而精心地安裝與正確地使用是保證計量準確可靠的先決條件。
本文即是針（zhēn）對於dn65一體式電磁流量計儀表的測量特點和在生（shēng）產（chǎn）中應用中出現的問題進行分析，找出產生問題的原因，這一方法對於其他的用戶也有一定的借鑒意義。
1、dn65一體式電磁流量計的測（cè）量原理
dn65一體（tǐ）式電磁流量計是基於法拉*電磁（cí）感應定律的原理工作的。被測介質（zhì）應是導電液體。在垂直（zhí）於介質流向的一個區間裏存在由變送器（qì）所產生的磁感應強度（dù）為B的穩定磁場,平均流速（sù）為v的導電流（liú）體在流經（jīng）磁場區域時,作切（qiē）割磁力線運動。於是在與管道橫截麵平（píng）行且垂直於磁力線方向的兩根檢測電*上,就（jiù）產生了感應電壓U。根據電磁感應定律得出:
U= k B v D (1)
式(1)中:U為感應電壓;k為儀（yí）表常數;B為磁感應強度（dù）;v為介質的平均流速;D為（wéi）儀表管（guǎn）內直徑。
由（yóu）公式(1)可（kě）知,B和D是不變的,k為一常數。因而U隻與v成正比,隻要測（cè）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（shì）為:
其中:Q為介質的體積流（liú）量。
根據公式(2)可知Q與（yǔ）v是成正比的一一對應函數,那麽U與Q也是成正比（bǐ）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、dn65一體式電（diàn）磁流量計的優點
(1)dn65一體式電磁流量計管內無節流或可動（dòng）部件,無壓力損失,節約能源（yuán）。特別適用於測量液固兩相介質（zhì）(如懸浮液體（tǐ）)。
(2)隻有襯裏和電*與介質接觸,隻要選好兩種材料,就可（kě）達到防腐防磨的目的,長時（shí）間使（shǐ）用,儀表準確度不會降低,與（yǔ）橢圓齒輪流量計相比,其準確度的穩（wěn）定性要（yào）好得多（duō）。
(3)測量時隻（zhī）與介質的平均流速有關,而（ér）與介質的流態(層流或紊流)、溫度、粘度、密度、壓力及電導率(在一定範圍內)的變化無關。因此,dn65一體式電磁流量計（jì）隻需用水標定後,就可（kě）用它（tā）測量其它導電液體或固液兩相介質的流量,而無需修正。
(4)量程比寬,可達1 100,而（ér）且可以任意（yì）改變量程。
(5)無機械慣性,反應靈敏,可測量（liàng）瞬（shùn）時脈動流;且（qiě）線性好,可直接等分刻度。
(6)從檢測電*向前,隻需5 D的直管（guǎn）段,不需太大的安裝空間。而其它流量計一般需要10 D或（huò）10 D以上的（de）直管段,對安裝空間要求較嚴,否則無法保證測量準確（què）度。
3、dn65一體（tǐ）式電磁流量（liàng）計的安（ān）裝
(1)從理論上講,傳感器可（kě）以安裝在（zài）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（yī）條至關重要。檢測電*的軸線應處於水平位（wèi）置,以（yǐ）防（fáng）粘（zhān）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（nèi）凸出。
(4)測量準確度與傳感（gǎn）器的接（jiē）地效果有很大關（guān）係,dn65一體式電磁流（liú）量計對外加電勢的幹擾很敏感。因而它的接（jiē）地電*必須是獨立接地*。接（jiē）地的目的是讓流經傳感器內的（de）導電流體與地等電位,而不是管道壁接地。
4、dn65一體（tǐ）式電磁流量計（jì）的選型、安裝及使用情況
4.1 dn65一（yī）體式電磁流量計的選型原則
(1)考慮口徑與量程,dn65一體式電磁流量計的量程雖然是任意設定的,但其設定的範（fàn）圍受（shòu）口徑的限製。量程（chéng）的設定要考慮（lǜ）正常流量超過滿量程的（de）一半,這樣的（de）測量精度才高。流速一般選擇2～ 4 m/s,如（rú）介質易磨損電*,可選擇稍低的流速;如介（jiè）質較易粘附,可選擇適當稍（shāo）高的流速。綜合考（kǎo）慮後根據流率表選擇儀表的口徑。
(2)考慮介質的壓力、溫（wēn）度及（jí）腐蝕性,依（yī）此選擇不同的內襯和電*材料（liào）。
4.2 我公司的具體選擇與安裝
由（yóu）於被測介質是溫度低於100的淡堿和濃堿,對不鏽鋼（gāng）電*的腐（fǔ）蝕（shí）很微弱,但對各種橡（xiàng）膠類內襯有腐蝕作用,因而（ér）我們選用聚四氟乙烯內襯。考慮到以後（hòu）再（zài）擴產,我們將口徑選為150 mm。我公司具體（tǐ）所選用的dn65一體（tǐ）式電磁流量計規格型號為:K300-(150)11431021,口徑（jìng）為150 mm,標準型,鉬二鈦電*,聚四氟乙烯內襯,*高（gāo）工作壓力1.6 MPa,無接地環,輸出4～ 20 mA,準確度等級1.0級。安裝在水平管道上,前後有足夠長的直管（guǎn）段,接地*獨立,接（jiē）地良好（hǎo）。
用於輸送淡堿的泵有2台,量程都是100 m3/h,揚程50 m,采用（yòng）單泵間斷方式輸送淡堿。流量計的量程設定為160 m3/h。從流（liú）率表上查出口徑150mm、平均流速v= 1 m/s時的流量為63.617 m3/h。
m/s,稍（shāo）偏低。如將流量計量程改為250 m3/h,雙泵同時開時正常流量在200 m3/h連續輸送,效果（guǒ）可能（néng）會更好（hǎo）。但由於（yú）產量（liàng）限製隻能間斷輸（shū）送（sòng）。
4.3 以淡堿流量計為例說明流量（liàng）計的使用情況
流量計剛投入使用時,與槽位推算的數進行比（bǐ）較,每班表計產量與推算產量（liàng）僅（jǐn）差1 t,誤差較小。而在（zài）以後的幾個月中（zhōng）卻發現有較大的偏差（chà）。表1是半年的表計產量（liàng）(折100%)與推算產量（liàng）(折100%)的比較。
從表（biǎo）1可以（yǐ）看出,開始安裝流量計（jì）時的1月份,表計與推算的差不大,全月僅差101.1 t。這裏是把推算數當作標準了,其實推算數的誤（wù）差較大,差的這（zhè）101 t很難說是什麽原因造成的。而2月份的差值卻大得（dé）驚人,達1 133.7 t,4～ 6月又成（chéng）了負偏差。
我們先從流量計的安裝與參數（shù）設定等情況查找原因,沒發現問題（tí）。於是我（wǒ）們又找來原始記錄進行認真地分析,終於找出了出現偏差的原因。原來在（zài）2月份（fèn）因燒堿產（chǎn）量有所擴大又新上（shàng）了一台200 m3/h的淡堿泵,排序為1#泵。從電解工段（duàn）2月份的交接（jiē）班（bān）記錄上查到:
2月1日8～ 16點（diǎn）:3#泵改為2#;
2月4日8～ 16點:2#泵改為（wéi）1#;
2月（yuè）7日8～ 16點（diǎn）:1#泵改為2#;
2月9日（rì）8～ 16點:2#泵改為3#;
而1#泵（bèng）為（wéi）200 m3/h,2#、3#泵為100 m3/h。
從蒸發工（gōng）段的運行日誌上查到（dào）:
2月3日:全天（tiān）表計淡堿產量876 m3;
2月4日:全天表計淡堿產量2 298 m3;
2月5日:全天表計淡堿（jiǎn）產量3 305 m3;
2月6日（rì）:全天表計淡堿產量3 028 m3;
2月7日:全天表計淡堿產量1 695 m3;
2月8日:全天表計（jì）淡（dàn）堿產量962 m3。
兩處記錄對照可以看出,200 m3/h大泵的投（tóu）運時間是2月4～ 7日,淡堿流量非常大,是正常（cháng）量的近4倍。2月7日白班改用（yòng）2#泵即100 m3/h泵後流量才在8日恢複正（zhèng）常。這說明儀表超量程是造成誤差很大的原因,此時儀表已經無法使用（yòng）。由於工藝人員對儀表不了解,在（zài）增加（jiā）大泵時沒有及時通（tōng）知儀表人員改儀表量程。直到3月中旬儀表人員查出原因（yīn）後（hòu）,用倍增法將量程改到320 m3/h,這樣才滿（mǎn）足了大泵（bèng）的要求,而對（duì）小泵來說單泵打液量僅為滿量程的30%,又造成在開小泵時儀表計量偏低（dī）,因而造成4～ 6月的負偏（piān）差。直到7月將量程再改到250 m3/h,並規定開（kāi）大泵時隻開1個,開小泵時2泵同（tóng）時開。
通過（guò）對下半年幾個月表計產（chǎn）量及推算產（chǎn）量的跟蹤分析,我們認為取得了比較好的效果。每月兩數偏差在100 t以內,一般是（shì）表計產量（liàng）偏高。分析原因可（kě）能是流量計安裝在水平管線上,但由於管線長達數百米（mǐ）,安裝處不一定是管線的（de）較低點,在開（kāi）停泵時很可能有不滿管現象,造成計量（liàng）偏高。隨（suí）著產量的進一步擴大,到（dào）可以連續開泵輸堿時,計量準確度會更高（gāo）。
5、結論
從以上（shàng）分析可（kě）知,即便是準（zhǔn）確度再高的dn65一體式電（diàn）磁流量計,也必須正確地使用。流量（liàng）計不準並不一定是儀表本身的原因,與使用過程有很大的關係（xì）,甚至是決定因素。儀表維護（hù）人員在選擇、使（shǐ）用、維護儀表（biǎo）時,不能單從儀表本身考慮（lǜ）,而（ér）要（yào）全（quán）麵考（kǎo）慮工藝、設（shè）備等方麵的性（xìng）能是否滿足儀表正常使用時的要求。隻有這樣才能發揮每台儀表應有的功能,為生（shēng）產、經營（yíng）提供準確可靠的（de）計量數據。
對（duì）於流量儀表來（lái）說，產品在投入生產後由於使用條件（jiàn）的限製很難對它進行（háng）檢定與校準,因而精心地安裝與正確地使用是保證計量準確可靠的先決條件。
本文即是針（zhēn）對於dn65一體式電磁流量計儀表的測量特點和在生（shēng）產（chǎn）中應用中出現的問題進行分析，找出產生問題的原因，這一方法對於其他的用戶也有一定的借鑒意義。
1、dn65一體式電磁流量計的測（cè）量原理
dn65一體（tǐ）式電磁流量計是基於法拉*電磁（cí）感應定律的原理工作的。被測介質（zhì）應是導電液體。在垂直（zhí）於介質流向的一個區間裏存在由變送器（qì）所產生的磁感應強度（dù）為B的穩定磁場,平均流速（sù）為v的導電流（liú）體在流經（jīng）磁場區域時,作切（qiē）割磁力線運動。於是在與管道橫截麵平（píng）行且垂直於磁力線方向的兩根檢測電*上,就（jiù）產生了感應電壓U。根據電磁感應定律得出:
U= k B v D (1)
式(1)中:U為感應電壓;k為儀（yí）表常數;B為磁感應強度（dù）;v為介質的平均流速;D為（wéi）儀表管（guǎn）內直徑。
由（yóu）公式(1)可（kě）知,B和D是不變的,k為一常數。因而U隻與v成正比,隻要測（cè）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（shì）為:
其中:Q為介質的體積流（liú）量。
根據公式(2)可知Q與（yǔ）v是成正比的一一對應函數,那麽U與Q也是成正比（bǐ）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、dn65一體式電（diàn）磁流量計的優點
(1)dn65一體式電磁流量計管內無節流或可動（dòng）部件,無壓力損失,節約能源（yuán）。特別適用於測量液固兩相介質（zhì）(如懸浮液體（tǐ）)。
(2)隻有襯裏和電*與介質接觸,隻要選好兩種材料,就可（kě）達到防腐防磨的目的,長時（shí）間使（shǐ）用,儀表準確度不會降低,與（yǔ）橢圓齒輪流量計相比,其準確度的穩（wěn）定性要（yào）好得多（duō）。
(3)測量時隻（zhī）與介質的平均流速有關,而（ér）與介質的流態(層流或紊流)、溫度、粘度、密度、壓力及電導率(在一定範圍內)的變化無關。因此,dn65一體式電磁流量計（jì）隻需用水標定後,就可（kě）用它（tā）測量其它導電液體或固液兩相介質的流量,而無需修正。
(4)量程比寬,可達1 100,而（ér）且可以任意（yì）改變量程。
(5)無機械慣性,反應靈敏,可測量（liàng）瞬（shùn）時脈動流;且（qiě）線性好,可直接等分刻度。
(6)從檢測電*向前,隻需5 D的直管（guǎn）段,不需太大的安裝空間。而其它流量計一般需要10 D或（huò）10 D以上的（de）直管段,對安裝空間要求較嚴,否則無法保證測量準確（què）度。
3、dn65一體（tǐ）式電磁流量（liàng）計的安（ān）裝
(1)從理論上講,傳感器可（kě）以安裝在（zài）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（yī）條至關重要。檢測電*的軸線應處於水平位（wèi）置,以（yǐ）防（fáng）粘（zhān）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（nèi）凸出。
(4)測量準確度與傳感（gǎn）器的接（jiē）地效果有很大關（guān）係,dn65一體式電磁流（liú）量計對外加電勢的幹擾很敏感。因而它的接（jiē）地電*必須是獨立接地*。接（jiē）地的目的是讓流經傳感器內的（de）導電流體與地等電位,而不是管道壁接地。
4、dn65一體（tǐ）式電磁流量計（jì）的選型、安裝及使用情況
4.1 dn65一（yī）體式電磁流量計的選型原則
(1)考慮口徑與量程,dn65一體式電磁流量計的量程雖然是任意設定的,但其設定的範（fàn）圍受（shòu）口徑的限製。量程（chéng）的設定要考慮（lǜ）正常流量超過滿量程的（de）一半,這樣的（de）測量精度才高。流速一般選擇2～ 4 m/s,如（rú）介質易磨損電*,可選擇稍低的流速;如介（jiè）質較易粘附,可選擇適當稍（shāo）高的流速。綜合考（kǎo）慮後根據流率表選擇儀表的口徑。
(2)考慮介質的壓力、溫（wēn）度及（jí）腐蝕性,依（yī）此選擇不同的內襯和電*材料（liào）。
4.2 我公司的具體選擇與安裝
由（yóu）於被測介質是溫度低於100的淡堿和濃堿,對不鏽鋼（gāng）電*的腐（fǔ）蝕（shí）很微弱,但對各種橡（xiàng）膠類內襯有腐蝕作用,因而（ér）我們選用聚四氟乙烯內襯。考慮到以後（hòu）再（zài）擴產,我們將口徑選為150 mm。我公司具體（tǐ）所選用的dn65一體（tǐ）式電磁流量計規格型號為:K300-(150)11431021,口徑（jìng）為150 mm,標準型,鉬二鈦電*,聚四氟乙烯內襯,*高（gāo）工作壓力1.6 MPa,無接地環,輸出4～ 20 mA,準確度等級1.0級。安裝在水平管道上,前後有足夠長的直管（guǎn）段,接地*獨立,接（jiē）地良好（hǎo）。
用於輸送淡堿的泵有2台,量程都是100 m3/h,揚程50 m,采用（yòng）單泵間斷方式輸送淡堿。流量計的量程設定為160 m3/h。從流（liú）率表上查出口徑150mm、平均流速v= 1 m/s時的流量為63.617 m3/h。
m/s,稍（shāo）偏低。如將流量計量程改為250 m3/h,雙泵同時開時正常流量在200 m3/h連續輸送,效果（guǒ）可能（néng）會更好（hǎo）。但由於（yú）產量（liàng）限製隻能間斷輸（shū）送（sòng）。
4.3 以淡堿流量計為例說明流量（liàng）計的使用情況
流量計剛投入使用時,與槽位推算的數進行比（bǐ）較,每班表計產量與推算產量（liàng）僅（jǐn）差1 t,誤差較小。而在（zài）以後的幾個月中（zhōng）卻發現有較大的偏差（chà）。表1是半年的表計產量（liàng）(折100%)與推算產量（liàng）(折100%)的比較。
從表（biǎo）1可以（yǐ）看出,開始安裝流量計（jì）時的1月份,表計與推算的差不大,全月僅差101.1 t。這裏是把推算數當作標準了,其實推算數的誤（wù）差較大,差的這（zhè）101 t很難說是什麽原因造成的。而2月份的差值卻大得（dé）驚人,達1 133.7 t,4～ 6月又成（chéng）了負偏差。
我們先從流量計的安裝與參數（shù）設定等情況查找原因,沒發現問題（tí）。於是我（wǒ）們又找來原始記錄進行認真地分析,終於找出了出現偏差的原因。原來在（zài）2月份（fèn）因燒堿產（chǎn）量有所擴大又新上（shàng）了一台200 m3/h的淡堿泵,排序為1#泵。從電解工段（duàn）2月份的交接（jiē）班（bān）記錄上查到:
2月1日8～ 16點（diǎn）:3#泵改為2#;
2月4日8～ 16點:2#泵改為（wéi）1#;
2月（yuè）7日8～ 16點（diǎn）:1#泵改為2#;
2月9日（rì）8～ 16點:2#泵改為3#;
而1#泵（bèng）為（wéi）200 m3/h,2#、3#泵為100 m3/h。
從蒸發工（gōng）段的運行日誌上查到（dào）:
2月3日:全天（tiān）表計淡堿產量876 m3;
2月4日:全天表計淡堿產量2 298 m3;
2月5日:全天表計淡堿（jiǎn）產量3 305 m3;
2月6日（rì）:全天表計淡堿產量3 028 m3;
2月7日:全天表計淡堿產量1 695 m3;
2月8日:全天表計（jì）淡（dàn）堿產量962 m3。
兩處記錄對照可以看出,200 m3/h大泵的投（tóu）運時間是2月4～ 7日,淡堿流量非常大,是正常（cháng）量的近4倍。2月7日白班改用（yòng）2#泵即100 m3/h泵後流量才在8日恢複正（zhèng）常。這說明儀表超量程是造成誤差很大的原因,此時儀表已經無法使用（yòng）。由於工藝人員對儀表不了解,在（zài）增加（jiā）大泵時沒有及時通（tōng）知儀表人員改儀表量程。直到3月中旬儀表人員查出原因（yīn）後（hòu）,用倍增法將量程改到320 m3/h,這樣才滿（mǎn）足了大泵（bèng）的要求,而對（duì）小泵來說單泵打液量僅為滿量程的30%,又造成在開小泵時儀表計量偏低（dī）,因而造成4～ 6月的負偏（piān）差。直到7月將量程再改到250 m3/h,並規定開（kāi）大泵時隻開1個,開小泵時2泵同（tóng）時開。
通過（guò）對下半年幾個月表計產（chǎn）量及推算產（chǎn）量的跟蹤分析,我們認為取得了比較好的效果。每月兩數偏差在100 t以內,一般是（shì）表計產量（liàng）偏高。分析原因可（kě）能是流量計安裝在水平管線上,但由於管線長達數百米（mǐ）,安裝處不一定是管線的（de）較低點,在開（kāi）停泵時很可能有不滿管現象,造成計量（liàng）偏高。隨（suí）著產量的進一步擴大,到（dào）可以連續開泵輸堿時,計量準確度會更高（gāo）。
5、結論
從以上（shàng）分析可（kě）知,即便是準（zhǔn）確度再高的dn65一體式電（diàn）磁流量計,也必須正確地使用。流量（liàng）計不準並不一定是儀表本身的原因,與使用過程有很大的關係（xì）,甚至是決定因素。儀表維護（hù）人員在選擇、使（shǐ）用、維護儀表（biǎo）時,不能單從儀表本身考慮（lǜ）,而（ér）要（yào）全（quán）麵考（kǎo）慮工藝、設（shè）備等方麵的性（xìng）能是否滿足儀表正常使用時的要求。隻有這樣才能發揮每台儀表應有的功能,為生（shēng）產、經營（yíng）提供準確可靠的（de）計量數據。
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