電磁流量計的選型與安裝

郝繼運

(莘縣華祥鹽化有限公司,山東 聊城 252429)

【儀表與自動化】

電磁流量計的選型與安裝

郝繼運*

(莘縣華祥鹽化有限公司,山東 聊城 252429)

電磁流量計；工作原理；特點；選型;安裝;注意事項

介紹了電磁流量計的工作原理、性能特點及其在選型、安裝時應注意的事項。

在莘縣華祥鹽化有限公司36萬t/a離子膜法燒堿技改項目實施過程中，燒堿、鹽酸、鹽水等介質的流量采用電磁流量計進行測量。該種流量計測量準確、精度高、維護量少，在氯堿行業得到廣泛應用。

1 測量原理

電磁流量計是根據電磁感應的原理來測量導電介質的。由電磁感應定律可知：導體在磁場中運動而切割磁力線時，在導體中便會產生感應電動勢。同理，導電的介質在磁場中做垂直方向流動而切割磁力線時，也會產生感應電勢。在管道直徑已確定并維持磁場強度不變的情況下，感應電勢的大小與體積流量具有一定的線性關系，把此感應電勢引出、放大，就能由儀表顯示介質流量[1]。

2 特點

(1)優點。①測量管與工藝管的口徑可以相同，管內無可動部件及節流元件，沒有壓力損失，并且可以測量含有顆粒、懸浮物的介質。②可以用來測量具有強腐蝕性的介質。③輸出信號不受介質的物理性質如壓力、黏度、溫度的影響，輸出信號與流量大小具有很好的線性關系。④測量范圍寬，流量比達1∶100，管徑可以做到3 m。

(2)缺點。①介質溫度、壓力不影響信號輸出大小與精度，但是管道承壓及襯里性質影響其使用范圍，一般使用壓力不超過4 MPa，溫度不超過150 ℃。②不能測量氣體、蒸汽和石油制品等非導電性介質，要求介質電導率大于5 μS/cm[1]。③根據電磁感應定律，感應電勢的大小跟介質流速成正比，因此流速不能太低，一般要求流速下限為50 cm/s，當流速不能達到要求時，可以通過縮徑的方式實現。

3 選型注意事項

3.1 環境條件

電磁流量計安裝分為兩種：一體式和分體式。

(1)現場和環境較好的條件下，一般選用一體式，即傳感器和轉換器組裝成一體。

(2)分體式電磁流量計即傳感器和轉換器分開裝于不同地點，一般出現以下情況時選用分體式：①環境溫度或流量計轉換器表面受輻射溫度超過60 ℃;②管道振動較大的場合;③對傳感器的鋁殼嚴重腐蝕的場合;④現場濕度較大或有腐蝕性氣體的場合;⑤流量計裝在高空或不方便調試的場合。

3.2 防爆及防護等級

根據環境要求，選擇本安、隔爆或普通型的電磁流量計，并且滿足一定的防護等級，按規范進行安裝，提高儀表的安全性。

3.3 電極材料

導電介質在電磁流量計管內通過時，在外加磁場的作用下產生感應電勢，電極的作用就是把產生的電動勢引出來，然后放大、輸出標準信號。電極直接跟介質接觸，因此，應根據介質的化學性質，選擇合適的電極，以免出現腐蝕。常用的電極材質有鉭、鈦、316L、HC、鉑銥合金、碳化鎢等。

3.4 接地環或接液環

電磁流量計的輸出信號比較小，一般只有2.5～8 mV，小流量時信號可能低至幾微伏，外界稍有干擾就會影響測量精度[1]。因此，儀表外殼、測量管、介質、儀表屏蔽線等要做好等電位連接，并進行可靠、單獨接地。與介質連接的金屬部分，就叫接地環或接液環。接地環的材料選擇一般考慮經濟性和耐腐蝕性，對于大口徑的金屬管道上的電磁流量計，為了節約成本，可以不設接地環，將流量計的法蘭和管道連起來然后再接地；如果電磁流量計用在小口徑的管道上或用在非金屬管道上，必須設置接地環。

3.5 內襯材料

內襯主要作用是絕緣，預防電極短路，同時保護測量管不受介質腐蝕。常用的內襯材料包括：聚氨酯橡膠、PFA、天然軟橡膠、EPDM橡膠，選擇時應根據介質溫度、腐蝕性、是否含有固體顆粒、耐磨性能等情況，選擇合適的內襯，延長儀表使用壽命。

3.6 供電電源

一般廠家的電磁流量計采用四線制接線，信號線與電源線分開，可以采用交流220 V電源供電，也可以采用直流24 V電源供電。原則上采用直流24 V安全電源供電，特別是在易燃易爆的環境。

4 安裝注意事項

4.1 安裝地點的選擇

①盡量避免將電磁流量計安裝在溫度經常變化的地點，降低溫度變化引起的溫漂，減少流量不穩情況。如果現場受到熱源的輻射，必須采用熱隔離或通風設施。②避免將流量計安裝在受振動或撞擊的地方。③盡量避免將電磁流量計安裝在腐蝕性環境中，若不能避免，盡量選擇通風良好的環境。④電磁流量計盡量避免陽光直曬。⑤請勿將電磁流量計安裝在電動機、變壓器和其他強電源附近，減少電磁干擾。⑥留足必要的安裝及檢修空間。

4.2 安裝注意事項

①為了保證測量精度，在閥門、彎頭、變徑、三通等影響介質狀態穩定的管段上，電磁流量計應滿足前10D后3D(D為管徑)的直管段，條件不能滿足時，上游直管段不能少于5D。②管路上的手動閥或自動閥應安裝在電磁流量計下游，避免介質通過閥門時引起介質狀態發生變化，影響測量精度。③如果管道上須注入化學物質，注入地點應選擇在流量計的下游，以免引起介質電導率失衡，影響測量精度。如果必須從管道上游側注入，注入點距離流量計大于50D。④安裝時應保證管道內充滿介質，介質應由下而上垂直通過流量計，即便安裝在水平管道上，也必須保證介質高于流量計的安裝位置。⑤避免在管道內聚集氣泡，否則流量顯示會受到影響。管道的頂部容易聚集氣泡，避免將流量計安裝在管道頂部；介質通過閥門后，因為壓力突然減小，也容易產生氣泡，不能緊隨閥門后安裝電磁流量計。⑥當介質中含有固體沉淀物時，電磁流量計應垂直安裝，避免安裝在水平管道的最低點，以防物料堆積在管道內。⑦盡量遠離泵出口安裝，因為泵出口介質狀態不穩定并且距離電動機太近，容易產生干擾。

4.3 其他安裝注意事項

①電磁流量計接地裝置應獨立設置，不能與電氣系統共用接地裝置，接地電阻≤10 Ω。②儀表安裝完畢，通過2 mm2銅芯軟線將電磁流量計接地極連接到接地裝置。③為了保護電磁流量計內襯不被機械劃傷，建議管道吹掃完畢后，再安裝電磁流量計。同時，在焊接管道時，嚴格控制電焊機接地線搭接位置，避免用電磁流量計本體作為導體通過焊接電流，以防電子線路被擊穿，造成儀表損壞。④為了防止電磁流量計受到管道的振動、熱脹冷縮的影響，避免將電磁流量計單獨固定，可以通過管道一起進行支撐。⑤電磁流量計中心軸應與管道中心軸保持同心，以免引起測量誤差。⑥搬運電磁流量計時，應保證流量計測量管部位均衡受力，或通過本體的吊環進行搬運，不能讓流量計信號引出管和接線盒受力。

5 結語

電磁流量計是化工生產中常用的一種流量計，在設計、選型、安裝過程中，應結合安裝地點、使用現場環境情況(防爆)以及介質的物理、化學性質，選擇合適的規格型號，進行規范安裝，以滿足不同的生產需要。

[1] 范玉久.化工測量與儀表[M].北京：化學工業出版社，2002：187-193.

Selectionandinstallationofelectromagneticflowmeters

HAOJiyun

(Shenxian Huaxiang Salt Chemicals Co., Ltd., Liaocheng 252429, China)

electromagnetic flowmeter; working principle; characteristics; selection; installation; matters needing attention

The working principle and performance characteristics of electromagnetic flowmeter and the matters needing attention in its selection and installation were introduced.

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郝繼運(1969—)，男，高級工程師，1992年畢業于山東紡織工學院(現青島大學)，現于莘縣華祥鹽化有限公司從事電氣、儀表技術管理工作，多次參加公司改擴建項目建設。

2017-06-30

TQ056

B

1008-133X(2017)09-0044-02

[編輯：董紅果]