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淺析明礬流量（liàng）計在化工企業水源節能中的安裝與使用
點（diǎn）擊次數：2127 發布時間：2020-08-15 07:05:09
明礬流量計由傳感器和轉換器兩部分（fèn）構（gòu）成。它是基於法拉*電磁（cí）感應定律（lǜ）工作的，用來測（cè）量電導率大於（yú）5μS/cm導電液體（tǐ）的體（tǐ）積流量（liàng），是一種測量導電介質體積流量的感應式（shì）儀表。除可（kě）測量一般導電液體的體積流量外，還可（kě）用於測量強酸強堿（jiǎn）等強腐蝕液體和泥漿、礦（kuàng）漿、紙（zhǐ）漿等均勻的液固兩（liǎng）相懸浮液體的體積流量。
一、前言
在大型現代化工企業生產中, 由（yóu）於每天工業水用量都以數十萬噸（dūn）計, 微（wēi）小的計量誤差就能給企業帶（dài）來重大的損失, 因此, 如何準確計量問題（tí）就顯得非常重要, 例如: 一（yī）家日工業水用量為30萬（wàn）噸的企業, 計量誤差如果為5%, 一年的工業水計量誤差將達到近550噸, 折合人民幣數百（bǎi）萬（wàn）元! 因此, 如（rú）何提高大型化工企業工業水計量精度, 減少（shǎo）因計量誤差給企業帶來的不必要損失, 成為現代大型化工企業管理的一個（gè）重要課題。本文就明礬（fán）流量計在化工廠計量中的應用進行探討。
二、常用（yòng）的工業水計量（liàng）儀表及其特點
在大型化工企業（yè）中, *常（cháng）用的工業水計量儀表是孔板流量計。其特點是: 結構簡單, 製造、安裝、維護方便, 省料, 造價低。缺點是: 壓力損失大, 測量大管徑、高溫、高壓介質時孔板易變形, 測量精度與孔板的使用條件和製作、安裝精度有關, 誤差一般為5%以內（nèi）。
三、明礬流量計的工作原（yuán）理（lǐ）和結構及特點
明礬流量計是根據法拉弟電磁感應（yīng）定律研製（zhì）出的一種無壓損、節能型流量測量儀表。根據法拉弟電磁感應定律, 當導體在磁場中切割磁力線時, 將產生感（gǎn）應電動勢。該（gāi）電動勢的大小與導體在磁場中作垂（chuí）直於磁場方向運動的速度成正比。則管線內流體的（de）感應電動勢e為:
e= BD ( 1 )
為流體的平（píng）均流速, D為測量管的內徑
q= 0. 785D2 ( 2 )
q為（wéi）管道的瞬時流量
把( 1 )代入( 2)得: q= 0. 785D e/B ( 3 )
從（cóng）( 3 )式可知, 當管道內徑一定時, 若有（yǒu）恒定的磁感應強度, 則隻要測得感應電動勢e, 便可知道管中的流量q。
明礬流量計主要由（yóu）變（biàn）送器和轉換器（qì）及流量顯示儀表三部分組成。變送器把流過的被測流（liú）體的流量轉換為相應的感應電動勢。轉換器則將變送器輸出的感應電勢（shì）放大並轉換為可被工業儀表接受的標準電信（xìn）號。電信（xìn）號可以是模擬電流、模（mó）擬電壓。輸（shū）給顯示儀表、記錄儀表及電動單元組合儀表進行流量顯示、記錄和積（jī）算, 可進行（háng）正逆方向顯示、報警; 電信號可以是脈衝信號, 作為計算機輸入信號（hào）使用, 進行流量運算和（hé）調節等。
明礬流量（liàng）計主（zhǔ）要的特點（diǎn）:
( 1) 變送器內徑與被測管道內徑完全相同, 無阻力元件, 避免了由於壓力損失而造成能量（liàng）損失（shī）過大（dà）的問題;
( 2 )變送器輸出的是與被測流體（tǐ）流速成比例的電信號, 這不僅便於測量, 而且能（néng）保證係統輸（shū）出信號與（yǔ）容積（jī）流量呈線（xiàn）性關係, 因（yīn）此顯示儀表不需（xū）要采取刻度線性化措施, 這不但易於與計算機配合使用, 而（ér）且便於提高流量積算值（zhí）的精確度（dù）;
( 3)量程（chéng）變（biàn）化範圍大（dà）;
( 4 )測量精度達到0. 5% 以上（shàng）, 反應靈敏, 能測定正、反方向的流量, 可以測脈動流量, 其輸出信號適（shì）於作為自動調節係統（tǒng）的流量信號;
( 5 )可測管（guǎn）道口徑範（fàn）圍大, 測量流體的容積流量, 不受流體的（de）溫度、壓力、密度、粘（zhān）度（dù）等參數（shù）的影響。
四、明礬流量計在（zài）化（huà）工企業中（zhōng）的應用使（shǐ）用
明礬流量計的前提是被測液體必須是導電的, 不能低於閾值(即下限值)。電導率低於閾值會產生測量誤差直至不能使用, 超過閾值（zhí）即使（shǐ）變化也可以測量, 示值誤差變化（huà）不大, 通用型明礬流量計的閾值在10- 4 ~ ( 5 ∀ 10- 6) S / cm 之（zhī）間, 視型號而異。工（gōng）業用水（shuǐ）及其水溶液的電導率大於10 - 4S / cm, 酸、堿、鹽液的電導率在10 - 4 ~ 10- 1S / cm之間, 使用不存在問題, 低（dī）度蒸餾水為10- 5S / cm 也不存在問題。明礬流量計不能測量電導率很低的液體。不能測量氣（qì）體、蒸汽和含有（yǒu）較多較大氣泡的液體。從資料上查到有些純液或水溶（róng）液電導率較低（dī）, 認為不能使用, 然而（ér）實際工作中會遇到因含（hán）有（yǒu）雜（zá）質而能使用的實例, 這類（lèi）雜質對增加（jiā）電導率有利。對於（yú）水溶液, 資料中的電導率是用純水配比在得（dé）的要高, 也有利於流量測量。
五、安裝時注意事項及技巧
1. 明礬流量（liàng）計安裝前, 必須核實明礬（fán）流量計測量（liàng）範圍、口徑、耐溫、耐壓等數值是（shì）否與（yǔ）所安裝的管道及流體（tǐ）情況相符, 特別注意（yì）變送（sòng）器的耐壓密封性, 當不能確認變送器是否進行過耐壓密封試（shì）驗時, 應對變（biàn）送器進行該項試驗。對變（biàn）送器進行鉻（gè）*壓力的1. 25 ~ 1. 5 倍的壓力5分鍾, 若無泄漏則認為合格。
2. 變送（sòng）器可（kě）裝在垂直（zhí）或水平管道上, 但應避免安裝在管道內呈負壓或可能有相分離（lí）的地方。當工藝管道內徑與變送器管道內徑不完全相同時, 允許在變送器的兩端安裝圓錐角不大於15 的漸擴或漸縮管（guǎn）。為了變送器的安（ān）全（quán）, 可在緊靠變送器的管道上增加支撐。
3. 安裝時（shí）應根據變送器的口徑、重量和（hé）尺寸選擇合適（shì）的吊裝調設備。吊裝變送器（qì）的繩鏈應連接合理, 注意吊裝用具不要磨、碰變（biàn）送器襯裏, 不可任（rèn）意選擇承吊（diào）點。禁止用手直接抓住表頭搬運（yùn）。
4. 為便於在現場校正儀表零點和檢查變送器的幹擾大小（xiǎo）, 並（bìng）便於檢修, 變送器兩端應裝閥門並有旁路。
5. 變送器和轉換器安裝地點應避免有較強的交、直流（liú）磁場; 或有劇烈（liè）的振動。
6. 變送器外殼與金屬管道兩端應有（yǒu）良好（hǎo）的接觸並接地; 不（bú）能用法蘭代（dài）替連線, 必須使用專用金屬導線連接, 以保證穩定測量。
7. 轉換器（qì）應盡（jìn）可（kě）能靠（kào）近變送器安裝, 為避免信號幹擾, 變送器與轉換器之（zhī）間的信號必須（xū）用屏蔽導線傳輸。
8. 當流量計為傾斜或垂直安裝, 流向應自下而上。流體流動方向應與流量計標誌的方向一致。
9. 安裝的管道, 要保證測量（liàng）管道內始終充滿被測介質, 防止空管。流量計不（bú）要安裝在有負（fù）壓的管道段, 以防止襯裏材料脫落（luò）。
六、注意信號傳輸電纜長度變送（sòng）哭與轉（zhuǎn）換器（qì）之間的連接
電纜愈短愈好。但有（yǒu）些現（xiàn）場受安裝環境位置的限製, 轉換器（qì）與變送器的距離較遠, 這時要考慮連接電纜的*大長度問題。實際使用中, 當被測流體（tǐ）的電導率是在一定的範圍之間,因此就決定了電*與轉換（huàn）器之間電（diàn）纜的*大長度。當電纜長度超過*大長度（dù）時, 由電纜分布電（diàn）容引起的負載效應就成（chéng）了問題。為防止這種情況發（fā）生, 使用雙芯兩層屏（píng）蔽電纜, 由轉換器提（tí）供（gòng）低阻抗電壓源（yuán）使內側（cè）屏蔽與芯（xīn）線得到相同的電壓, 以形成屏蔽（bì）, 即（jí）使芯線與屏蔽之間有分布電容存在, 但芯線與屏蔽（bì）是同電位, 則（zé）兩者之間就無電流通過, 也無電纜（lǎn）的負載效應存在, 因此可延長信號電纜*大長度。另外, 還（hái）可用特殊信（xìn）號傳輸電纜延長轉換器與變送器之間的*大長度。
七、故障診斷及排除方法
在正常工作條件下, 明礬流量計很少發生故障。但儀表或管（guǎn）道安裝不當會（huì）引起流量計（jì）故障, 此時應*先檢查（chá）流量計外部情況有否損傷,電纜連（lián）接是否完好, 電網電壓是否正常, 管道是否泄漏或處於非滿管狀態, 傳感器勵（lì）磁線圈與外殼之間的絕緣是否良好等等, 切勿盲目拆修流量計。明礬流量計的*常見故障是變（biàn）送器導管連接部分泄漏。如發現法蘭一側有泄漏, 則可將對應的另一側法（fǎ）蘭螺栓每次鬆半扣, 同時相應（yīng）地上緊泄漏側法蘭螺栓（shuān）。直至不漏（lòu）為止（zhǐ）。如襯裏損（sǔn）壞, 則應拆下進行相（xiàng）應修理（lǐ）。
明礬流（liú）量計不受溫（wēn）度、壓力、粘度等外界因素的影響, 汙（wū）水具有流量（liàng）變化大、含雜質、腐蝕性小、有（yǒu）一定的導電能力等特性, 測量汙水（shuǐ）的流（liú）量, 明礬流（liú）量計（jì）是一個很好的選擇。它結構緊湊、體積（jī）小。安裝、操作、維護方便, 測量係統采用智能化設計, 整體密封加強, 能（néng）在較惡劣的環境下正常工作。水和（hé）汙水行業, 明礬流量計尤其是（shì）大口徑明礬流（liú）量計具有很（hěn）大優勢, 得到了（le）非（fēi）常普遍的（de）應用。
一、前言
在大型現代化工企業生產中, 由（yóu）於每天工業水用量都以數十萬噸（dūn）計, 微（wēi）小的計量誤差就能給企業帶（dài）來重大的損失, 因此, 如何準確計量問題（tí）就顯得非常重要, 例如: 一（yī）家日工業水用量為30萬（wàn）噸的企業, 計量誤差如果為5%, 一年的工業水計量誤差將達到近550噸, 折合人民幣數百（bǎi）萬（wàn）元! 因此, 如（rú）何提高大型化工企業工業水計量精度, 減少（shǎo）因計量誤差給企業帶來的不必要損失, 成為現代大型化工企業管理的一個（gè）重要課題。本文就明礬（fán）流量計在化工廠計量中的應用進行探討。
二、常用（yòng）的工業水計量（liàng）儀表及其特點
在大型化工企業（yè）中, *常（cháng）用的工業水計量儀表是孔板流量計。其特點是: 結構簡單, 製造、安裝、維護方便, 省料, 造價低。缺點是: 壓力損失大, 測量大管徑、高溫、高壓介質時孔板易變形, 測量精度與孔板的使用條件和製作、安裝精度有關, 誤差一般為5%以內（nèi）。
三、明礬流量計的工作原（yuán）理（lǐ）和結構及特點
明礬流量計是根據法拉弟電磁感應（yīng）定律研製（zhì）出的一種無壓損、節能型流量測量儀表。根據法拉弟電磁感應定律, 當導體在磁場中切割磁力線時, 將產生感（gǎn）應電動勢。該（gāi）電動勢的大小與導體在磁場中作垂（chuí）直於磁場方向運動的速度成正比。則管線內流體的（de）感應電動勢e為:
e= BD ( 1 )
為流體的平（píng）均流速, D為測量管的內徑
q= 0. 785D2 ( 2 )
q為（wéi）管道的瞬時流量
把( 1 )代入( 2)得: q= 0. 785D e/B ( 3 )
從（cóng）( 3 )式可知, 當管道內徑一定時, 若有（yǒu）恒定的磁感應強度, 則隻要測得感應電動勢e, 便可知道管中的流量q。
明礬流量計主要由（yóu）變（biàn）送器和轉換器（qì）及流量顯示儀表三部分組成。變送器把流過的被測流（liú）體的流量轉換為相應的感應電動勢。轉換器則將變送器輸出的感應電勢（shì）放大並轉換為可被工業儀表接受的標準電信（xìn）號。電信（xìn）號可以是模擬電流、模（mó）擬電壓。輸（shū）給顯示儀表、記錄儀表及電動單元組合儀表進行流量顯示、記錄和積（jī）算, 可進行（háng）正逆方向顯示、報警; 電信號可以是脈衝信號, 作為計算機輸入信號（hào）使用, 進行流量運算和（hé）調節等。
明礬流量（liàng）計主（zhǔ）要的特點（diǎn）:
( 1) 變送器內徑與被測管道內徑完全相同, 無阻力元件, 避免了由於壓力損失而造成能量（liàng）損失（shī）過大（dà）的問題;
( 2 )變送器輸出的是與被測流體（tǐ）流速成比例的電信號, 這不僅便於測量, 而且能（néng）保證係統輸（shū）出信號與（yǔ）容積（jī）流量呈線（xiàn）性關係, 因（yīn）此顯示儀表不需（xū）要采取刻度線性化措施, 這不但易於與計算機配合使用, 而（ér）且便於提高流量積算值（zhí）的精確度（dù）;
( 3)量程（chéng）變（biàn）化範圍大（dà）;
( 4 )測量精度達到0. 5% 以上（shàng）, 反應靈敏, 能測定正、反方向的流量, 可以測脈動流量, 其輸出信號適（shì）於作為自動調節係統（tǒng）的流量信號;
( 5 )可測管（guǎn）道口徑範（fàn）圍大, 測量流體的容積流量, 不受流體的（de）溫度、壓力、密度、粘（zhān）度（dù）等參數（shù）的影響。
四、明礬流量計在（zài）化（huà）工企業中（zhōng）的應用使（shǐ）用
明礬流量計的前提是被測液體必須是導電的, 不能低於閾值(即下限值)。電導率低於閾值會產生測量誤差直至不能使用, 超過閾值（zhí）即使（shǐ）變化也可以測量, 示值誤差變化（huà）不大, 通用型明礬流量計的閾值在10- 4 ~ ( 5 ∀ 10- 6) S / cm 之（zhī）間, 視型號而異。工（gōng）業用水（shuǐ）及其水溶液的電導率大於10 - 4S / cm, 酸、堿、鹽液的電導率在10 - 4 ~ 10- 1S / cm之間, 使用不存在問題, 低（dī）度蒸餾水為10- 5S / cm 也不存在問題。明礬流量計不能測量電導率很低的液體。不能測量氣（qì）體、蒸汽和含有（yǒu）較多較大氣泡的液體。從資料上查到有些純液或水溶（róng）液電導率較低（dī）, 認為不能使用, 然而（ér）實際工作中會遇到因含（hán）有（yǒu）雜（zá）質而能使用的實例, 這類（lèi）雜質對增加（jiā）電導率有利。對於（yú）水溶液, 資料中的電導率是用純水配比在得（dé）的要高, 也有利於流量測量。
五、安裝時注意事項及技巧
1. 明礬流量（liàng）計安裝前, 必須核實明礬（fán）流量計測量（liàng）範圍、口徑、耐溫、耐壓等數值是（shì）否與（yǔ）所安裝的管道及流體（tǐ）情況相符, 特別注意（yì）變送（sòng）器的耐壓密封性, 當不能確認變送器是否進行過耐壓密封試（shì）驗時, 應對變（biàn）送器進行該項試驗。對變（biàn）送器進行鉻（gè）*壓力的1. 25 ~ 1. 5 倍的壓力5分鍾, 若無泄漏則認為合格。
2. 變送（sòng）器可（kě）裝在垂直（zhí）或水平管道上, 但應避免安裝在管道內呈負壓或可能有相分離（lí）的地方。當工藝管道內徑與變送器管道內徑不完全相同時, 允許在變送器的兩端安裝圓錐角不大於15 的漸擴或漸縮管（guǎn）。為了變送器的安（ān）全（quán）, 可在緊靠變送器的管道上增加支撐。
3. 安裝時（shí）應根據變送器的口徑、重量和（hé）尺寸選擇合適（shì）的吊裝調設備。吊裝變送器（qì）的繩鏈應連接合理, 注意吊裝用具不要磨、碰變（biàn）送器襯裏, 不可任（rèn）意選擇承吊（diào）點。禁止用手直接抓住表頭搬運（yùn）。
4. 為便於在現場校正儀表零點和檢查變送器的幹擾大小（xiǎo）, 並（bìng）便於檢修, 變送器兩端應裝閥門並有旁路。
5. 變送器和轉換器安裝地點應避免有較強的交、直流（liú）磁場; 或有劇烈（liè）的振動。
6. 變送器外殼與金屬管道兩端應有（yǒu）良好（hǎo）的接觸並接地; 不（bú）能用法蘭代（dài）替連線, 必須使用專用金屬導線連接, 以保證穩定測量。
7. 轉換器（qì）應盡（jìn）可（kě）能靠（kào）近變送器安裝, 為避免信號幹擾, 變送器與轉換器之（zhī）間的信號必須（xū）用屏蔽導線傳輸。
8. 當流量計為傾斜或垂直安裝, 流向應自下而上。流體流動方向應與流量計標誌的方向一致。
9. 安裝的管道, 要保證測量（liàng）管道內始終充滿被測介質, 防止空管。流量計不（bú）要安裝在有負（fù）壓的管道段, 以防止襯裏材料脫落（luò）。
六、注意信號傳輸電纜長度變送（sòng）哭與轉（zhuǎn）換器（qì）之間的連接
電纜愈短愈好。但有（yǒu）些現（xiàn）場受安裝環境位置的限製, 轉換器（qì）與變送器的距離較遠, 這時要考慮連接電纜的*大長度問題。實際使用中, 當被測流體（tǐ）的電導率是在一定的範圍之間,因此就決定了電*與轉換（huàn）器之間電（diàn）纜的*大長度。當電纜長度超過*大長度（dù）時, 由電纜分布電（diàn）容引起的負載效應就成（chéng）了問題。為防止這種情況發（fā）生, 使用雙芯兩層屏（píng）蔽電纜, 由轉換器提（tí）供（gòng）低阻抗電壓源（yuán）使內側（cè）屏蔽與芯（xīn）線得到相同的電壓, 以形成屏蔽（bì）, 即（jí）使芯線與屏蔽之間有分布電容存在, 但芯線與屏蔽（bì）是同電位, 則（zé）兩者之間就無電流通過, 也無電纜（lǎn）的負載效應存在, 因此可延長信號電纜*大長度。另外, 還（hái）可用特殊信（xìn）號傳輸電纜延長轉換器與變送器之間的*大長度。
七、故障診斷及排除方法
在正常工作條件下, 明礬流量計很少發生故障。但儀表或管（guǎn）道安裝不當會（huì）引起流量計（jì）故障, 此時應*先檢查（chá）流量計外部情況有否損傷,電纜連（lián）接是否完好, 電網電壓是否正常, 管道是否泄漏或處於非滿管狀態, 傳感器勵（lì）磁線圈與外殼之間的絕緣是否良好等等, 切勿盲目拆修流量計。明礬流量計的*常見故障是變（biàn）送器導管連接部分泄漏。如發現法蘭一側有泄漏, 則可將對應的另一側法（fǎ）蘭螺栓每次鬆半扣, 同時相應（yīng）地上緊泄漏側法蘭螺栓（shuān）。直至不漏（lòu）為止（zhǐ）。如襯裏損（sǔn）壞, 則應拆下進行相（xiàng）應修理（lǐ）。
明礬流（liú）量計不受溫（wēn）度、壓力、粘度等外界因素的影響, 汙（wū）水具有流量（liàng）變化大、含雜質、腐蝕性小、有（yǒu）一定的導電能力等特性, 測量汙水（shuǐ）的流（liú）量, 明礬流（liú）量計（jì）是一個很好的選擇。它結構緊湊、體積（jī）小。安裝、操作、維護方便, 測量係統采用智能化設計, 整體密封加強, 能（néng）在較惡劣的環境下正常工作。水和（hé）汙水行業, 明礬流量計尤其是（shì）大口徑明礬流（liú）量計具有很（hěn）大優勢, 得到了（le）非（fēi）常普遍的（de）應用。