题目：电磁流量计在石油化工工程中的选择及应用

题目电磁流量计在石油化工工程中的选择及应用

Summary：电磁流量计被广泛用于计量石油、化学品、金属和纸张等行业，因为测量的准确度和可靠性很高。在石油化工生产过程中，至关重要的环节就是流体流量参数的检测与控制，关系到整个生产过程的安全与质量。所以针对流量测量，如果能做到更为高效、快速、及时、准确，就可以较为显著地提高产品的品质、降低企业的成本、提升企业安全生产和节能环保的能力。电磁流量计传感器没有活动部件，具有无阻力，无压损的优点，用于流量测量，可以尽可能减小工艺管道内的阻力，且测量范围大，测量精度高，符合现代工艺所倡导的绿色、节能、降耗的特点，因而电磁流量计在石油化工行业内得到较为广泛的认可，成了业内用量较大的流量仪表。但是电磁流量计也有着自身的使用、安装局限，所以笔者以MTO装置碱液、氨液、浆液管道和共用工程管道为工程背景，对电磁流量计的选型和应用进行了探讨。Keys：电磁流量计；石油化工工程；选择；应用；引言电磁流量计广泛应用于工业生产领域，是一种新型流量测量仪器。它是通过电子技术的发展出现的，利用电磁感应原理用电能测量导电流体流量。随着中国工业的发展，电磁流量计的应用范围更广，常见于石油、化工、冶金、采矿、纤维化学、供水和排水等行业。掌握电磁流量计的使用方法，做好维护工作，提高使用性能，延长使用寿命。1电磁流量计的历史电磁流量计是根据《法拉第电磁感应法》原则制造的导电液体体积测量仪器。20世纪50年代初，电磁流量计实现了工业应用，20世纪70年代末，低频矩形波激励取代了以前用于实现更广泛应用的工频通信激励方法。近年来，电磁流量计的使用有所扩大，供水和排水工程、固体流体相当于两种难以测量的流体或更为苛刻的领域，例如造纸工业中的纸浆液体、有色金属工业中的污泥、有色金属工业中的煤。2分类(1)电磁流量计按励磁方式进行分类，有直流、交流、矩形波励磁等。20世纪80年代以后，石油化工行业比较常用的是低频矩形波励磁，它具有功耗小，稳定性高，可抗工频干扰，性价比高等特点。但是未来的电磁流量计的发展方向会是双频矩形波励磁，这种励磁方式横河公司已率先应用于流量计，它在低频的基础上叠加了高频矩形波，这种形式使得流量计的快速响应性得到了进一步提升，稳定性和精度上也更优。(2)按组装形式进行分类，有分体型和一体型。目前石油化工行业更为常用的是一体型，但是当现场环境比较恶劣例如井下、有强力振动的管道，或者转换器需要安装在巡检人员更易接近的场合就更需要分体型电磁流量计。(3)按与管道的连接方式分类，有法兰型、插入型、夹持型等。法兰连接是传统的连接方式同时也是石油化工行业最为常用的连接方式。但是在一些管道相对较粗，或者安装条件严苛的情况下，插入式流量计体积更小更有利于维护则更适用。(4)按电极与被测液体是否接触分类，有接触型和非接触型。目前石油化工行业常用的还是接触型的电磁流量计。但是这种传统的电磁流量计对所测的液体有电导率的最低要求，且对一些黏度较大，易沉积的流体测量较为困难，未来需要打破这种局限，非接触型电磁流量计将会是发展趋势，所以电容式电磁流量计也就应运而生了。在国外，一些大的流量计公司可提供此类产品如Fisher、横河、Krohne等。但是其结构的设计、信号的检测仍是当今的研究热点和关键，且有待进一步优化。也正是因为这些成本、技术上的难点，电容式流量计距离大规模的商业化生产还有一定的距离。3电磁流量计的选型使用和维护方法3.1选型3.1.1电极一般而言，标准电极可用于测量非晶体和无斑点介质；如果测量介质含有腐蚀性，则应根据测量介质的腐蚀特性进行选择，例如，建议进行悬浮试验，以避免不必要的经济损失和与不加选择的材料有关的安全风险。例如:工业用水、原水、废水、低腐蚀性酸(如稀有酸、碱和盐)，建议选择316L材料；海水、盐水、弱酸、低碱推荐采用ha型合金；建议对钽使用盐酸、硝酸和沸点高腐蚀性硫酸。3.1.2衬里材料在选择衬料时，应考虑液体温度及其腐蚀性和磨损。常用材料包括天然橡胶、耐酸橡胶、氯化橡胶、聚酰胺橡胶和聚四氟乙烯。其中，聚四氟乙烯可耐各种酸和固体碱，耐磨性好，粘附性低，适用于温度为-80~+180℃的液体。3.1.3接地环普通接地环，一种保护接地环，用于保护PTFE背面不受损坏，颈部接地环，适用于磨损介质，保护端盖，延长传感器寿命(建议用仪器订购和贴标签。3.2安装维护3.2.1接地由于电磁流量计测量的电势相对比较微弱，有一点干扰可能会影响测量结果，所以要良好的接地以保障其稳定工作。通常接地是通过接地环或用金属导线连通来实现。(1)接地环安装于流量计的法兰面上，其内孔和导电液体接触，环的边缘用导电材质接出并与转换器信号连通。接地环的材料也要能耐流体的磨损与腐蚀，通常与电极材质一致。(2)安装在金属管道中的电磁流量计，在传感器法兰和用户法兰之间采用金属导线连通，作为接地的安装方式。3.2.2检查接线系统检查用户使用的电线类型是否符合说明书要求的类型，电势接地是否牢固，如电压表，如果是分体式电压表，应特别注意励磁电线与电缆之间的连接是否某些用户在连接导线时使用的能量过多，导致接线端子的根断开，并且在连接时继续断开。一些用户不理解接地的概念，屏蔽电缆未接地或使用多个点接地，导致测量不稳定。3.2.3安装位置(1)电磁流量计不能用于低导电率液体测量(电导率不低于5×10－6S/cm的流体［4］)，例如石油化工行业中的石油制品、除盐水、有机溶剂等。也不能测量气体、蒸汽以及黏度特别大的液体。(2)由于电磁流量计一般不用于较高、较低温度工况。如不可避免，可参考表1～2对电极和衬里的材料做相应的选择。(3)电磁流量计安装的管道应是介质完全充满的管道，保证电极浸入。(4)电磁流量计的测量管中如果出现气体聚集或有气泡现象时，此时测量误差会增大，所以要尽量将流量计安装于低位，尽量避开安装在管道的最高点。(5)尽量避免安装在有振动的地方，如果不可避免，可选择加固管道和传感器，以减轻振动带来的影响。(6)尽量避免安装在电磁场或者电磁场变化剧烈的地方，如大型变压器、电机等强电磁设备附近。结束语电磁流量计具有精度高、可测范围大、压损小、可靠性好、使用方便、维护量小等特点，在石油化工行业得到了广泛的应用。但同时也因为其本身的一些局限性，要求用户在正确地选择和应用电磁流量计之前应充分掌握测量工况的各项条件及其流量计本身的各项要求。只有这样才能正确地选择、应用电磁流量计，保证测量精度，为安全生产打下坚实的基础。此外，针对不同类型的管道，采取合理的接地方式，才能确保电磁流量计正常运行，提高测量精度。相信电磁流量计在日后长时间的工业应用中会展现出准确且可靠的特性。Reference[1]杨阳.电磁流量计在石油化工工程中的选择及应用[J].山东化工,2022,51(15):142-144.[2]徐志敏,辛会翠,李晋,王磊,王大平.电磁流量计干扰信号识别及处理方法研究[J].仪表技术,2022