電（diàn）磁流量計在燒堿中的應（yīng）用

氯堿燒堿生（shēng）產過（guò）程中的液體介質（zhì）多為腐蝕性較強電解質，如鹽水、鹽酸、燒堿、次（cì）氯酸鈉等；這種強腐蝕性生產工（gōng）藝環境及電（diàn）磁（cí）流量計抗腐蝕（shí）方麵的優點，決定了電磁流量計在氯堿燒堿工序中（zhōng）正（zhèng）被廣（guǎng）泛（fàn）地應用。為實現流量的準確、可靠測量，節約投資成本，電磁流量計的正（zhèng）確選型顯（xiǎn）得尤為重要。下麵，作（zuò）者就氯堿燒堿生產過（guò）程中電磁流（liú）量計設計選型（xíng）及應用方麵的體會（huì）和經驗作些總結。

 

二、電磁流量計的工作原理

電磁流量（liàng）計的測（cè）量原理（lǐ）是基於法拉*電磁感應定律：即導體介質在磁場介（jiè）質（zhì）中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電（diàn）動勢。如圖1所示，導電介質（zhì）在垂直於（yú）磁場的非磁性測量管內流（liú）動，與流動方（fāng）向垂直的方向上產生與流量成比例的感（gǎn）應電勢（shì），電（diàn）動勢的方（fāng）向按“弗（fú）來（lái）明（míng）右手規則”，其感應電勢E為：E=KBVD式中：E---感（gǎn）應電動勢（與流速成正比）；K---比例（lì）常數；B---磁場強度（線圈（quān）電感（gǎn））；V---測量管內介（jiè）質的平（píng）均流速；D---電*間距（測量管的內徑）

測量流量時，其感應電勢通過二（èr）個與（yǔ）介質直接接觸的測量電*檢測（cè）出來，並通過電纜（lǎn）送（sòng）至轉換器進行智能化處（chù）理，然後（hòu）在LCD上顯示或轉換成標準信號（hào）4～20mA和0～1kHz輸出。

 

圖一 電磁流量計工作原理圖

 

三、流量（liàng）計口徑的確定

電磁流量（liàng）計能夠測（cè）量較寬流量(流速)範圍的流體，通常為（wéi）流速0.3～10.0m/s；流量計的口徑一般（bān）等於工（gōng）藝管道口（kǒu）徑，亦可小於（yú）或大於工藝管道口徑。流量計口徑（jìng）的確（què）定主要是根據工藝上的體積流量，結合工藝管道的尺寸（cùn），兼顧測量準確（què）性、經濟性和耐用性方（fāng）麵考慮，選擇合適的（de）流量計口徑，使通過（guò）傳感器的流體平（píng）均流速在合（hé）適的範（fàn）圍內，推（tuī）薦使用的流（liú）速範圍一般為1.0～5.0m/s。在這（zhè）個範圍內，流量計測量精度高、線性好、壓損小，介質對流量計襯裏和電*的磨損也相對較（jiào）小些。此外，對於（yú）含有固體懸（xuán）浮顆粒的流體介質，推薦使用的流速範（fàn）圍為（wéi）1.0～3.0m/s，這樣有助（zhù）於避免流速過高造（zào）成固體懸浮顆粒對流量計襯裏和電*的過快磨損，延長使用壽（shòu）命（mìng），如鹽泥流量；而對於易結晶、黏度稍大或有沉積物的流體介質，可適當（dāng）地提（tí）高流速，推（tuī）薦使用的流速範圍（wéi）為3.0～5.0m/s，這樣有助於測量電*的自清潔、防止電*粘附，如50%燒堿流量。

流速、流量（liàng）與口徑三者關係如下式：V=354Q/D2

式中：V---流速，m/s；Q---流量，m3/h；D---口徑，mm。

例如（rú），在燒堿電解工序中，進（jìn）電解（jiě）槽（cáo）的鹽水流量（liàng）計量程為0～50m3/h，工藝管道口徑為DN100；當電磁流（liú）量計的口徑分（fèn）別選擇DN100和DN80時，根據上（shàng）述公式計算，鹽水的流速分別為1.77m/s和2.76m/s；計（jì）算結果均在推薦使用的流速範圍，但從經濟（jì）性方麵（miàn）考慮，選擇DN80口徑的流量計要比選擇DN100口徑的流量計可節（jiē）約1/4～1/5的（de）投（tóu）資成本，此時，應該選用DN80口徑的流量（liàng）計。

 

四、流量（liàng）計測量電*、襯裏材料的選型及應用<

1、測量電*材料的選型及應用

電磁流量計的測量電*是與工藝（yì）介質直接接觸的較少金（jīn）屬材（cái）料（liào），其作用是與導線連接將測量管中產（chǎn）生的微弱感應電（diàn）動勢傳（chuán）輸到轉換器中的檢測單元。由於電磁流量計的電*部分處於工作磁場中，為防止磁力線在電*上集中，電*材料必須使用非導（dǎo）磁的金屬材料；並根據工況介質對金（jīn）屬材（cái）料的腐蝕速率（mm/a，即每年被腐蝕掉的金屬厚度（dù））來確定不同的工（gōng）況介質（zhì）選（xuǎn）擇（zé）不同的金屬材（cái）料（liào）。下麵（miàn）通過圖表一的方（fāng）式（shì）介紹在氯（lǜ）堿燒堿工序（xù）中常用的幾（jǐ）種電*材料及其使用範圍（wéi）。

 

2、測量管襯裏材（cái）料的（de）選型及應用（yòng）

電磁流量計正常工作的基本條件之一，是測量管內壁（bì）除（chú）電（diàn）*處外（wài），其它地方的法向電流為零。為滿足（zú）這一條件（jiàn），好簡單的方法是將導電的金屬測量管內壁和法蘭端麵襯以（yǐ）絕緣襯裏。通俗地講，用絕緣襯裏的目的是防止（zhǐ）感應信號電（diàn）壓被金屬管（guǎn）短路，可見絕緣襯裏在電磁流量計應用中的作用十分重要。由於被測導電（diàn）介質的流體種（zhǒng）類繁多，它們的（de）物理化學特性（xìng）也不盡相同，不可能用一種絕緣材料的襯裏來滿足所有應用電磁（cí）流量計的（de）測量流體介質的（de）物理化學特性（xìng）要求；因此，在襯（chèn）裏材料的選型上，應重點考（kǎo）慮測（cè）量介質對襯裏的耐溫度、熱衝擊、高壓、負壓、磨損、腐蝕、粘結、附著等方麵的要求。下麵通過圖表二的方式介紹常見的電磁流（liú）量計測量管襯裏材料的主要（yào）性能特點及適用範圍。