煤化工項目工藝復雜，現有裝置中流量儀表多采用美國殼牌設計方案選型，在實際應用中，有很多問題是當初未想到或未注意到的，在實際工作中造成很多麻煩，河南省中原大化集團有限貴任公司殼牌煤化工項目在幾年應用中對電磁流量計作了一些改進，效果良好。

 

2    電磁流量計介紹

2.1工作原理

         根據法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場中運動切割磁力線時，在導體的兩端即產生感應電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應強度B，導體在磁場內的長度L及導體的運動速度u成正比，如果B,L,u三者互相垂直，則:

         e=BLu(1)

         與此相仿，在磁感應強度為I.,的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速u流動時，導電流體就切割磁力線。

 

         如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極(圖1)則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也會產生感生電動勢:

         e=BDU(2)

         式中，u為管道截面上的平均流速。由此可得管道的體積流量為:

         

         由上式可見，體積流AQ與感應電動勢俐測量管內徑刃成線性關系，與磁場的磁感應弓引度I_.成反比，與其它物理參數無關。

 

2.2安裝工程謹記

         電磁流量計的正確安裝對電磁流量計的正常運行極為重要，也大大減少日后的維護工作量;電磁流量計的安裝要注意以下幾個問題:

         (1)安裝場所。測量混合相流體時，應選擇不會引起相分離的場所;避免安裝在電動機、變壓器等強電設備附近，以免引起電磁場干擾;選擇測量管內不會出現負壓的場所;避免安裝在周圍有強腐蝕性氣體的場所;環境溫度一般應在一25-60℃范圍內，盡可能避免陽光直射;安裝在無振動或振動小的場所。如果振動過大，則應在傳感器前后的管道加固定支撐;避免安裝在能被雨水直淋或被水浸沒的場所。

         (2)直管段長度。電磁流量計對表前直管段長度的要求比較低。一般，對于90。彎頭、T形三通、異徑管、全開閥門等流動阻力件，離傳感器電極軸中心線(不是傳感器進口端面)應有3-5D的直管段長度;對于不同開度的閥門，則要求有IOD的直管段長度;傳感器后一般應有2D的直管段長度。當閥門不能全開時，如果使閥門截流方向與傳感器電極軸成45。安裝，可大大減小附加誤差。

         (3)安裝位置和流動方向。電磁流量計可以水平、垂直或傾斜安裝。水平安裝時，電磁流量計電極軸必須水平放置。這樣可以防止由于流體所夾帶的氣泡而產生的電極短時間絕緣;也可防止電極被流體中沉積物覆蓋。不應將電磁流量計安裝在最高點，以免有氣體積聚，安裝在管系最高處，為不良的安裝位置，應予以避免。

         垂直安裝時，應使流動方向向上，這樣可使無流量或流量很小時，流體中所夾帶的較重的固體顆粒下沉，而較輕的脂肪類物質上升離開傳感器電極區。測量泥漿、礦漿等液固二相流時，垂直安裝可以避免固相覺沉淀和電磁流量計襯里不均勻磨損。傳感器安裝處應具有一定背壓，電磁流量計出口直接排空易造成測量管內液體非滿管，為不良的安裝位置，應予以避免。為了防止傳感器內產生負壓，電磁流量計應安裝在泵的后面，而不應安裝在泵的前面。

         (4)安裝旁路管。為了便于液流靜止時檢查和調整零點，中小管徑應盡可能安裝旁路管。在測量含有沉淀物流體時，應考慮便于清洗電磁流量計的安裝方式。如圖2所示。

    采用圖2安裝，即便是在生產中也可以切出來，進行維護和處理。

    (5)接地。由于電磁流量計的工作原理和特性，接地屏蔽外界電磁干擾特別重要;同時為了使測量準確和電極不會發生電流腐蝕，電磁流且計必須單獨接地，并使傳感器和流體大約處于相同電位。分離型電磁流量計，原則上接地應在流量計側，轉換器接地應在同一接地點，在大多數情況下，流量計的內裝參比電極或金屬管能確保所許的電位平衡。因此，可以通過內裝的參比電極和金屬管將管中流體接地，將流量計的接地片與接地線相連.如果傳感器安裝于帶陰極腐蝕保護管道上，除了流量計和接地環一起接地外，還要用粗銅線繞過流量計跨接在管道的兩法蘭上，使陰極保護電流與流量計之間隔離。對于金屬非接地管道，應用粗銅線連接，保證法蘭至法蘭和法蘭到流量計是連通的。對于非導電的塑料管或襯里管，如果沒有參比電極或由于電位平衡電流的存在，需將流體通過接地環接地。

 

2.3煤化工企業常見運行問題

    (1)液體中含有氣泡和非滿管的現象。液體中含有氣泡的現場導致測量不準或測量值波動(輸出波動)，液體中泡狀氣體的形成有從外界吸入和液體中溶解氣體(空氣)轉變成游離狀氣泡兩種途徑。若液體中含有較大氣泡，則因擦過電極時能遮蓋整個電極，使流量信號輸入回路瞬時開路，導致輸出信號出現波動。最典型故障:煤氣化33單元P-3301AB出口流量，由于安裝在泵的出口高處離泵近，水波動有氣泡;存在同樣問題的有3 3 FT-0002. 3 6FT-0001. 3 6FT-0002，都是由于安裝位置不合適造成指示波動大。

    (2)電極腐蝕。在排除氣泡的因素后有因電極腐蝕而造成測量值晃動的情況，且都以傳感器失效而告終。由于電極材料的選擇不當造成電極為被測液體所腐蝕，從而導致流量計輸出波動。電極一旦被腐蝕后，所造成的結果對此的解決方法，只有更換新的電極。17單元酸、堿測量的電磁流量計都是因為電極被被測液體所腐蝕，導致儀表損壞。

    (3)電極結垢及電極短路。若被測介質中含有金屬物質時(如鐵銹)，電極短路較易診斷，此時側量值明顯偏小或趨于零。但這種現象在日常運行中并不多見。因電磁流量計經常應用于原水和污水等計量環境，電極結垢的發生機率較高。當電極結垢時，表現為信號逐漸減小，直至絕緣而使得信號回路開路，此時流量信號被隔絕。

    當被測介質的粘度較高時，易在管壁附著和沉淀，若附著的介質是比被測液體電導率高的導電物質，則信號電勢被分流而不能工作，即電極短路，若是非導電層.就是我們日常所說的電極結垢，則使電極開路而不能工作。結合工藝工況拆下清洗電磁流量計是一個比較徹底的方法。

 

    案例:煤氣化14單元，14FT-0003，由于渣池水含細渣和污垢，加上是水平安裝，更容易造成襯里和電極結垢，從而造成流量計的指示逐漸減小。解決方案，是管路進行改造，增加旁路，便于生產期間可以交出，清洗電磁流量計。原始試車期間，管道中有大量鐵銹存在，附著在電磁流量計內壁，造成電極短路，影響測量。

    (4)襯里變形。襯里變形，大多發生在氟塑料的襯里，氟塑料襯里特別是聚四氟乙烯(PTFE)襯里本身的工藝結構，因為聚四氟乙烯與管壁間僅靠壓貼，無粘結力，故不能用于負壓管道。聚四氟乙烯(PTFE)實用溫度不能大于1500，因此，聚四氟乙烯(PTFE)襯里的電磁流量計不能應用于高溫場合管道，若在高溫下瞬時形成負壓后則會引起襯里變形;16FT-0012，在生產工作過程中:指示逐漸變小。停車拆開檢查，檢查發現四氟襯里變形，向內鼓泡，如圖3，后分析原因發現管道介質溫度工況在150。以上，因電磁流量計是四氟襯里，使用溫度不應超過1500，另外工藝停泵P-1601，沒有打開排放，電磁流量計安裝位置又高，溫度冷卻冷凝后形成負壓。造成襯里變形。16單元中的這幾個電磁流量計換為了渦街流量計，14單元含有渣粒的換為了楔式一體流量計。