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制浆造纸行业电磁流量计设计选型 
发布时间:2018-07-16

1.概述
   在纸浆造纸生产过程中,纸浆流量的测量起着重要的作用。例如,调节进纸机(或纸板机)的纸浆流量,就保证了纸机生产的稳定。
  目前工业中所用的流量仪表大致可分为三大类:速度式流量仪表、容积式流量仪表、质量式流量仪表机械浆、化学浆或损纸浆都是水悬浮液,其纤维浓度可在0.5~12%范围内波动。然而,上述悬浮液的流量是在纤维浓度不大于5%时来测量的。当纸浆流速小时,纤维发生沉淀结块。这种纸浆特性在选择流量测量仪表的结构时应当考虑。为了测量纸浆流量,可采用变压降式流量计、容积式流量计、电磁流量计
  制浆造纸生产中所用的大量液体,其中包括所有的纸浆悬浮液都有大于10微姆/厘米的电导率。这就可以用电磁流量计来测量流量。这种流量计没有使管道公称直径缩小的部件或者可能被纤维所堵塞的部件,这一点在测量纸浆流量或者污秽液体时特别重要因此,近年来测量纸浆流量的电磁方法得到了广泛的应用。
2.电磁流量计的测量原理
  由电磁感应定律可以知道,导体在磁场中切割磁力线运动将产生感应电势,感应电势的大小与磁场的感应强度、导体在磁场中的长度及运动速度成比例。其感应电势大小可按下式计算
UE=BDV·10-8       (1.1)
式中UE——感应电势,V;
B——磁感应强度,高斯;
D——管道直径,即导体垂直切割磁力线的长度,cm;
v——垂直于磁力线方向的流体速度.Cm/s。

  应强度B不变时,K就是一个常数。这时感应电势则与体积流量具有线性关系4得感应电势,就可确定流量。
3.电磁流量计的设计选型
  电磁流量计由变送器及转换器组成。变送器将被测流体的流量转换为相应的感应电势,转换器将变送器输出的感应电势信号放大并转换成标准信号(010mA或420mA)或标准电压信号(0一5V或15V)。
3.1电磁流量计的结构形式
  根据结构形式,电磁流量计一般可分为一体式和分体式。一体式电磁流量计安装简单、方便,使其适用于高温、水浸等恶劣环境。
3.2电磁流量计的性能价格比
  首先应对比被测介质的物理特性考察电磁流量计的电导率要求。电磁流量计要求被测介质为导电性液体,导电率一般应>5S/cm。对于水,有的要求水的导电率>20S/cm。
其次,电磁流量计的测量精度应满足生产及控制要求。在制浆造纸生产过程中,各种浆液测量的电磁流量计的精度应高于其它介质的测量精度。
3.3电磁流量计口径的选择
a.选择传感器的口径与连接的工艺管道口径相同。
  这种选择安装方便,不要异径管。但它的前提是管内流体的流速应在0.3m/s.12m/s范围。适用于新工程刚上马,流速处于较低的状态,当后期工程上去后,管内流速就处于较高状况,只要在现场更改仪表的量程,不需要更换仪表
b.选用传感器的口径与连接工艺管道口径不相同
这种选择适用以下几种情况:
(1)管道内的流速偏低,工艺流量又较稳定,为满足仪表对流速范围的要求,在仪表部分提高流速,选择传感器口径小于工艺管道口径,在传感器的前后fr加接异管。
(2)从价格上考虑,对于大口径电磁流量计,口径越大,价格越高。对管道内流速偏低,工艺参数稳定的情况,可选用口径较小的传感器,这不仅可使仪表运行在较好的各种状态下,还可降低仪表的投资费用。
异径管的中心锥角不大于l5。,越小越好。
加装异径管会产生压力损失。
3.4电极形式的选择
  一般来说,不产生结晶、结疤、不玷污电极的介质可用标准电极,否则用刮刀式电极来清垢:对测污泥的场合,可选用可更换式电极。
3.5电极材料的选择
  电磁流量计的电极必须由非导磁的导电材料制成.通常采用的材料是不锈钢和哈氏合金,也有用铂、黄金或不锈钢镀铂制成。由于电极需要直接与被测流体接触,应根据被测介质的腐蚀性选定电极材料。哈氏台金能耐弱酸碱腐蚀广泛应用于造纸行业。
3.6衬里材料的选择
  应根据被测介质的腐蚀性、磨损性及温度来选择。硬、软橡胶及氯丁橡胶可耐一般的弱酸、碱腐蚀,耐温65"C。软氯丁橡胶有耐磨性,聚四氟乙烯几乎能耐热磷酸以外的所有强酸、碱腐蚀,介质温度可达180~C,但不耐磨损。聚氨酯橡胶有较好的磨损性,但不耐酸、碱腐蚀,耐温性也差,介质温度小于40℃。
3.7防护等级的选择
  防护等级应根据工作环境及仪表实际的条件选定。若仪表在地面以下的,经常受水淹的,宜选用IP68;若仪表安装在地面以上的,可选用IP65。
3.8接地环的选择
  若连接仪表的管道是(相对于被测介质)绝缘性的,则要用接地环,可用普通型.它的材质应与被测介质的腐蚀性相适应。
若被测介质是磨损性的,则宜选用带颈接地环,以保护进、出口端的衬罩,延长使用寿命。
3.9电磁流量转换器
  电磁流量转换器与传感器相互配合,实现流量信号的转换。转换器应能满足传感器的要求,当传感器内阻高时,转换器有较高的输入阻抗与之相匹配;传感器输出的感应电势信号很弱,而且伴有各种干扰信号,转换器除放大感应电势外,还需消除干扰信号,保证仪表正常工作;传感器的磁场强度不变,转换器提供给传感器的工作电源应是稳定电源。电磁流量转换器最好采用微处理机型的转换器,用它来控制励磁电压,按被测流体性质选择励磁方式和频率,可以排除同相干扰和正交干扰。
3.1l电缆的敷设
  信号电缆和励磁电缆必须严格分开,不能敷设在同一根管子内或平行敷最更不能绞合在一起。不要将多余的电缆缠绕在一起。
  信号电缆和励磁电缆要求单独穿在钢管内,这样既可以屏蔽外界扰又安全不受任何机件压伤、碰断。希望信号与励磁电缆尽可能短。
4.珠海XX项目电磁流量计选型设计
  珠海XX项目是一条完整的涂布白卡纸和液体食品包装纸工程。生产过程和产品质量对自动控制水平有较高的要求。制浆造纸联合厂房采用美国霍尼韦尔一美杰公司TPSALC0NT集散控制系统(DCS)、质量控制系统(QCS)和横向控制系统(cD)。与控制系统相配套的现场仪表的档次要求高。
流量测量仪表选型设计方案如下:
  蒸汽、冷凝水流量采用差压式流量计和标准节流装置:重油流量测量采用质量流量计;各种浆液、白水、废水、清水、辅料、涂料等流体流量测量采用电磁流量计。
例一:测量进配浆池NBKP浆流量。介质:NBKP浆浓度3.7%温度50℃流量范围0~35i/s工艺管径DN100。工艺管道采用不锈钢管道。
电磁流量计选型:
(1)采用分体式电磁流量计,传感器型号10DX31ll测量精度为0.4%;信号转换器型号50XM2000。
(2)对照流量列线图,传感器口径为DN100。不缩径,减少压损。
(3)电极结构采用标准电极。
(4)电极材料为哈氏C.4标准PTFE/DFA。
(5)衬里材料为PTFE。
(6)防护等级IP67。
(7)管道连接型式法兰连接,材质不锈钢1.4571(316Ti)
(8)电源频率50HZ,激磁频率121/4HZ。
例二:测量水流量。介质:水温度20"C流量范围0~20001/min工艺管径DN250
电磁流量计选型:
(1)采用分体式电磁流量计,传感器型号10D.X41ll测量精度为0.5%号转换器型号50XE4100。
(2)对照流量列线图,传感器口径为DN250。不缩径,减少压损。
(3)电极结构采用标准电极。
(4)电极材料为不锈钢1.4751
(5)衬里材料为PTFE
(6)防护等级IP67。
(7)管道连接型式法兰连接,材质不锈钢14571(316Ti)。
(8)电源频率50HZ,激磁频率61/4HZ
5.电磁流量计的特点
  电磁流量计应用法拉第电磁感应定律实现对导电流体的流量测量,电磁流量计的优点可归纳如下:
(1)电磁流量计可广泛用于测量各种工业导电液体或浆液。特别适用于各种强酸、强碱及_盐类的腐蚀型液体介质,计量这些介质的连续流量或脉动流量弛可用来测量各种污秽、悬浮颗粒的液体或大管径流量。电磁流量计这些独特用途是其它一些流量计不具备的。
(2)电磁流量计变送器内径与被测流体管道内径完全相同,无阻力元件,不会对体造成压力损失,这一优点也是阻力测量元件的流量仪表不具备的。
(3)电磁流量变送器的输出信号与被测流体的体积流量呈线性关系这一特点同涡街流量计一样,量程变换容易,测量范围大,电磁流量变送器的口径从2.5mm到2.6m,流速从0.3m/s到10m/s。
(4)电磁流量计测量被测液体工作状态下的体积流量,测量原理中不涉及流体的温度、压力、密度和粘度的影响。
(5)电磁流量计反应迅速,可以测量脉动流量。
电磁流量计的缺点可归纳下列几个方面:
(1)电磁流量计的应用有一定的局限性,它只能测量导电介质的液体流量,不能测量非导电介质的流量。
(2)电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按照计量要求,对于液态介质,应测量质量流量,测量质量流量应涉及到流体的密度,不同流量介质具有不同的密度,而且随温度变化。如果电磁流量转换器不考虑流体密度仅给出常温状态下的体积流量是不台适的。随着微处理机的应用,电磁流量转换器智能化后,应增强运算功能,引入不同流体介质的密度信号并进行计算,得到质量流量。
(3)电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂,且要求更严格。变送器和转换器必须配套使用,两者之间不能用两种型号的仪表配用。在安装变送器时,从安装地点的选择到具体的安装调试,必须严格按产品说明书要求进行。安装地点不能有振动,不能有强电磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接触及良好的接地。变送器的电位以被测流体电位为基础,要求被测流体电位稳定,使变送器与被测流体等电位。在使用时,必须排尽测量管中存留的气体,否则会造成测量误差。
(4)电磁流量计用来测量带有污垢的粘性流体时,粘性物或沉淀物附着在测量管内壁或电极上.使变送器输出电势变化,带来测量误差,电极上污垢物达到一定厚度,可能导致仪表无法测量,因此在使用中应注意对污垢物或沉淀物的冲洗,保持电极清洁,尽可能减少仪表测量误差。
使用电磁流量计应注意的问题:
(1)变送器的安装位置,要选择在任何时候测量导管内部都能充满液体以防止由于量导管内没有液体而指针不在零点所引起的错觉最好是垂直1安装,便减少由于液体流过在电极上出现气泡造成误差。
(2)电磁流量计的信号比较微弱,在满量程时只有2.5~8mV,流量很小时,输出仅有几微伏,外界咯有干扰就能影响测量的精度。因此,变送器外壳、屏蔽线、测量导管,以及变送器两端的管道都要接地。并且要求单独设置接地点,绝对不要连接在电机、电器等的地线或上下水道上。转换部分已通过电缆线接地,且勿再行接地,以免因地电位的不同而引入干扰。
(3)变送器的安装和地点要远离一切磁场(例如大功率电机、变压器等)不能有振动。
(4)变送器和和二次仪表使用电源中的同一相线,否则由于检测信号和反馈信号相关120。,使仪表不能正常工作。

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