您现在的位置: 网站首页 >  新闻资讯 > 技术文章

电磁流量计在离子膜电解食盐水生产烧碱中的应用

电磁流量计在离子膜电解食盐水生产烧碱中的应用电磁流量计在离子膜电解食盐水生产烧碱中的应用,在实际应用中正确地安装是影响电磁流量计测量的关键。通过对全新设计的平衡电极面电磁流量计的测量原理及实际使用情况的介绍,说明了此流量计在非金属管道或无直管段的条件下,也可以准确可靠地测量,从而完全解决了困扰传统电磁流量计的接地干扰问题,使安装简单,使用范围扩大,精度大大提高。
1 电磁流量计的原理和应用
“离子膜”烧碱为直流电流通过离子膜电解食盐水生产烧碱的一种工艺,其主要工艺介质是饱和食盐水、烧碱、纯水和盐酸。在生产过程中这些介质的流量需要计量和控制。对于腐蚀性介质,我们选用耐腐蚀、压损小的电磁流量计内衬PTFE,针对不同介质选用Ti,Ta,Pt等不同的金属电极。锦化化工(集团)公司在40kt/a和80kt/a离子膜烧碱工程中已用过不少电磁流量计。
所有电磁流量计的测量原理都基于法拉第电磁感应定律,导电介质穿过磁场时的速度不同,产生的感应电动势也不同http://www.ngyibiao.com/。如图1所示,导电的被测液体沿x轴流动,电磁线圈产生沿y轴的磁场,在z轴方向有一对测量电极。根据法拉第电磁感应定律,两个测量电极间会产生电势差:
E=K×B×D×V
式中 E———感应电势;
      K———比例常数;
      B———磁感应强度;
      D———测量电极间距(管径);
      V———导电液体平均流速。
 2 电磁流量计的安装和接地
 为了得到两个电极间微小的电势差,必须引入一参考值———地电势。在实际应用中,接地问题正是影响电磁流量计测量误差的关键。由于测量管衬里是绝缘的,因此普通电磁流量计的接地点一般选在入口和出口的法兰处或者安装特殊的接地环。这种对称式接地是为了在测量电极的上、下游保证静电对称性。然而由于接地点远离测量点,不利于消除电噪音;另外,一般被测液体的电阻值较大,由于干扰或被测信号的衰减高阻抗的接地回路,会产生大量的噪声信号。因此,破坏电磁流量计工作可靠性的根源就在于不正确的接地处理。
由上述可知,电磁流量计的接地处理是很重要的问题。在过去的工程中,曾因接地不好造成仪表失灵和精度不够,只有再处理接地问题。离子膜烧碱装置数百伏电压、数万安培电流、66kV交流降压整流,在装置界区内对测量仪表的电磁干扰十分严重。各地的地电位也不等,要有一个良好的接地网。为了避免介质泄漏对地面腐蚀,厂房内地面全部做了防腐处理,且不允许破坏防腐地面做接地板,因此接地线不得不就近穿墙到室外接地。
3 平衡电极面电磁流量计的应用
1999年该公司在建120kt/a离子膜烧碱工程中,了解到全新设计的平衡电极面电磁流量计,取消了接地问题,减少了施工的麻烦,于是我们采用了伟业公司的WFM系列电磁流量计。
这种具有专利技术的平衡电极面(BalancedElectrode Plane)电磁流量计,所采用的平衡电极面(BEP)技术是基于这样一个事实:若测量电极旋转90°,与磁场方向平行,则测量电极间不会产生电势差。据此,在与测量电极垂直并与磁场平行处可装一地电极,而不用担心“测量短路”。由此,就可以体现出两个重要的特点。第一,对平均流速的测量完全被限制在平衡电极面内,即使被测介质的流场产生畸变,经过坐标分解后,测量电极间的感应电势完全与垂直穿过平衡电极面的平均流速成一线性关系。第二,由于4个电极完全对称,可以完全平衡高阻抗接地回路的影响,因此采用简单的信号放大器就可完全消除噪声信号。
电磁线圈、感应磁场、感应电极和地电极间的关系如图2所示。
图3给出了平衡电极面中地电极、测量电极和磁场极性间的关系。在实际的苏州华陆电磁流量计中,由于使用了差动放大器,可以极大地提高输入阻抗和转换精度。
在平衡电极面技术中,所有的噪声信号同时被测量电极和地电极接收到,从而完全消除了电噪声。在非金属管道或无直管段的条件下,也可以准确、可靠地测量,从而完全解决了困扰传统电磁流量计的接地干扰问题。图4所示为2英寸BEP电磁流量计的误差曲线。
综上所述,WFM系列平衡电极面电磁流量计具有如下特点:安装简单,取消了接地环;无直管段要求,可用于非金属管线;完全消除了电噪声,测量灵敏度高(电导率≥3μS/cm,流速≥0·25ft/s),精度高(±0.5% of rate)。
目前工程已完工正在试运行,单就电磁流量计而言,安装简单了,试运行都很正常,测量可靠精确,完全满足了生产要求。
点击次数:  更新时间:2018-09-10 16:38:50  【打印此页】  【关闭