針對(duì)產(chǎn)氯堿10萬t的大型化工企業(yè)生產(chǎn)過程中的分析,化工廠長(zhǎng)期以來一直采用槽位計(jì)算法來進(jìn)行淡、濃堿產(chǎn)量的測(cè)量，因?yàn)橘A槽的橫截面較大，標(biāo)尺分度準(zhǔn)確度較差，導(dǎo)致計(jì)算出來的產(chǎn)量的準(zhǔn)確性很不穩(wěn)定，但又無法做到時(shí)時(shí)計(jì)算，對(duì)淡、濃堿的產(chǎn)量難以控制，此問題困擾生產(chǎn)部門很久，一直未得到解決。2000年化工企業(yè)在擴(kuò)大產(chǎn)能的時(shí)候，為了解決這個(gè)問題，達(dá)到有效計(jì)量淡、濃堿產(chǎn)量的目的，新上了兩臺(tái)電磁流量計(jì)。但是很快發(fā)現(xiàn)，在測(cè)量過程中，偶爾也會(huì)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)的問題。公司組織人員對(duì)于原因進(jìn)行探究，得到出的結(jié)論，許多問題的產(chǎn)生不單單從儀表本身引起的，許多外部的工況環(huán)境也是引發(fā)計(jì)量不準(zhǔn)的重要原因，只有這樣，才能做到標(biāo)本兼治，從根本上解決儀表測(cè)量不準(zhǔn)的問題。

對(duì)于流量?jī)x表來說，產(chǎn)品在投入生產(chǎn)后由于使用條件的限制很難對(duì)它進(jìn)行檢定與校準(zhǔn),因而精心地安裝與正確地使用是保證計(jì)量的先決條件。

本文即是針對(duì)于電磁流量計(jì)儀表的測(cè)量特點(diǎn)和在生產(chǎn)中應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生問題的原因，這一方法對(duì)于其他的用戶也有一定的借鑒意義。

1?電磁流量計(jì)的測(cè)量原理

電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的原理工作的。被測(cè)介質(zhì)應(yīng)是導(dǎo)電液體。在垂直于介質(zhì)流向的一個(gè)區(qū)間里存在由變送器所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的穩(wěn)定磁場(chǎng),平均流速為v的導(dǎo)電流體在流經(jīng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。于是在與管道橫截面平行且垂直于磁力線方向的兩根檢測(cè)電極上,就產(chǎn)生了感應(yīng)電壓U。

2?電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

(1)電磁流量計(jì)管內(nèi)無節(jié)流或可動(dòng)部件,無壓力損失,有效節(jié)約能源。特別適用于測(cè)量液固兩相介質(zhì)(如懸浮液體)。

(2)只有襯里和電極與介質(zhì)接觸,只要選好兩種材料,就可達(dá)到防腐防磨的目的,長(zhǎng)時(shí)間使用,儀表準(zhǔn)確度不會(huì)降低,與橢圓齒輪流量計(jì)相比,其準(zhǔn)確度的穩(wěn)定性要好得多。

(3)測(cè)量時(shí)只與介質(zhì)的平均流速有關(guān),而與介質(zhì)的流態(tài)(層流或紊流)、溫度、粘度、密度、壓力及電導(dǎo)率(在一定范圍內(nèi))的變化無關(guān)。因此,電磁流量計(jì)只需用水標(biāo)定后,就可用它測(cè)量其它導(dǎo)電液體或固液兩相介質(zhì)的流量。

(4)量程比寬,可達(dá)1：100,而且可以改變量程。

(5)無機(jī)械慣性,反應(yīng)靈敏,可測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流，可直接等分刻度。

(6)從檢測(cè)電極向前,只需5 D的直管段,不需多大的安裝空間。而其它流量計(jì)一般需要10 D或10 D以上的直管段,對(duì)安裝空間要求較嚴(yán),否則無法保證測(cè)量準(zhǔn)確度。

3?電磁流量計(jì)的安裝

(1)從理論上講,傳感器可以安裝在運(yùn)行管道的任何位置。但要求滿管,這一條至關(guān)重要。檢測(cè)電極的軸線應(yīng)處于水平位置,以防粘污,并能排除由氣泡接觸引起的損失。

(2)傳感器的周圍不能有較強(qiáng)的干擾電磁場(chǎng)。

(3)傳感器及其密封件、接地環(huán)的安裝要與管道同心,不能向內(nèi)凸出。

(4)測(cè)量準(zhǔn)確度與傳感器的接地效果有很大關(guān)系,電磁流量計(jì)對(duì)外加電勢(shì)的干擾很敏感。因而它的接地電極必須是獨(dú)立接地極。接地的目的是讓流經(jīng)傳感器內(nèi)的導(dǎo)電流體與地等電位,而不是管道壁接地。

4?電磁流量計(jì)的選型、安裝及使用情況

電磁流量計(jì)的選型原則

(1)考慮口徑與量程,電磁流量計(jì)的量程雖然是任意設(shè)定的,但其設(shè)定的范圍受口徑的限制。量程的設(shè)定要考慮正常流量超過滿量程的一半,這樣的測(cè)量精度才高。流速一般選擇2～ 4 m/s,如介質(zhì)易磨損電極,可選擇稍低的流速;如介質(zhì)較易粘附,可選擇適當(dāng)稍高的流速。綜合考慮后根據(jù)流率表選擇儀表的口徑。

(2)考慮介質(zhì)的壓力、溫度及腐蝕性,依此選擇不同的內(nèi)襯和電極材料。

我公司的具體選擇與安裝

由于被測(cè)介質(zhì)是溫度低于100的淡堿和濃堿,對(duì)不銹鋼電極的腐蝕很微弱,但對(duì)各種橡膠類內(nèi)襯有腐蝕作用,因而我們選用聚四氟乙烯內(nèi)襯。考慮到以后再擴(kuò)產(chǎn),我們將口徑選為150 mm。我公司具體所選用的電磁流量計(jì)規(guī)格為(口徑為150 mm,標(biāo)準(zhǔn)型,鉬二鈦電極,聚四氟乙烯內(nèi)襯,工作壓力1.6 MPa,無接地環(huán),輸出4～ 20 mA。安裝在水平管道上,前后有足夠長(zhǎng)的直管段,接地極獨(dú)立,接地良好。

流量計(jì)剛投入使用時(shí),與槽位推算的數(shù)進(jìn)行比較,每班表計(jì)產(chǎn)量與推算產(chǎn)量?jī)H差1 t,誤差較小。而在以后的幾個(gè)月中卻發(fā)現(xiàn)有較大的偏差。開始安裝流量計(jì)時(shí)的1月份,表計(jì)與推算的差不大,全月僅差101.1 t。這里是把推算數(shù)當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)了,其實(shí)推算數(shù)的誤差較大,差的這101 t很難說是什么原因造成的。而2月份的差值卻大得驚人,達(dá)1 133.7 t,4～ 6月又成了負(fù)偏差。

我們先從流量計(jì)的安裝與參數(shù)設(shè)定等情況查找原因,沒發(fā)現(xiàn)問題。于是我們又找來原始記錄進(jìn)行認(rèn)真地分析,終于找出了出現(xiàn)偏差的原因。原來在2月份因燒堿產(chǎn)量有所擴(kuò)大又新上了一臺(tái)200 m3/h的淡堿泵,排序?yàn)?#泵。從電解工段2月份的交接班記錄上查到:

2月1日8～ 16點(diǎn):3#泵改為2#;

2月4日8～ 16點(diǎn):2#泵改為1#;

2月7日8～ 16點(diǎn):1#泵改為2#;

2月9日8～ 16點(diǎn):2#泵改為3#;

而1#泵為200 m3/h,2#、3#泵為100 m3/h。

從蒸發(fā)工段的運(yùn)行日志上查到:

2月3日:全天表計(jì)淡堿產(chǎn)量876 m3;

2月4日:全天表計(jì)淡堿產(chǎn)量2 298 m3;

2月5日:全天表計(jì)淡堿產(chǎn)量3 305 m3;

2月6日:全天表計(jì)淡堿產(chǎn)量3 028 m3;

2月7日:全天表計(jì)淡堿產(chǎn)量1 695 m3;

2月8日:全天表計(jì)淡堿產(chǎn)量962 m3。

兩處記錄對(duì)照可以看出,200 m3/h大泵的投運(yùn)時(shí)間是2月4～ 7日,淡堿流量非常大,是正常量的近4倍。2月7日白班改用2#泵即100 m3/h泵后流量才在8日恢復(fù)正常。這說明儀表超量程是造成誤差很大的原因,此時(shí)儀表已經(jīng)無法使用。由于工藝人員對(duì)儀表不了解,在增加大泵時(shí)沒有及時(shí)通知儀表人員改儀表量程。直到3月中旬儀表人員查出原因后,用倍增法將量程改到320 m3/h,這樣才滿足了大泵的要求,而對(duì)小泵來說單泵打液量?jī)H為滿量程的30%,又造成在開小泵時(shí)儀表計(jì)量偏低,因而造成4～ 6月的負(fù)偏差。直到7月將量程再改到250 m3/h,并規(guī)定開大泵時(shí)只開1個(gè),開小泵時(shí)2泵同時(shí)開。

通過對(duì)下半年幾個(gè)月表計(jì)產(chǎn)量及推算產(chǎn)量的跟蹤分析,我們認(rèn)為取得了比較好的效果。每月兩數(shù)偏差在100 t以內(nèi),一般是表計(jì)產(chǎn)量偏高。分析原因可能是流量計(jì)安裝在水平管線上,但由于管線長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米,安裝處不一定是管線的較低點(diǎn),在開停泵時(shí)很可能有不滿管現(xiàn)象,造成計(jì)量偏高。隨著產(chǎn)量的進(jìn)一步擴(kuò)大,到可以連續(xù)開泵輸堿時(shí),計(jì)量準(zhǔn)確度會(huì)更高。

5?結(jié)論

從以上分析可知,即便是準(zhǔn)確度再高的電磁流量計(jì),也必須正確地使用。流量計(jì)不準(zhǔn)并不一定是儀表本身的原因,與使用過程有很大的關(guān)系,甚至是決定因素。儀表維護(hù)人員在選擇、使用、維護(hù)儀表時(shí),不能單從儀表本身考慮,而要全面考慮工藝、設(shè)備等方面的性能是否滿足儀表正常使用時(shí)的要求。只有這樣才能發(fā)揮每臺(tái)儀表應(yīng)有的功能,為生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)提供可靠的計(jì)量數(shù)據(jù)。