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电磁流量计在硝酸磷肥装置中应用
发布时间:2015-04-27

一、电磁流量计的工作原理、分类及特点
1、电磁流量计的工作原理
    电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。如图1所示,导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动,与流动垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势, 电动势的方向按弗来明右手规则,其值如下式:

液体的体积流量(qv)为:

    电磁流量计由流量传感器和转换器两部分组成。传感器典型结构示意如图2,测量管上下装有激磁线圈,通激磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电势,送到转换器。激磁电流则由转换器提供。
电磁流量计传感器结构图
2、电磁流量计的类型
电磁流量计分类如下:
1)按激磁电流方式划分,有直流激磁、交流(工频或其他频率)激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁。
2)按输出信号连线和激磁(或电源)连线的制式分类,有四线制和二线制。
3)按转换器与传感器组装方式分类,有分离(体)型和一体型。
4)按流量传感器与管道连接方法分类,有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。
5)按用途分类,有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和潜水型等。
二、电磁流量计的选用
电磁流量计选择时主要应依据以下原则:
1)根据一体型和分离(体)型电磁流量计的特点,选择合适的类型。一体型电磁流量计安装及电缆敷设方便,但精度较低,适用于测量精度要求不是很高的场合;分离(体)型电磁流量计,精度较高,但安装、电缆敷设要求较严格,适宜于测量精度要求较高的场合,或测量管道位于地面以下或半空中的测量场合(将传感器安装于测量管道,转换器安装于地面或便于维护的场所)。由于硝酸磷肥装置工艺对大多数流量计精度的要求不是很高,故技改或新增的电磁流量计大多选用一体型电磁流量计,用于计量核算的2台电磁流量计选用分离型电磁流量计。
2)选用合适的电极形式。对于不存在结晶、不粘污电极的洁净介质,选用标准电极,如硝酸溶液、工艺冷凝液等;对于测量含结晶物或黏稠料浆场合,因电极可能沾染异物,甚至可能被磨损,故选用可调换式电极,以便电极的拆卸、清洗或更换,如复肥料浆、母液及硝铵溶液等。
3)根据被测量介质的腐蚀性选择电极材料。硝酸磷肥装置液体介质大多为硝酸溶液或含硝酸的酸性介质,电极材料一般均选用不锈钢或哈氏合金C(HC);但由于结晶工序进入硝酸钙过滤工序的结晶熔融液中含有大量酸不溶物,为耐磨损,故其电磁流量计电极材料选用铂-氧化铝陶瓷。
4)根据被测量介质的腐蚀性、磨损性及温度来选择衬里材料。硝酸磷肥装置液体介质为<200°C的酸性液体或料浆,故一般选用聚四氟乙烯衬里;结晶工序进入硝酸钙过滤工序的结晶熔融液中因含有大量酸不溶物,为耐磨损,故选用陶瓷衬里。
5)根据被测介质的高压力选择电磁流量计的公称压力。硝酸磷肥装置改造所使用的电磁流量计公称压力均选为4MPa。
3 电磁流量计应用中的注意事项
1)被测介质的电导率应大于电磁流量计所要求的小电导率。
2)电磁流量计可以垂直、水平或倾斜安装,但必须保证流体能够充满管道;水平或倾斜安装时,要求两电极的中心轴线处于水平状态。
3)要合理选择被测介质的流速和测量范围。介质流速应在1~10m/s的范围内,常用流量应在测量范围的20%~100%范围内。这样才能保证其测量精度为测量值的±1.0%(或±0.5%)。
4)电磁流量计不能用于测量负压管道的流体流量,以防电磁流量计衬里脱落。
5)注意流量计要求的环境温度。如果现场条件不能满足电磁流量计的环境温度要求,应对其转换器进行保温或隔热处理。
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