隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代測量儀表在鹽湖化工生產(chǎn)中有這非常廣泛的應(yīng)用。流量型儀表屬于自動(dòng)化儀表的一部分，廣泛用于鹽湖化工企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。鹽湖化工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境通常都是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿型的，條件惡劣，因此所有傳送管道都具有很好的防腐性能。眾所周知，沒有任何一種儀表可以適用于所有應(yīng)用場景場合，所以根據(jù)測量對(duì)象和測量目錄正確選擇合適的測量儀表非常重要，能夠?qū)x表的性能正確發(fā)揮到最大，提高生成效率。鹽湖化工原料的電導(dǎo)率高，生產(chǎn)環(huán)境溫度通常在-30℃～90℃之間。考慮到這電磁流量計(jì)種工作狀況，鹽湖化工企業(yè)通常選用電磁流量計(jì)。相對(duì)于質(zhì)量流量型、超聲波型和差壓型等其他流量計(jì)，電磁流量計(jì)具有測量精度高，使用壽命長，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。電磁流量計(jì)具有很好的性能，需要根據(jù)電磁流量計(jì)的性能合理地選型、正確地使用。

 

概述
        青海鋰業(yè)公司為鹽湖化工企業(yè)，主要生產(chǎn)碳酸鋰硼酸、鉀肥等鹽湖化工產(chǎn)品，原料為曬制鹵水，此鹽湖屬硫酸亞性高鎂鋰比鹽湖，在鹽湖化工生產(chǎn)中產(chǎn)品齊全，也具有代表性。根據(jù)鹽湖化工原料特性，闡述電磁流量計(jì)選型。鹽湖化工原理的特點(diǎn)為電導(dǎo)率高（平均在150ms/cm），強(qiáng)腐蝕，易結(jié)晶。生產(chǎn)過程中所需要的輔料主要強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。生產(chǎn)車間的管道都為防腐塑料材質(zhì)，生產(chǎn)環(huán)境溫度最高為90℃，最低為-30℃。鑒于以上工況，在鹽湖化工中電磁流量計(jì)比其他流量計(jì)具有精度高、壽命長、維護(hù)方便、性價(jià)比高的有點(diǎn)，在鹽湖化工中主要在反應(yīng)釜的定比例投放、貿(mào)易計(jì)量、體積計(jì)量等方面。

 

 

        電磁流量計(jì)是過程自動(dòng)化儀表與裝置中的重要的儀表之一，屬于能源型計(jì)量器具。電磁流量計(jì)的工作原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律[6]。根據(jù)物理學(xué)原理可知，當(dāng)導(dǎo)體在磁場里做運(yùn)動(dòng)切割磁感應(yīng)線時(shí)，磁通量發(fā)生變化，導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電流激發(fā)的磁場要阻礙原磁通的變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的方向由右手定則確定。我們記磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體在磁場中的有效長度為L，導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度為u，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=Blu。

 

        在鹽湖化工生產(chǎn)中使用的電磁流量計(jì)的主要結(jié)構(gòu)包括天然磁場磁路系統(tǒng)、測量電極、基于非導(dǎo)磁材料的測量外殼、襯里材料、測量導(dǎo)管和傳感器型轉(zhuǎn)換器等部分[7]。在管道外面安裝有一對(duì)磁極N和S，流動(dòng)的導(dǎo)電生產(chǎn)材料就處在激發(fā)的磁場之中。當(dāng)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時(shí)，即導(dǎo)電液體流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)的導(dǎo)電液體切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。通常磁感應(yīng)強(qiáng)度是固定的，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正比于測量管道直徑和平均流速，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)電極檢測后送到處理電路。上述部分可以分為流量傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器兩部分，其中流量傳感器用來采集數(shù)據(jù)，將流過的被測導(dǎo)電液體的流量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電勢(shì)；信號(hào)轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過電極產(chǎn)生的毫伏級(jí)電壓信號(hào)放大到電路可以處理的數(shù)量級(jí)，經(jīng)信號(hào)處理后得到實(shí)時(shí)流量[8]。控制系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)節(jié)。輸出信號(hào)不受被測液體的溫度、壓強(qiáng)和黏度等物理性質(zhì)的影響，因此電磁流量計(jì)可以認(rèn)為是一種體積型儀表。

 

2、電磁流量計(jì)選型
2.1、口徑的選擇
        電磁流量計(jì)口徑選擇不一定與管徑相同，應(yīng)視流量和流速而定。但作為鹽湖化工原料及中間料液具有粘度大，流速較低（一般在2.0~4.0m/s）的特性，仕樂克電磁流量計(jì)用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。如流速低于1.0m/s時(shí)，可以選擇適當(dāng)流速口徑的電磁流量計(jì)，保證測量精度相對(duì)減少投資。

2.2、流速、量程的選擇
        鹽湖化工基本都為防腐塑料管道，并且考慮流量計(jì)的襯里，一般流速控制在2m/s為宜。對(duì)于有些易結(jié)晶的物料（如碳酸鈉溶液、配料液：結(jié)晶主要是硼鎂復(fù)鹽），因采取措施將流速提高到3.0~4.0m/s。流速提高流動(dòng)噪聲會(huì)增加，出現(xiàn)管道的振動(dòng)影響精度，在滿足電磁流量計(jì)安裝條件下，前后應(yīng)安裝減震器。儀表滿量程大于預(yù)計(jì)的最大流量值，一般為預(yù)計(jì)最大流量的1.2倍。正常測量流量大于儀表滿量程的50％，以保證一定的測量精度。
2.3、電極和襯里的選擇
        對(duì)于不產(chǎn)生結(jié)晶、結(jié)塊、結(jié)垢等不沾污電極的介質(zhì)則選用標(biāo)準(zhǔn)電極，否則選用刮刀電極。鹽湖化工中除純堿溶液、配料液（硼鎂復(fù)鹽的結(jié)晶）、洗滌液等容易結(jié)晶的選用刮刀電極的仕樂克電磁流量計(jì)外，其余選用標(biāo)準(zhǔn)電極電磁流量計(jì)。由于車間工藝管道基本都為塑料絕緣材質(zhì)，若選用二電極的電磁流量計(jì)必須配置接地環(huán)，保證測量精度。然而普通的接地環(huán)易腐蝕，采用耐腐蝕鈦或鉭接地環(huán)成本高，故選擇三電極電磁流量計(jì)，保證測量精度，降低成本，安裝維護(hù)方便。
2.4、流量計(jì)類型選擇
        電磁流量計(jì)的類型分為：一體型電磁流量計(jì)和分體型電磁流量計(jì)，冬季最冷時(shí)溫度可達(dá)-30℃，諸多計(jì)量的電磁流量計(jì)在室外，鋰系統(tǒng)和硼系統(tǒng)生成中鎂鋰分離、壓濾、洗滌工序的環(huán)境濕度較大。精致、蒸發(fā)、轉(zhuǎn)化等工序溫度最高達(dá)90℃。故濕度大、低溫、高溫流體、有振動(dòng)源等工況選擇分體式電磁流量計(jì)，有效防止對(duì)測量元件影響，保證測量精度和電磁流量計(jì)的使用壽命。但要注意，在選擇電磁流量計(jì)傳感器和變送器之間的信號(hào)電纜時(shí)不應(yīng)過長，并要使用廠家專用的電源，否則會(huì)影響測量精度。其余的工況則選擇一體式較為理想。
2.5、壓力和溫度的選擇
        管道中流體的實(shí)際工作壓力要小于流量計(jì)的額定工作壓力，要注意管道中是否有負(fù)壓，如蒸發(fā)工序，負(fù)壓高達(dá)-60kpa，此類工況要在訂貨時(shí)與廠家技術(shù)人員進(jìn)行溝通，對(duì)襯里材質(zhì)要做嚴(yán)格的要求。實(shí)際溫度要符合仕樂克流量計(jì)規(guī)定的溫度要求。
2.6、供電電源的選擇
        電磁流量計(jì)電源的選擇要根據(jù)流量計(jì)本身和現(xiàn)場的環(huán)境進(jìn)行選擇，如現(xiàn)場容許情況下，引電源方便、安全、維護(hù)方便為原則。作為鹽湖化工企業(yè)，90%以上原料和過程環(huán)節(jié)都為液相。運(yùn)行時(shí)，車間內(nèi)部濕度較大，并且整個(gè)運(yùn)行中無可燃?xì)怏w產(chǎn)生，因選用DC24V供電較為安全。室外干燥環(huán)境，選擇AC220V電源，引線方便，好維護(hù)，降低成本。有些防爆場合，如燃?xì)忮仩t房使用的流量計(jì)，選擇電池供電電磁流量計(jì)較為理想。
2.7、防護(hù)等級(jí)的選擇
         電磁流量計(jì)防護(hù)頂級(jí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來選擇，傳感器要求裝在地面以下、經(jīng)常受水淹的情況下應(yīng)選擇IP68，傳感器安裝在地面以上應(yīng)選擇IP65、IP67。任何情況下電磁流量計(jì)的顯示部位是不能用水或者進(jìn)入水中的，如此會(huì)導(dǎo)致電磁流量計(jì)損壞。作為鹽湖化工企業(yè)，車間生產(chǎn)是濕度大，但I(xiàn)P65（IP65為防噴水型，電磁流量計(jì)傳感器外殼允許水龍頭從電磁流量計(jì)的傳感器的任何方向?qū)鞲衅鲊娝娝畨毫υ?0kpa，出水量為12.5L/S，距離為3米。）防護(hù)等級(jí)的電磁流量計(jì)完全滿足現(xiàn)場測量的要求。
2.8、連接方式的選擇
        電磁流量計(jì)有螺紋連接、法蘭連接、卡箍式等，在鹽湖化工中一般選用法蘭連接的電磁流量計(jì)，選型時(shí)必須和工藝配對(duì)法蘭工程壓力和標(biāo)準(zhǔn)一致。
3、結(jié)論
        隨著國內(nèi)儀表行業(yè)成熟，碳酸鋰、硼酸、鉀肥等鹽湖化工企業(yè)也將和國內(nèi)接軌走向市場，電磁流量計(jì)作為一種重要的工業(yè)流量測量儀表，要想在DCS控制中發(fā)揮作用，合理正確的選型尤為重要，才能給企業(yè)提供精確的測量數(shù)據(jù)，降低勞動(dòng)成本，提高生產(chǎn)效益。

作者：仕樂克電磁流量計(jì)

版權(quán)：青海鋰業(yè)有限公司：李顯君、解占孝、姜普、孫志強(qiáng)

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