淺談電磁流量計在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用

    ①電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律工作的。因此只能測量導(dǎo)電液體的流量，不能測量氣體、蒸汽及含有大量氣體的液體的流量。

    ②電磁流量計無可動部分，也無阻流部件，因此基本無壓力損失，可以測量含固體顆粒的礦漿和污水等液固兩相流。

    ③電磁流量計僅有管道襯里和電極與被測液體接觸，因此只要合理選擇電極和襯里材料，即可以達到耐腐蝕、耐磨損的要求，如礦漿、鹽酸、氫酸等。

    ④安裝方便，只要滿管，上直管≥5D，下直管≥2D，水平、垂直、傾斜安裝均可。

    ⑤測量精度高，可以達到0.5%，可以作為裝桶、裝槽車等的計量。

    ⑥量程比大，一般為1：20，在現(xiàn)場可以根據(jù)需要，可擴大或縮小量程，不需停車處理。

電磁流量計的選用、安裝

    電磁流量的選用和安裝是很重要的環(huán)節(jié)，有極強的專業(yè)性，下面作詳細(xì)的介紹：

    適用介質(zhì)：電磁流量計能否適用首先是根據(jù)介質(zhì)電導(dǎo)率來判斷，被測介質(zhì)的電導(dǎo)率應(yīng)大于20μs/cm。更低電導(dǎo)率介質(zhì)的流量可以用陶瓷襯里、鉑電極的電磁流量計測量，但陶瓷襯里易碎，使用效果不理想。

    口徑選擇：流量計口徑不一定與管徑相同，應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不高的液體，管道流速一般是經(jīng)濟流速1.5-3m/s，電磁流量用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可；用于易粘附、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體選用流速應(yīng)不低于2m/s，最好提高到3-4m/s，起到自清掃、防止粘附沉積等作用；用于礦漿等磨耗性強的流體，常用流速應(yīng)低于2-3m/s，以降低對襯里和電極的磨損；在測量接近閾值的低電導(dǎo)液體時，盡可能選定較低流速（0.5-1m/s），因流速提高流動噪聲會增加，而出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。

    過流部件材質(zhì)選擇：與液體接觸的傳感器的零部件有襯里、電極、接地環(huán)和密封墊片。

    常用襯里材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷，其材料的耐磨耗性、耐腐蝕性和使用溫度上限等影響儀表對液體適應(yīng)性。氟塑料具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，但耐磨性差，不能用于測量礦漿液，使用溫度小于180℃；氯丁橡膠用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體，如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿，價格最為低廉；聚氨酯橡膠有極好的耐磨性，但耐酸堿的腐蝕性較差適用于煤漿、礦漿等，介質(zhì)溫度要低于40℃-60℃/70℃；氧化鋁陶瓷有極好的耐磨性和對強酸堿的耐腐蝕性，適用于有腐蝕性的礦漿，但性脆，安裝夾緊時易碎，可用于較高溫度（120℃-140℃/180℃）。

    電極對測量介質(zhì)的耐腐是選擇材料首先考慮的因素，其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪音。電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高，不允許腐蝕或嚴(yán)格地說只允許極低的腐蝕速率，否則會破壞電極與襯里間的密封性，常用金屬材料有含鉬耐酸鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑銥合金，幾乎可覆蓋全部化學(xué)液，此外還有適用于漿液等的低噪聲電極，他們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極，或包裹這些材料的金屬電極。

    接地環(huán)是安裝在連接塑料管道或絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端，他們的耐腐蝕要求比電極低，允許有一定腐蝕，可定期更換，通常選用耐酸鋼或哈氏合金。金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。

    配管、安裝：電磁流量的配管安裝不符合要求會導(dǎo)致流量計輸出晃動、零點不穩(wěn)定、使用壽命短、甚至損壞。主要應(yīng)遵循以下原則：

    ①傳感器的上流側(cè)不要緊靠閥門、彎頭等影響流體流動的裝置；下流側(cè)不能安裝泵，以防止形成負(fù)壓；調(diào)節(jié)閥等節(jié)流儀表宜安裝在流量計下游，特別是裝桶、裝置槽車等排空管道。

    ②配管設(shè)計時要確保測量管滿管，上、下游要保持5D和2D的直管段。

    ③安裝方向則要注意：在測量液固兩相介質(zhì)的流量時，傳感器垂直安裝比較妥當(dāng)，一則可以防止液固兩相介質(zhì)在較低流速時產(chǎn)生兩相分布的不均勻或相分離，以減少由此引起的附加誤差。二則可以使傳感器四周的襯里磨損比較均勻，在垂直安裝時，流動方向應(yīng)該自下而上，這樣才能保證傳感器始終充滿介質(zhì)。在水平安裝時，傳感器兩電極的連線應(yīng)該是水平的，這樣如果介質(zhì)中含有氣泡，或者產(chǎn)生沉淀時不至于造成轉(zhuǎn)換器輸入端開路等現(xiàn)象。

    ④有些工況需在管道內(nèi)注入化學(xué)藥品，注入后會導(dǎo)致液體導(dǎo)電率不均勻?qū)﹄姶帕髁坑嬢敵鲂盘柈a(chǎn)生干擾。對此，可在流量計下游注入，如需在上游注入則注入點應(yīng)與流量計保持一定距離，使液體混合均勻。

    ⑤安裝在塑料管道或內(nèi)襯管道上必須使用接地環(huán)。

電磁流量計的應(yīng)用

    某廠1#低壓羰基法裝置中工藝介質(zhì)的流量測量均采用孔板流量計，在下列3種工藝介質(zhì)條件下的孔板流量計使用不理想，因此在2#裝置中改用電磁流量計，取得了良好效果。①含有酸的工藝介質(zhì)腐蝕性極強，孔板、取壓法蘭、根部閥、導(dǎo)壓管等材質(zhì)均為鋯合金或哈氏合金，1寸到8寸的孔板流量計，其價格為10-50萬元/套。因此在2#裝置中全部選用電磁流量計，襯里材料為PTFE，電極材料為鉭，價格在3-10萬元/套之間，節(jié)省了大量的費用。②醋酸水溶液介質(zhì)腐蝕性強，316L不銹鋼材質(zhì)的導(dǎo)壓管、根部閥、卡套、五閥組等存在均勻腐蝕，半年左右就產(chǎn)生泄漏，需更換這些部件，維護工作量大且費用高。在2#裝置中選用電磁流量計，到目前為止運行良好。③介質(zhì)為醋酸水溶液、不相混溶的兩相流，孔板流量計常常因?qū)汗苤幸追e累甲烷相（重相）導(dǎo)致測量誤差很大，影響工藝操作，需要頻繁的進行現(xiàn)場排液，維護工作量大且排出物毒性大，危害操作人員身體健康。在2#裝置中選用電磁流量計，計量準(zhǔn)確，克服了孔板流量計測量2相流時存在的弊端。

    由于經(jīng)驗不足，電磁流量計在2#裝置中也有應(yīng)用不成功的地方：①純度較高的醋酸電導(dǎo)率<5μs/cm，我們是選用陶瓷襯里，陶瓷襯里易碎，在使用過程中由于施工或管道振動的原因，無一例外的都出現(xiàn)破裂、泄漏而損壞。②使用溫度不要高于160℃，否則易出現(xiàn)PTFE襯里損壞。③在成品塔塔頂產(chǎn)品出料測量時，成品醋酸電導(dǎo)率低，電磁的測量精度達不到要求，計量不準(zhǔn)確，后改用質(zhì)量流量計，才解決問題。④電磁流量計的流速不宜過高：有一臺流量計口徑為1英寸，前后管道為3英寸，投運后，由于流

量管內(nèi)液體流速達到7m/s，產(chǎn)生強烈的噪聲，管道劇烈的振動，后更換為2英寸管徑的，問題得到解決。因此設(shè)計選型時即使為了節(jié)省投資流量計口徑也不宜選得過小，流速選擇在2.2中已有論述。