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    電磁流量計作為酸性工業廢水流量計在廢水處理中的應用介紹

    發表時間:2017-09-30   點擊次數:695 技術支柱:1560-1403-222
    在不銹鋼制造過程中,為了去除退火后帶鋼表面的氧化鐵皮,一般采用由硝酸和氫氟酸配成的混酸進行表面清洗。酸洗后的廢水除了含有硝酸、氫氟酸和游離的金屬離子外,還含有由鐵離子和氟離子、鉻離子和氟離子形成的絡合離子及其不溶物、金屬氧化物及由硝酸生成的氮化物等,成分十分復雜。這些酸性的工業廢水若直接排放或處理不當,將會影響水體的自凈,使水質惡化,污染環境。作為工業生產過程的主要檢測參數—流量,其測量的方法很多,如容積式、速度式、動量式、質量流量式等;相應的流量計種類也很多,有孔板流量計、轉子流量計、渦輪流量計、渦街流量計、電磁流量計、質量流量計、超聲波流量計等。本文主要介紹的是某不銹鋼廠酸性廢水處理過程中應用的電磁流量計。介紹電磁流量計在不銹鋼酸性廢水處理中的應用,探討了電磁流量計的側量原理和結構,以及安裝技術要求和常見的故障,對于掌握該流量計的使用方法和性能具有一定的指導作用,為電磁流量計在線側量提供了一定的參考。
    測量原理
    電磁流量計的測量真理是法拉第電磁感應定律,即導體在磁場中作切割磁力線運動時,在導體中會產生感應電勢,其巨细與磁場的磁感應強度、導體在磁場內的灵验長度及導體的運動速度成正比。同理,在磁場中作切割磁力線運動的導電液體,也會在液體中產生感應電勢,暗指圖如圖一所示。
    圖1  >}}l量道理

    工業廢水流量計結構
    感應電勢的宗旨由右手定則確定,其巨细由下式決定:
    E= BDV (1)式中:1偽感應電勢;11為磁感應強度;I偽管道直徑;偽管道內的流體速度。
    流量幾等于流體流速與管道截面積的乘積,即
    q=πD2V (2)
    「2」 將式「「2壯人式「「1 }可得
    q =(πD/4B) E (3)
    由式「「3河知,在磁感應強度B不變且管道直徑
    D}確定時,流量與感應電勢呈線形關系。
    2內部結構
    電磁流量計主要由磁路系統、測量導管、電極、襯里、外殼以及轉換器等部分組成。
    2. 1磁路系統
    用于產生均勻的直流或交流磁場。工業生產用的電磁流量計,大多采用SOHzT頻電源激勵產生交變磁場。
    2. 2測量導管
    為使磁力線通過測量導管時磁通不被分路并減少渦流,測量導管必須拔取不導磁、低導電率、低導熱率和具有機械強度的原料制成,一般可選用不銹鋼「1 「}gN}Ti」、玻璃鋼、鋁及其他強度塑料等。
    2. 3襯里
    為確保感應電勢不被金屬測量導管管壁短路,在測量導管的內側及法蘭密封面上必須附著一層絕緣的襯里。為增加測量導管的耐磨與耐腐蝕性,襯里一般選用具有耐腐蝕、耐磨、耐高溫的材料,如聚氨脂橡膠、氯丁橡膠、聚四氟乙烯等。
    2. 4電極

    工業廢水流量計電極
    電極結構如圖二所示,功用是把由液體切割磁力線所產生的感應電勢引出。為避免影響磁通分布,電極一般選擇非導磁、耐腐蝕、耐磨材料,如不銹鋼「1 「}gNjTi}對于腐蝕性較強的介質,可選用欽、鉑、鍍金等。
    3干擾信號
    電磁流量計干擾信號主要有三種:「1」電磁荊合產生的靜電感應;「2測流體介質產生的電化學干擾;「3」電磁流量計供電電源的電壓、頻率波動等電源干擾。
    抗干擾技術的幾個發展過程如下:
    70年代中期,主要采用低頻矩形波勵磁技術,改變工頻干擾的形態特性。使用工頻采樣技術,使電磁流量計獲得較好的抗工頻干擾本事,可使其測量精度提高、零點穩定、可靠性增強。
    80年代初采取三值低頻矩形波勵磁技術和動態校零技術、勵磁、采樣技術以獲得電磁流量計佳的零點穩定性,進一步提高抗工頻干擾和極化電勢干擾的本事。
    80年代末采用雙頻矩形波勵磁技術,既克服流體介質產生的泥漿干擾和流體流動噪聲,又具有低頻矩形波勵磁電磁流量計的零點穩壓性,實現電磁流量計零點穩定性、抗干擾能力和響應速度的佳統一,從而提高電磁流量計抗干擾能力,是目前有效的抗干擾措施。
    4技術特點
    4. 1優點
    「1」由于測量導管內部沒有活動或突出部件,測量壓力損失小。
    「2」一般情況,只要是導電率5 X 10-異an的液體可測量。被測介質不妨是含有固體顆粒或懸浮物的流體、泥漿等,能够是酸、堿等腐蝕性液體。
    「3」流量計輸出信號不受液體溫度、壓力、密度等影響,且輸出電流與體積流量成線性關系。
    「4」量程高,可達100 '1;測量口徑范圍大,能測1 mm.r2m以上;測量精度一般優于0.500}
    「S電磁流量計反應迅速,能够測量脈動信號。
    4. 2缺點
    (1被測液體必須導電。
    「2」不能測量氣體、蒸汽、石油制品等。
    「3」由于襯里采制的原因,一般利用溫度為0一200℃o
    「4」由于電極是鑲裝在測量導管上的,一般高工作壓力為0.25Mpa
    5安裝注意事項
    「1」為減少干擾,電磁流量計應安裝在沒有強電場的環境,附近不應有大的用電設備。
    「2」需傳感器的“的”與轉換器的“的”用一根導線連接起來,并用接地線其深埋地下。
    「3」在電磁流量計安裝完,應測量一下接地電阻,接地電阻越小越好。若阻值偏大,的做法是傳感器和轉換器接地,可減少由雜散電流引起的干擾電勢。
    「4」為防止傳感器中沉積物或氣泡積存,傳感器好垂直安裝,被測液體自下而上流動。如條件不允許,也應使傳感器低于出口管,免得積存氣體;同時應保證測量電極在同一水平線上。
    「S」電極要求與襯里齊平,以便流體通過時不受阻礙。電極的安裝地点宜在管道的水平方向,以防止沉淀物堆積在電極上而影響測量精度。
    「6」為保證被測液體流速分布軸對稱,傳感器前應有長度的直管段。上流側如有彎頭、三通、異徑管等,傳感器前應有五倍管徑的直管段,如有各種閥門,應有一十倍管徑的直管段;下流側的直管段可以短于上流側。
    「7」為方便檢修傳感器,可添加旁路管,這樣只要關閉傳感器兩端管道上閥門能够進行調零操作。
    「8信號線應穿人接地鋼管,不允許和電源線穿在一個鋼管里。信號線必定要用障蔽線,長度不得大于30m若要求加長信號線,采取的步骤,如选取雙層屏蔽電纜、障蔽驅動等。
    「9」被測液體的流動宗旨應為傳感器規定的目标,否則流量信號相移180幾相敏檢波不能檢出流量信號,儀表沒有輸出。
    「10」被測流體的流速也有必定的限制,低流諫不能低干儀表量程的10 },高流諫不韶討10 m/ s
    6常見故障及處理方法
    6. 1故障類型
    依照故障發生時期可分為:「1碉試期故障,出現在新裝用后調試初期,主要原由是儀表選用或設定不當、安裝欠妥等。「2行期故障,在運行一段時期后出現,主要原因有流體中雜質附著電極襯里、環境條件變化出現新干擾源等。
    6.1.1調試期故障
    「1」安裝方面    是電磁流量傳感器安裝场所不正確引起的故障,如傳感器安裝在易積聚氣體的管網高點;安裝在从上至下的垂直管上,可以出現排空;傳感器后無背壓,流體直接排人大氣变成測量管非滿管。
    (2)環境方面
    通常主要是管道雜散電流干擾、空間強電磁波干擾、大型電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾一般可采取接地排除;若遇到強大的雜散電流,可选取其余步骤使傳感器與管道絕緣等。空間電磁波干擾一般經信號電纜引人,通常拔取單層或多層樊篱予以袪除。
    (3)流體方面
    通常被測液體中含有均勻分布的微小氣泡不會影響電磁流量計的工作,但隨著氣泡的增大,儀表輸出信號會出現波動。當氣泡大遮蓋整個電極外貌時,會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現更大的波動。
    測量混合介質時,假设混合未均勻進人流量傳感進行測量,會使輸出信號產生波動。電極资料與被測介質選配不當,將因为化學功效或極化現象而影響正常測量。
    6. 1. 2運行期故障
    「1傳感器內壁附著層    因为電磁流量計常用來測量臟污流體,運行一段時間后,會在傳感器測量導管內壁積聚附著層而產生故障,這些故障常常是因为附著層的電導率太大或太小酿成的。若附著物為絕緣層,則電極回路出現斷路,儀表不能工作。若附著層電導率顯著高于流體電導率,電極回路出現短路,儀表不能工作。
    (2)雷電打擊
    雷擊便利在儀表線路中感應出高電壓和浪涌電流,使儀表損壞。它主要通過電源線或勵磁線圈或傳感器與轉換器之間的流量信號線等途徑引人,是從控制室電源線引人占絕大部分。
    (3)環境條件變化
    在調試期間因为環境條件好,流量計工作正常。環境條件變化,運行期間出現新的干擾源咖在流量計邻近管道上進行電焊、附近安裝大型變壓器等天會干擾儀表的工作,流量計的輸出信號會出現波動。
    6. 2故障現象及處理方法
    6. 2. 1通電后無流量信號輸出    「1供電電源或接線不正確,檢查供電電源或接線是否與說明書要求整齐。
    「2」保險絲熔斷,用萬用表檢查保險絲,并換。
    「3管道內無流量,確認閥門是否開啟。
    「4」轉換器內電路板損壞,可用替代法進行檢查,并換。
    6. 2. 2管道內無流量有信號輸出
    「1電磁波干擾,檢查信號電纜,進行樊篱處理。
    「2」雜散電流干擾,檢查接地電阻,再行接地。
    「3」傳感器參數設置不正確,重新設置參數,減少增益。6.23輸出信號波動大
    「1」被測液體內含有大批的氣泡或被測液體未混合均勻,改變傳感器安裝地方。
    「2」管道震動或抖動大,在流量計上流2一31處加裝固定支架。
    「3」電極原料選型不恰當,从头選擇電極。
    6.24測量值與真實值偏差大
    「1安裝场所不正確,按要求重新進行安裝。
    「2」傳感器測量導管內有附著物,拆下清洗。
    「3」傳感器襯里磨損嚴重,檢查并換。
    「4」參數設置不正確,根據實際情況重新設定參數。
    7結束語
    因为電子技術的飛速發展,元器件的集成化、小型化、智能化,使電磁流量計轉換器的體積大大減小。矩形波激磁、非均勻磁場等技術的运用,使傳感器要求运用測量直管也進一步縮短,體積縮小,重量減輕。近幾年電磁流量計的主攻对象是口徑為200以下、傳感器與轉換器結合在一起的智能型電磁流量計。

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