氯堿行業工藝介質多爲(wèi)酸、堿、鹽等(děng)電解(jiě)質，基于電磁流(liú)量計 的測量原(yuán)理，決(jué)定(dìng)了其在(zài)該行業的(de)應用(yòng)有很大(dà)的優勢。本文介紹(shào)的選型原(yuán)則(zé)具有通(tōng)用性(xìng)，但力求在具體(tǐ)的每一項(xiàng)目的選(xuǎn)型時(shí)，較側重(zhòng)于結(jié)合氯(lǜ)堿行(háng)業的(de)特點(diǎn)。
1電磁(cí)流量(liàng)計的測(cè)量原理及特(tè)點　
1.1測量原理
電(diàn)磁流量計(jì)的測(cè)量原(yuán)理見圖1

　　電磁(cí)流量計的(de)測量原理基于(yú)法拉(lā)第電磁(cí)感(gǎn)應定律，導電(diàn)液體在(zài)磁場中作切割(gē)磁力線(xiàn)運動(dòng)時(shí),導體中産(chǎn)生感(gǎn)應電勢,其感應(yīng)電勢(shì)（流量(liàng)信号(hào)）e爲：
e=kbdv（1）
式中：k—儀(yí)表常(cháng)數；
b—磁感(gǎn)應(yīng)強度(dù)；
v—流體平均流速(sù)，m/s；
d—測量管(guǎn)内徑，mm。

　　測(cè)量流量(liàng)時(shí)，導電(diàn)性液體以(yǐ)速度(dù)v流過垂直于流(liú)動方向的磁場(chǎng)，在測量電極上(shàng)感應(yīng)出一個與(yǔ)平(píng)均流速成正(zhèng)比的電(diàn)壓,其感(gǎn)應電(diàn)壓信(xìn)号通過一對或一對以上(shàng)與液體直(zhí)接接(jiē)觸的電極(jí)檢出(chū),并經由轉(zhuǎn)換器(qì)的(de)智能化(huà)處理(lǐ),然後送lcd顯(xiǎn)示或(huò)轉換(huàn)成4～20madc标(biāo)準(zhǔn)信号、頻(pín)率信(xìn)号和hart等協議通(tōng)訊的輸(shū)出。
1．2特點(diǎn)
（1）流量(liàng)的測量不(bú)受流體的密度(dù)、黏度、溫(wēn)度(dù)、壓力和電(diàn)導率變化(huà)的影響(xiǎng)，傳(chuán)感器(qì)感應(yīng)電壓信号(hào)與平均流速呈線性(xìng)關系，測量(liàng)精度(dù)高。
（2）電磁流(liú)量計可在(zài)一種(zhǒng)典型介(jiè)質(zhì)（一般爲水）下(xià)标定或(huò)校準，而用于其(qí)他介質（液體）時(shí)無需附加修正。
（3）測量管(guǎn)道内無(wú)可動(dòng)部(bù)件(jiàn)及阻流(liú)體，因此，沒有(yǒu)附加(jiā)的壓(yā)力損失，在大口徑測(cè)量中節約(yuē)泵能耗是(shì)選用它的(de)重要(yào)原因(yīn)，特别(bié)在工藝(yì)管道(dào)壓力不(bú)高或(huò)依靠(kào)水頭自(zì)流情況(kuàng)下采用更爲有(yǒu)利。
2電(diàn)磁流量計(jì)的選(xuǎn)型(xíng)
2.1選用(yòng)條(tiáo)件
　　選用(yòng)電磁流(liú)量計的前提條(tiáo)件是(shì)被(bèi)測流體(tǐ)必須具備(bèi)一定(dìng)的導電性,電(diàn)導(dǎo)率>5μs/cm。被(bèi)測(cè)介(jiè)質不(bú)應含(hán)有較多的(de)鐵磁(cí)性介質及(jí)大量(liàng)氣泡。
　　液體(tǐ)的電導率(lǜ)可查閱有關手冊，缺(quē)少現成數(shù)據則(zé)可取樣用電導率儀測定，但有(yǒu)時也(yě)有從管線(xiàn)上取(qǔ)樣去(qù)實驗室測(cè)定認(rèn)爲可用，而(ér)實際電磁(cí)流量計卻不能(néng)工作的情(qíng)況。這(zhè)是由于測(cè)電導(dǎo)率時的(de)液體與(yǔ)管線内(nèi)的(de)液體(tǐ)有差(chà)别，譬(pì)如液(yè)體在運送的(de)過(guò)程中吸收(shōu)了大氣中的(de)cl2、co2或nox，生成鹽酸(suān)、碳酸(suān)或硝(xiāo)酸，從而導緻電(diàn)導率增(zēng)大，這在(zài)氯堿廠尤爲常(cháng)見。
　　電導率若接(jiē)近下(xià)限值有可(kě)能出現(xiàn)晃(huǎng)動現(xiàn)象，諸如(rú)低度(dù)蒸餾水、去離子水(shuǐ)等。通(tōng)常認爲能穩定測(cè)量的電導率比下限值(zhí)要高一兩(liǎng)個數(shù)量級(jí)。
2.2口徑(jìng)的确(què)定
　　口(kǒu)徑的确定主要是根據工(gōng)藝上(shàng)的體積流(liú)量，結(jié)合工藝管(guǎn)道的(de)尺寸，選擇合适(shì)的流量計(jì)口徑，使通過傳(chuán)感器的流體平(píng)均流速在(zài)合适的範圍内(nèi)（通常(cháng)爲0.3~10.0m/s）。
　　具體(tǐ)地說，測黏度不高(gāo)的潔(jié)淨介質，經濟流(liú)速是(shì)1.5~3.0m/s。測易結晶、黏度稍大或有沉積物的溶液(yè)時，應适(shì)當地提高流速，3.0~4.0m/s爲(wèi)宜，起(qǐ)到自(zì)潔，防止粘(zhān)附、沉積等作用；測礦(kuàng)漿等磨損(sǔn)性流體(tǐ)時，應适當降低流速，以1.0~2.0m/s爲宜，以降低(dī)對(duì)襯裏和電(diàn)極的(de)磨損(sǔn)。測(cè)接近閥值的低導電率(lǜ)液(yè)體，應盡可能(néng)使用較低流速(sù)(略小于0．5m/s，最(zuì)大不(bú)超過l.0m/s)，以減輕因(yīn)流速高，流動噪聲增加而(ér)出現(xiàn)儀表(biǎo)輸出(chū)晃動(dòng)的現象。實(shí)際應用很(hěn)少(shǎo)超(chāo)過7m/s，超過10m/s則更不推薦(jiàn)采用。
口徑計算(suàn)方法：對(duì)于公式（2），取π=3.14，則公式（2）演變(biàn)爲
qv=2.826×10-3d2v（5）
假設(shè)被測流(liú)體流速範圍爲(wèi)0.3~10.0m/s，則(zé)
qvmin=8.478×10-4d2（6）
qvmax=2.826×10-2d2（7）
　　對于通過某(mǒu)一口徑流量計(jì)的流體，其最小流和(hé)最大流量(liàng)必須(xū)符合(hé)公式(shì)（6）、（7）的計算結果。

　　v1處(chù)在允(yǔn)許的0.3~10.0m/s流速(sù)範圍(wéi)的(de)低端，而(ér)v2處在較經濟的(de)流速(sù)點，因此，可(kě)選用流量(liàng)計的(de)口徑爲覫50mm，與(yǔ)工(gōng)藝管道口徑相(xiàng)同。
　　有時(shí)管(guǎn)道内(nèi)的流(liú)速偏低或(huò)從儀(yí)表價(jià)格上(shàng)考慮(lǜ)，可選(xuǎn)用口(kǒu)徑較小的(de)流量(liàng)計，這不僅可使(shǐ)儀表運(yùn)行在較(jiào)好(hǎo)的工(gōng)作(zuò)狀态(tài)下，還可以(yǐ)降(jiàng)低(dī)儀表的投資費(fèi)用，此(cǐ)時(shí)就要在傳感器兩(liǎng)端加裝異徑(jìng)管。
　　案例(lì)2某長距離(lí)輸(shū)水管線(xiàn)工程，輸送(sòng)管道(dào)口徑爲800mm，最大流(liú)量爲1000m3/h，确定(dìng)電磁(cí)流量(liàng)計的口徑。
根據公(gōng)式(shì)（8）計算(suàn)出管道内(nèi)液體(tǐ)的(de)流(liú)速：

　　圓(yuán)整後(hòu)，可選(xuǎn)用500mm口徑(jìng)的(de)電磁流量(liàng)計，并在流量(liàng)計(jì)兩端加裝(zhuāng)異徑(jìng)管。經公式（8）驗算(suàn)，通過(guò)電磁流量(liàng)計的流體流速爲1.416m/s。
　　爲(wèi)了在加(jiā)裝(zhuāng)異徑(jìng)管後(hòu)不過(guò)多影響流(liú)速場的分布，不影響流量計的精度(dù)，通常要求(qiú)異徑管的(de)中心錐角(jiǎo)不大于15°，越(yuè)小越(yuè)好。
有(yǒu)的選型資料詳細地給出(chū)了異徑管壓力(lì)損失的計(jì)算，這(zhè)通常是沒有必(bì)要的(de)。當(dāng)異徑管的(de)中(zhōng)心(xīn)錐角不(bú)大于15°時，總的壓力損(sǔn)失通常爲(wèi)100pa以下。
　　譬如此例，若選(xuǎn)異徑管的(de)中心(xīn)錐角α=8°。經計(jì)算（詳細計(jì)算方(fāng)法請查閱(yuè)相關資料，或(huò)咨(zī)詢工(gōng)藝專(zhuān)業），異(yì)徑管(guǎn)總的(de)壓力損失(shī)爲69.73pa。
　　此例中(zhōng)，通過(guò)加裝異徑(jìng)管，使(shǐ)流速提高(gāo)到了(le)較經(jīng)濟的流速，有利于測(cè)量。同(tóng)時，dn500電(diàn)磁流量(liàng)計(jì)的價格要(yào)比dn800的(de)價格(gé)低30％左右，投(tóu)資較省。而68.7pa的壓(yā)力損失幾乎是(shì)可以(yǐ)忽略不計(jì)的。
異徑(jìng)管的安(ān)裝見圖(tú)2。

2.3電極形式(shì)及材(cái)料(liào)的選擇(zé)
2.3.1電極(jí)形式的選擇
　　一般來說，不(bú)産生結晶、結疤(bā)、不沾污電極的潔淨介質(zhì)可用(yòng)标準(zhǔn)電(diàn)極，否則，用刮刀式(shì)電極(jí)來清垢。對測污(wū)泥的場合(hé)，可選用刮(guā)刀式電極(jí)或可(kě)更換(huàn)式電(diàn)極。
2.3.2電(diàn)極材料的(de)選擇
　　應根(gēn)據(jù)被測介質的(de)腐蝕(shí)性，由用(yòng)戶(hù)負責(zé)選定。對一般介(jiè)質，可查有關防(fáng)腐蝕(shí)手冊。但因(yīn)腐蝕性介質多種多樣(yàng)，有(yǒu)些介質（譬如各種比例和種(zhǒng)類的混(hùn)酸）在(zài)現成的(de)資(zī)料中(zhōng)往往找不(bú)到答案(àn)，可(kě)與制(zhì)造商(shāng)聯系，由用戶提(tí)供(gòng)腐(fǔ)蝕性(xìng)介質，制造商提(tí)供待試材料，在規定(dìng)條(tiáo)件下做(zuò)挂片試驗。
常用(yòng)電極(jí)材料的耐(nài)腐蝕(shí)性能(néng)可參考表1。

　　在氯堿行(háng)業中，測循(xún)環水(shuǐ)可選用(yòng)316l電極；燒(shāo)堿可(kě)選用(yòng)哈氏(shì)合金c或不鏽鋼(gāng)電極(jí)（優先(xiān)選用(yòng)哈氏(shì)合金(jīn)c）；測鹽(yán)水及(jí)鹽酸(suān)可選用钽(tǎn)電極，含遊(yóu)離氯的電解槽(cáo)返回(huí)鹽水(shuǐ)可選(xuǎn)用钛電(diàn)極；三氯(lǜ)化鐵(tiě)、碳酸(suān)鈉、次氯(lǜ)酸鈉(nà)溶液（鹽(yán)水工段較常見的介質(zhì)）可選钛電極(jí)。
2.4襯裏材料(liào)的選(xuǎn)擇
應根據(jù)介(jiè)質(zhì)的腐蝕性(xìng)，磨損性及(jí)溫度來選(xuǎn)擇。
常用襯(chèn)裏材料的(de)主要性能及适用範(fàn)圍見表2。

　　特别提出的(de)是(shì)，特氟隆是一種氟(fú)化塑(sù)料，耐(nài)強(qiáng)酸、強堿(jiǎn)的腐(fǔ)蝕，同時具(jù)有良好的耐高(gāo)溫性，高溫(wēn)下(xià)不(bú)變形(xíng)，不(bú)降低絕緣阻抗。可(kě)用于測量(liàng)大多數強(qiáng)酸、強堿、強氧化(huà)劑等強腐(fǔ)蝕性(xìng)介質、衛生(shēng)類介質。氯堿(jiǎn)行業中測量強酸(suān)（hcl）、強堿(jiǎn)（naoh）及鹽（nacl）多采用此(cǐ)種襯裏材料(liào)。
2.5防(fáng)護等級的選擇(zé)
　　按照國(guó)标(biāo)gb4208-2008外殼(ké)防護(hù)等級(ip代碼(mǎ))的要求結(jié)合儀(yí)表實際的使用(yòng)條件選定适當的防(fáng)護(hù)等級。若(ruò)儀表(biǎo)在地(dì)面以(yǐ)下(xià)，經(jīng)常受水淹(yān)的，宜選用(yòng)ip68；若儀表安(ān)裝在地面(miàn)以上的(de)，可(kě)選用(yòng)ip65。
氯堿(jiǎn)工業通常(cháng)選用ip65以上(shàng)的防(fáng)護等級(jí)。
2.6接地環(huán)的選擇(zé)
　　若連接儀表(biǎo)的管(guǎn)道(相(xiàng)對于(yú)被測介質(zhì))是絕緣性(xìng)的，則(zé)要用接(jiē)地環。接(jiē)地環的材料可(kě)以與(yǔ)電極材料相同(tóng)，一(yī)般可選(xuǎn)與(yǔ)管(guǎn)道材料耐(nài)腐蝕(shí)性相同即(jí)可。若被測介質是磨(mó)損性的，則(zé)宜選(xuǎn)用帶(dài)頸接(jiē)地環，以(yǐ)保護進(jìn)、出口端的襯裏(lǐ)，延長(zhǎng)使用壽命(mìng)。
特别強調的是(shì)，電解(jiě)槽(cáo)沿着電(diàn)解液的(de)漏電流很大，這将導(dǎo)緻管道中雜(zá)散電(diàn)流很大(dà)，會引起很嚴重的(de)幹擾(rǎo)，直接影響到電(diàn)磁流(liú)量計的(de)正(zhèng)常測量。可(kě)将流(liú)量傳感(gǎn)器(qì)與其(qí)連接的(de)工(gōng)藝管(guǎn)道之間(jiān)進(jìn)行電(diàn)氣隔(gé)離。具體(tǐ)安(ān)裝方法見(jiàn)圖3。

2．7殼體材料的(de)選擇(zé)
　　氯堿工業由于(yú)大功率變壓器(qì)、大電流(liú)電(diàn)解槽(cáo)的存在，周(zhōu)圍磁場比較強(qiáng)。在選(xuǎn)擇電磁流(liú)量計(jì)的殼體(tǐ)材(cái)料時(shí)，宜選用鑄鐵、鋼(gāng)等有較好(hǎo)磁屏蔽作用的鐵磁(cí)性材料，不宜選用鋁(lǚ)、玻(bō)璃(lí)鋼等(děng)非鐵(tiě)磁(cí)性(xìng)材料(liào)。
3結語
　　電磁(cí)流量(liàng)計的選型(xíng)是儀表應(yīng)用中非常(cháng)重要的工(gōng)作,有(yǒu)關資料表明,儀(yí)表在實際應用(yòng)中有很(hěn)大(dà)一部分故(gù)障(zhàng)是由儀(yí)表選(xuǎn)型錯誤或(huò)安裝(zhuāng)錯誤造成(chéng)的，對此應(yīng)引起(qǐ)有關企業(yè)，尤其是氯(lǜ)堿企業的(de)足夠重視。

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