循環(huán)水流量計(jì)
電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，在電磁流量計(jì)中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法 拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場，當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí)，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
應(yīng)用行業(yè)：
適用于測量封閉管道中導(dǎo)電液體和漿液的體積流量，如潔凈水、污水、各種酸堿鹽溶液，泥漿、礦漿、紙漿以及食品方面的液體等，廣泛應(yīng)用于冶金、造紙、水處理、化工、輕工、紡織、電力和采礦等行業(yè)。
主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。
測量導(dǎo)管：
其作用是讓被測導(dǎo)電性液體通過。為了使磁力線通過測量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路，測量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。
主要特點(diǎn)：
·測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響
·抗干擾力強(qiáng)，幾乎不受外界干擾
·儀表內(nèi)部無任何阻流部件，無壓損，屬于節(jié)能型儀表
·直管段要求低，可在線標(biāo)定
·具有自檢和自診斷功能，方便檢修
·在現(xiàn)場可根據(jù)用戶實(shí)際需要在線修改量程
儀表型號 | HLLDG型（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：JB/T9248-1999） |
精度等級 | 0.5級 |
介質(zhì)電導(dǎo)率 | ＞5μs/cm |
可測*低流速 | 0.1米/秒 |
可測*高流速 | 15米/秒 |
量程比 | 1:20，可按客戶要求訂制 |
顯示器 | 標(biāo)配 |
信號輸出 | 脈沖/4-20mA（負(fù)載電阻0-750Ω） |
供電電源 | 220VAC,允差15%或+24VDC，紋波≤5% |
通訊接口 | 可選RS485 |
通訊協(xié)議 | MODBUS、HART、Profibus等 |
測量管體（襯里）材質(zhì) | 氯丁橡膠、聚氨酯、PTFE、PFA、F46等耐腐材料 |
測量元件（電極）材質(zhì) | 316L不銹鋼、鈦合金、哈氏合金、鉭合金、鉑銥合金、碳化鎢等 |
防爆等級 | Exd[ia]qIICT5 |
防護(hù)等級 | IP65，可選IP68 |
整機(jī)功耗 | ＜15W |
儀表通經(jīng) | DN10-DN2000 |
安裝方式 | 法蘭安裝，可選法蘭夾持、螺紋連接 |
公稱壓力 | 1.6MPa或訂制 |
介質(zhì)溫度 | ＜180℃ |
環(huán)境溫度 | -30℃-60°C |
電磁流量計(jì)在循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用：
介紹了HLLDG型電磁流量計(jì)的性能規(guī)格、技術(shù)指標(biāo)，并歸納了該儀表在石化化工裝置循環(huán)水系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，以及與其他類型流量儀表的應(yīng)用比較。
在石化化工裝置中，循環(huán)水系統(tǒng)作為裝置的公用工程系統(tǒng)，不僅是環(huán)境保護(hù)中的重要環(huán)節(jié)，也是石化化工裝置的關(guān)鍵組成部分，因此選用并使用好循環(huán)水的流量儀表也是化工裝置在開車階段的重點(diǎn)工作之一。本文就上海漕涇化工區(qū)溶液丁苯橡膠裝置循環(huán)水系統(tǒng)中應(yīng)用的HLLDG型電磁流量計(jì)的使用情況作介紹。
1 溶液丁苯橡膠裝置循環(huán)水系統(tǒng)
上海漕涇化工區(qū)溶液丁苯橡膠裝置，由日本旭化成株式會社提供工藝包技術(shù)，于2006 年7月建成開車，能生產(chǎn)15 種牌號的溶液丁苯橡膠及低順橡膠。裝置中的循環(huán)冷卻水正常量有4000t/h,用于工藝主體裝置中物料的冷卻，其中一部分循環(huán)冷卻水進(jìn)入冷卻器用于降低物料的溫度、一部分循環(huán)冷卻水進(jìn)入冷凝器用于將氣相的物料冷卻為液相。裝置中設(shè)置了2 座相同容量的冷卻塔，直徑為7000mm,功率為75kw,容量為2000m3/h；設(shè)置了3 臺大功率的循環(huán)水泵來供應(yīng)循環(huán)冷卻水進(jìn)工藝主體裝置。在循環(huán)水系統(tǒng)中設(shè)置了排污水管線，用于定期排放污染的廢水；設(shè)置了補(bǔ)充水管線，用于定期排放后的補(bǔ)充；以及加藥管線，用于抑制循環(huán)水中菌類的滋生，預(yù)防對換熱設(shè)備的附著和腐蝕。
在以上的管線上均采用了科隆公司的電磁流量計(jì)，其中排污和補(bǔ)水管線上選用了OPTIFLUX 4300c ex/IFC300c ex，循環(huán)給水管線選用了HLLDG型插入式電磁流量計(jì)。循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程簡圖如圖1 所示
圖1 循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程簡圖
2 電磁流量計(jì)
2.1 測量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體在磁場內(nèi)運(yùn)動可產(chǎn)生感應(yīng)電壓U0 被測液體水就是一種導(dǎo)體，它的運(yùn)動方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B 垂直，在兩個(gè)電極（鉑電極和接地電極）之間感應(yīng)出的電壓：
U＝K×B×V×D
式中：K 為常數(shù)；B 為磁感應(yīng)強(qiáng)度；V 為介質(zhì)流速；D 為電極間距。
電壓 U 通過變送器被轉(zhuǎn)換成與流速成正比、與負(fù)載無關(guān)的4~20mA 電信號輸出。
2.2 技術(shù)參數(shù)
HLLDG型插入式電磁流量計(jì)適用于導(dǎo)電液體、漿料懸浮液的流量測量，有普通型，防護(hù)等級為IP66，相當(dāng)于NEMA 4；有潛水型，防護(hù)等級為IP68，可使用于敞開式管道和被水淹沒的場合。HLLDG型為加長型傳感器，長度可以超過3m。技術(shù)參數(shù)如表１所示。
2.3 安裝
選擇安裝位置時(shí)首先要滿足該儀表的上下游直管段長度，其次要避開大型電機(jī)和易產(chǎn)生磁場的設(shè)備，以防止產(chǎn)生干擾，還要選擇便于安裝和維護(hù)的位置。安裝示意圖如圖3 所示，圖3 中（a）是正確的安裝方式，（b）是錯誤的。另外在安裝加長型時(shí)，一定要先做好插入深度標(biāo)記，一般插入深度為管道直徑的1/8。插入深度滿足后，轉(zhuǎn)動傳感器整體，使流向標(biāo)記和流體方向一致。zui后，鎖緊鎖緊件，拉緊安全鏈。對于潛水型，用戶特別要注意，不能打開IP68 的電纜接口，廠商在出廠前對電纜連接口作了特殊的密封處理。
2.4 設(shè)定
① 確定電子部件的位置。打開轉(zhuǎn)換器殼體，使電子部件上的箭頭方向與介質(zhì)流動方向一致，然后擰緊鎖緊件。如果箭頭方向與介質(zhì)流動方向不一致，將會產(chǎn)生錯誤的測量結(jié)果。
② 設(shè)置參考速度。通過2 個(gè)撥碼開關(guān)（1m/s 和0.1m/s），設(shè)置參考速度。速度的計(jì)算可以按照公式V= 354×（Q/D×D）,其中V=m/s， Q=m3/h ，D=管道內(nèi)經(jīng)mm。
③ 設(shè)置時(shí)間常數(shù)。通過撥碼開關(guān)選擇時(shí)間常數(shù)5、8 或10s。
④ 設(shè)置報(bào)警狀態(tài)。常閉觸點(diǎn)NO 表示當(dāng)速度大于參考速度時(shí)，電路斷開；常開觸點(diǎn)NC 表示當(dāng)速度大于參考速度時(shí)，電路閉合；電路斷開時(shí)，LED 燈被點(diǎn)亮。
設(shè)置完畢連接 IP68 殼體時(shí)要特別注意橡膠密封圈的安裝，不能損壞密封圈，而且密封圈內(nèi)表面不能有絲毫的破損，以防止IP68 殼體進(jìn)水損壞儀表。
3 實(shí)際應(yīng)用
2006年4月，現(xiàn)場安裝工程師在說明書指導(dǎo)下進(jìn)行安裝，6 月與裝置進(jìn)行聯(lián)動調(diào)試，隨著裝置開車，該表即投入正常運(yùn)行，至今沒有任何維護(hù)工作量以及偏差，循環(huán)水量非常及時(shí)地反映了裝置的生產(chǎn)運(yùn)行狀況。
在循環(huán)水系統(tǒng)中也應(yīng)用差壓式流量測量儀表，其中有威力巴流量計(jì)。威力巴流量計(jì)應(yīng)用差壓式原理進(jìn)行流量測量，采用非收縮節(jié)流設(shè)計(jì)來降低壓損，可以測量氣體、液體和蒸汽等各種介質(zhì)，量程比大于10：1，安裝簡單，只需在管道上開一小孔后焊一底座，無需截?cái)喙艿溃粶y量系統(tǒng)對被測介質(zhì)有關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確性要求非常高，應(yīng)用在循環(huán)水系統(tǒng)中與電磁流量計(jì)相比，測量原理沒有針對水的導(dǎo)電特性，量程比不夠大，安裝上無法滿足IP68 的潛水型要求，導(dǎo)壓管容易堵塞，壓差、zui大流量、工作溫度的變化容易引起測量誤差。
4 結(jié)束語
電磁流量計(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)是可測量口徑范圍大，可以廣泛地應(yīng)用在污水、冷水、自來水的處理領(lǐng)域，在不中斷工作的情況下可更換電子單元，低功耗，浸濕部分為不銹鋼或陶瓷結(jié)構(gòu)，無活動部件，免維護(hù)。實(shí)踐證明，在循環(huán)水系統(tǒng)采用電磁流量計(jì)是合適的。
