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制漿造紙行業電磁流量計設計選型 
發布時間:2018-07-16

1.概述
   在紙漿造紙生產過程中,紙漿流量的測量起著重要的作用。例如,調節進紙機(或紙板機)的紙漿流量,就保證了紙機生產的穩定。
  目前工業中所用的流量儀表大致可分為三大類:速度式流量儀表、容積式流量儀表、質量式流量儀表機械漿、化學漿或損紙漿都是水懸浮液,其纖維濃度可在0.5~12%范圍內波動。然而,上述懸浮液的流量是在纖維濃度不大于5%時來測量的。當紙漿流速小時,纖維發生沉淀結塊。這種紙漿特性在選擇流量測量儀表的結構時應當考慮。為了測量紙漿流量,可采用變壓降式流量計、容積式流量計、電磁流量計
  制漿造紙生產中所用的大量液體,其中包括所有的紙漿懸浮液都有大于10微姆/厘米的電導率。這就可以用電磁流量計來測量流量。這種流量計沒有使管道公稱直徑縮小的部件或者可能被纖維所堵塞的部件,這一點在測量紙漿流量或者污穢液體時特別重要因此,近年來測量紙漿流量的電磁方法得到了廣泛的應用。
2.電磁流量計的測量原理
  由電磁感應定律可以知道,導體在磁場中切割磁力線運動將產生感應電勢,感應電勢的大小與磁場的感應強度、導體在磁場中的長度及運動速度成比例。其感應電勢大小可按下式計算
UE=BDV·10-8       (1.1)
式中UE——感應電勢,V;
B——磁感應強度,高斯;
D——管道直徑,即導體垂直切割磁力線的長度,cm;
v——垂直于磁力線方向的流體速度.Cm/s。

  應強度B不變時,K就是一個常數。這時感應電勢則與體積流量具有線性關系4得感應電勢,就可確定流量。
3.電磁流量計的設計選型
  電磁流量計由變送器及轉換器組成。變送器將被測流體的流量轉換為相應的感應電勢,轉換器將變送器輸出的感應電勢信號放大并轉換成標準信號(010mA或420mA)或標準電壓信號(0一5V或15V)。
3.1電磁流量計的結構形式
  根據結構形式,電磁流量計一般可分為一體式和分體式。一體式電磁流量計安裝簡單、方便,使其適用于高溫、水浸等惡劣環境。
3.2電磁流量計的性能價格比
  首先應對比被測介質的物理特性考察電磁流量計的電導率要求。電磁流量計要求被測介質為導電性液體,導電率一般應>5S/cm。對于水,有的要求水的導電率>20S/cm。
其次,電磁流量計的測量精度應滿足生產及控制要求。在制漿造紙生產過程中,各種漿液測量的電磁流量計的精度應高于其它介質的測量精度。
3.3電磁流量計口徑的選擇
a.選擇傳感器的口徑與連接的工藝管道口徑相同。
  這種選擇安裝方便,不要異徑管。但它的前提是管內流體的流速應在0.3m/s.12m/s范圍。適用于新工程剛上馬,流速處于較低的狀態,當后期工程上去后,管內流速就處于較高狀況,只要在現場更改儀表的量程,不需要更換儀表
b.選用傳感器的口徑與連接工藝管道口徑不相同
這種選擇適用以下幾種情況:
(1)管道內的流速偏低,工藝流量又較穩定,為滿足儀表對流速范圍的要求,在儀表部分提高流速,選擇傳感器口徑小于工藝管道口徑,在傳感器的前后fr加接異管。
(2)從價格上考慮,對于大口徑電磁流量計,口徑越大,價格越高。對管道內流速偏低,工藝參數穩定的情況,可選用口徑較小的傳感器,這不僅可使儀表運行在較好的各種狀態下,還可降低儀表的投資費用。
異徑管的中心錐角不大于l5。,越小越好。
加裝異徑管會產生壓力損失。
3.4電極形式的選擇
  一般來說,不產生結晶、結疤、不玷污電極的介質可用標準電極,否則用刮刀式電極來清垢:對測污泥的場合,可選用可更換式電極。
3.5電極材料的選擇
  電磁流量計的電極必須由非導磁的導電材料制成.通常采用的材料是不銹鋼和哈氏合金,也有用鉑、黃金或不銹鋼鍍鉑制成。由于電極需要直接與被測流體接觸,應根據被測介質的腐蝕性選定電極材料。哈氏臺金能耐弱酸堿腐蝕廣泛應用于造紙行業。
3.6襯里材料的選擇
  應根據被測介質的腐蝕性、磨損性及溫度來選擇。硬、軟橡膠及氯丁橡膠可耐一般的弱酸、堿腐蝕,耐溫65"C。軟氯丁橡膠有耐磨性,聚四氟乙烯幾乎能耐熱磷酸以外的所有強酸、堿腐蝕,介質溫度可達180~C,但不耐磨損。聚氨酯橡膠有較好的磨損性,但不耐酸、堿腐蝕,耐溫性也差,介質溫度小于40℃。
3.7防護等級的選擇
  防護等級應根據工作環境及儀表實際的條件選定。若儀表在地面以下的,經常受水淹的,宜選用IP68;若儀表安裝在地面以上的,可選用IP65。
3.8接地環的選擇
  若連接儀表的管道是(相對于被測介質)絕緣性的,則要用接地環,可用普通型.它的材質應與被測介質的腐蝕性相適應。
若被測介質是磨損性的,則宜選用帶頸接地環,以保護進、出口端的襯罩,延長使用壽命。
3.9電磁流量轉換器
  電磁流量轉換器與傳感器相互配合,實現流量信號的轉換。轉換器應能滿足傳感器的要求,當傳感器內阻高時,轉換器有較高的輸入阻抗與之相匹配;傳感器輸出的感應電勢信號很弱,而且伴有各種干擾信號,轉換器除放大感應電勢外,還需消除干擾信號,保證儀表正常工作;傳感器的磁場強度不變,轉換器提供給傳感器的工作電源應是穩定電源。電磁流量轉換器最好采用微處理機型的轉換器,用它來控制勵磁電壓,按被測流體性質選擇勵磁方式和頻率,可以排除同相干擾和正交干擾。
3.1l電纜的敷設
  信號電纜和勵磁電纜必須嚴格分開,不能敷設在同一根管子內或平行敷最更不能絞合在一起。不要將多余的電纜纏繞在一起。
  信號電纜和勵磁電纜要求單獨穿在鋼管內,這樣既可以屏蔽外界擾又安全不受任何機件壓傷、碰斷。希望信號與勵磁電纜盡可能短。
4.珠海XX項目電磁流量計選型設計
  珠海XX項目是一條完整的涂布白卡紙和液體食品包裝紙工程。生產過程和產品質量對自動控制水平有較高的要求。制漿造紙聯合廠房采用美國霍尼韋爾一美杰公司TPSALC0NT集散控制系統(DCS)、質量控制系統(QCS)和橫向控制系統(cD)。與控制系統相配套的現場儀表的檔次要求高。
流量測量儀表選型設計方案如下:
  蒸汽、冷凝水流量采用差壓式流量計和標準節流裝置:重油流量測量采用質量流量計;各種漿液、白水、廢水、清水、輔料、涂料等流體流量測量采用電磁流量計。
例一:測量進配漿池NBKP漿流量。介質:NBKP漿濃度3.7%溫度50℃流量范圍0~35i/s工藝管徑DN100。工藝管道采用不銹鋼管道。
電磁流量計選型:
(1)采用分體式電磁流量計,傳感器型號10DX31ll測量精度為0.4%;信號轉換器型號50XM2000。
(2)對照流量列線圖,傳感器口徑為DN100。不縮徑,減少壓損。
(3)電極結構采用標準電極。
(4)電極材料為哈氏C.4標準PTFE/DFA。
(5)襯里材料為PTFE。
(6)防護等級IP67。
(7)管道連接型式法蘭連接,材質不銹鋼1.4571(316Ti)
(8)電源頻率50HZ,激磁頻率121/4HZ。
例二:測量水流量。介質:水溫度20"C流量范圍0~20001/min工藝管徑DN250
電磁流量計選型:
(1)采用分體式電磁流量計,傳感器型號10D.X41ll測量精度為0.5%號轉換器型號50XE4100。
(2)對照流量列線圖,傳感器口徑為DN250。不縮徑,減少壓損。
(3)電極結構采用標準電極。
(4)電極材料為不銹鋼1.4751
(5)襯里材料為PTFE
(6)防護等級IP67。
(7)管道連接型式法蘭連接,材質不銹鋼14571(316Ti)。
(8)電源頻率50HZ,激磁頻率61/4HZ
5.電磁流量計的特點
  電磁流量計應用法拉第電磁感應定律實現對導電流體的流量測量,電磁流量計的優點可歸納如下:
(1)電磁流量計可廣泛用于測量各種工業導電液體或漿液。特別適用于各種強酸、強堿及_鹽類的腐蝕型液體介質,計量這些介質的連續流量或脈動流量弛可用來測量各種污穢、懸浮顆粒的液體或大管徑流量。電磁流量計這些獨特用途是其它一些流量計不具備的。
(2)電磁流量計變送器內徑與被測流體管道內徑完全相同,無阻力元件,不會對體造成壓力損失,這一優點也是阻力測量元件的流量儀表不具備的。
(3)電磁流量變送器的輸出信號與被測流體的體積流量呈線性關系這一特點同渦街流量計一樣,量程變換容易,測量范圍大,電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m,流速從0.3m/s到10m/s。
(4)電磁流量計測量被測液體工作狀態下的體積流量,測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。
(5)電磁流量計反應迅速,可以測量脈動流量。
電磁流量計的缺點可歸納下列幾個方面:
(1)電磁流量計的應用有一定的局限性,它只能測量導電介質的液體流量,不能測量非導電介質的流量。
(2)電磁流量計是通過測量導電液體的速度確定工作狀態下的體積流量。按照計量要求,對于液態介質,應測量質量流量,測量質量流量應涉及到流體的密度,不同流量介質具有不同的密度,而且隨溫度變化。如果電磁流量轉換器不考慮流體密度僅給出常溫狀態下的體積流量是不臺適的。隨著微處理機的應用,電磁流量轉換器智能化后,應增強運算功能,引入不同流體介質的密度信號并進行計算,得到質量流量。
(3)電磁流量計的安裝與調試比其它流量計復雜,且要求更嚴格。變送器和轉換器必須配套使用,兩者之間不能用兩種型號的儀表配用。在安裝變送器時,從安裝地點的選擇到具體的安裝調試,必須嚴格按產品說明書要求進行。安裝地點不能有振動,不能有強電磁場。在安裝時必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接觸及良好的接地。變送器的電位以被測流體電位為基礎,要求被測流體電位穩定,使變送器與被測流體等電位。在使用時,必須排盡測量管中存留的氣體,否則會造成測量誤差。
(4)電磁流量計用來測量帶有污垢的粘性流體時,粘性物或沉淀物附著在測量管內壁或電極上.使變送器輸出電勢變化,帶來測量誤差,電極上污垢物達到一定厚度,可能導致儀表無法測量,因此在使用中應注意對污垢物或沉淀物的沖洗,保持電極清潔,盡可能減少儀表測量誤差。
使用電磁流量計應注意的問題:
(1)變送器的安裝位置,要選擇在任何時候測量導管內部都能充滿液體以防止由于量導管內沒有液體而指針不在零點所引起的錯覺最好是垂直1安裝,便減少由于液體流過在電極上出現氣泡造成誤差。
(2)電磁流量計的信號比較微弱,在滿量程時只有2.5~8mV,流量很小時,輸出僅有幾微伏,外界咯有干擾就能影響測量的精度。因此,變送器外殼、屏蔽線、測量導管,以及變送器兩端的管道都要接地。并且要求單獨設置接地點,絕對不要連接在電機、電器等的地線或上下水道上。轉換部分已通過電纜線接地,且勿再行接地,以免因地電位的不同而引入干擾。
(3)變送器的安裝和地點要遠離一切磁場(例如大功率電機、變壓器等)不能有振動。
(4)變送器和和二次儀表使用電源中的同一相線,否則由于檢測信號和反饋信號相關120。,使儀表不能正常工作。

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