氯堿行業(yè)工藝介質(zhì)多為酸、堿、鹽等電解質(zhì)，基于電磁流量計(jì)的測(cè)量原理，決定了其在該行業(yè)的應(yīng)用有很大的優(yōu)勢(shì)。本文介紹的選型原則具有通用性，但力求在具體的每一項(xiàng)目的選型時(shí)，較側(cè)重于結(jié)合氯堿行業(yè)的特點(diǎn)。
1電磁流量計(jì)的測(cè)量原理及特點(diǎn)　
1.1測(cè)量原理
電磁流量計(jì)的測(cè)量原理見(jiàn)圖1

　　電磁流量計(jì)的測(cè)量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)電液體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),其感應(yīng)電勢(shì)（流量信號(hào)）E為：
E=KBDV（1）
式中：K—儀表常數(shù)；
B—磁感應(yīng)強(qiáng)度；
V—流體平均流速，m/s；
D—測(cè)量管內(nèi)徑，mm。

　　測(cè)量流量時(shí)，導(dǎo)電性液體以速度V流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)，在測(cè)量電極上感應(yīng)出一個(gè)與平均流速成正比的電壓,其感應(yīng)電壓信號(hào)通過(guò)一對(duì)或一對(duì)以上與液體直接接觸的電極檢出,并經(jīng)由轉(zhuǎn)換器的智能化處理,然后送LCD顯示或轉(zhuǎn)換成4～20mADC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)、頻率信號(hào)和Hart等協(xié)議通訊的輸出。
1．2特點(diǎn)
（1）流量的測(cè)量不受流體的密度、黏度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，測(cè)量精度高。
（2）電磁流量計(jì)可在一種典型介質(zhì)（一般為水）下標(biāo)定或校準(zhǔn)，而用于其他介質(zhì)（液體）時(shí)無(wú)需附加修正。
（3）測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件及阻流體，因此，沒(méi)有附加的壓力損失，在大口徑測(cè)量中節(jié)約泵能耗是選用它的重要原因，特別在工藝管道壓力不高或依靠水頭自流情況下采用更為有利。
2電磁流量計(jì)的選型
2.1選用條件
　　選用電磁流量計(jì)的前提條件是被測(cè)流體必須具備一定的導(dǎo)電性,電導(dǎo)率>5μS/cm。被測(cè)介質(zhì)不應(yīng)含有較多的鐵磁性介質(zhì)及大量氣泡。
　　液體的電導(dǎo)率可查閱有關(guān)手冊(cè)，缺少現(xiàn)成數(shù)據(jù)則可取樣用電導(dǎo)率儀測(cè)定，但有時(shí)也有從管線上取樣去實(shí)驗(yàn)室測(cè)定認(rèn)為可用，而實(shí)際電磁流量計(jì)卻不能工作的情況。這是由于測(cè)電導(dǎo)率時(shí)的液體與管線內(nèi)的液體有差別，譬如液體在運(yùn)送的過(guò)程中吸收了大氣中的Cl2、CO2或NOX，生成鹽酸、碳酸或硝酸，從而導(dǎo)致電導(dǎo)率增大，這在氯堿廠尤為常見(jiàn)。
　　電導(dǎo)率若接近下限值有可能出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象，諸如低度蒸餾水、去離子水等。通常認(rèn)為能穩(wěn)定測(cè)量的電導(dǎo)率比下限值要高一兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
2.2口徑的確定
　　口徑的確定主要是根據(jù)工藝上的體積流量，結(jié)合工藝管道的尺寸，選擇合適的流量計(jì)口徑，使通過(guò)傳感器的流體平均流速在合適的范圍內(nèi)（通常為0.3~10.0m/s）。
　　具體地說(shuō)，測(cè)黏度不高的潔凈介質(zhì)，經(jīng)濟(jì)流速是1.5~3.0m/s。測(cè)易結(jié)晶、黏度稍大或有沉積物的溶液時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)靥岣吡魉伲?.0~4.0m/s為宜，起到自潔，防止粘附、沉積等作用；測(cè)礦漿等磨損性流體時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低流速，以1.0~2.0m/s為宜，以降低對(duì)襯里和電極的磨損。測(cè)接近閥值的低導(dǎo)電率液體，應(yīng)盡可能使用較低流速(略小于0．5m/s，最大不超過(guò)l.0m/s)，以減輕因流速高，流動(dòng)噪聲增加而出現(xiàn)儀表輸出晃動(dòng)的現(xiàn)象。實(shí)際應(yīng)用很少超過(guò)7m/s，超過(guò)10m/s則更不推薦采用。
口徑計(jì)算方法：對(duì)于公式（2），取π=3.14，則公式（2）演變?yōu)?br /> qv=2.826×10-3D2V（5）
假設(shè)被測(cè)流體流速范圍為0.3~10.0m/s，則
qvmin=8.478×10-4D2（6）
qvmax=2.826×10-2D2（7）
　　對(duì)于通過(guò)某一口徑流量計(jì)的流體，其最小流和最大流量必須符合公式（6）、（7）的計(jì)算結(jié)果。

　　V1處在允許的0.3~10.0m/s流速范圍的低端，而V2處在較經(jīng)濟(jì)的流速點(diǎn)，因此，可選用流量計(jì)的口徑為覫50mm，與工藝管道口徑相同。
　　有時(shí)管道內(nèi)的流速偏低或從儀表價(jià)格上考慮，可選用口徑較小的流量計(jì)，這不僅可使儀表運(yùn)行在較好的工作狀態(tài)下，還可以降低儀表的投資費(fèi)用，此時(shí)就要在傳感器兩端加裝異徑管。
　　案例2某長(zhǎng)距離輸水管線工程，輸送管道口徑為800mm，最大流量為1000m3/h，確定電磁流量計(jì)的口徑。
根據(jù)公式（8）計(jì)算出管道內(nèi)液體的流速：

　　圓整后，可選用500mm口徑的電磁流量計(jì)，并在流量計(jì)兩端加裝異徑管。經(jīng)公式（8）驗(yàn)算，通過(guò)電磁流量計(jì)的流體流速為1.416m/s。
　　為了在加裝異徑管后不過(guò)多影響流速場(chǎng)的分布，不影響流量計(jì)的精度，通常要求異徑管的中心錐角不大于15°，越小越好。
有的選型資料詳細(xì)地給出了異徑管壓力損失的計(jì)算，這通常是沒(méi)有必要的。當(dāng)異徑管的中心錐角不大于15°時(shí)，總的壓力損失通常為100Pa以下。
　　譬如此例，若選異徑管的中心錐角α=8°。經(jīng)計(jì)算（詳細(xì)計(jì)算方法請(qǐng)查閱相關(guān)資料，或咨詢工藝專(zhuān)業(yè)），異徑管總的壓力損失為69.73Pa。
　　此例中，通過(guò)加裝異徑管，使流速提高到了較經(jīng)濟(jì)的流速，有利于測(cè)量。同時(shí)，DN500電磁流量計(jì)的價(jià)格要比DN800的價(jià)格低30％左右，投資較省。而68.7Pa的壓力損失幾乎是可以忽略不計(jì)的。
異徑管的安裝見(jiàn)圖2。

2.3電極形式及材料的選擇
2.3.1電極形式的選擇
　　一般來(lái)說(shuō)，不產(chǎn)生結(jié)晶、結(jié)疤、不沾污電極的潔凈介質(zhì)可用標(biāo)準(zhǔn)電極，否則，用刮刀式電極來(lái)清垢。對(duì)測(cè)污泥的場(chǎng)合，可選用刮刀式電極或可更換式電極。
2.3.2電極材料的選擇
　　應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性，由用戶負(fù)責(zé)選定。對(duì)一般介質(zhì)，可查有關(guān)防腐蝕手冊(cè)。但因腐蝕性介質(zhì)多種多樣，有些介質(zhì)（譬如各種比例和種類(lèi)的混酸）在現(xiàn)成的資料中往往找不到答案，可與制造商聯(lián)系，由用戶提供腐蝕性介質(zhì)，制造商提供待試材料，在規(guī)定條件下做掛片試驗(yàn)。
常用電極材料的耐腐蝕性能可參考表1。

　　在氯堿行業(yè)中，測(cè)循環(huán)水可選用316L電極；燒堿可選用哈氏合金C或不銹鋼電極（優(yōu)先選用哈氏合金C）；測(cè)鹽水及鹽酸可選用鉭電極，含游離氯的電解槽返回鹽水可選用鈦電極；三氯化鐵、碳酸鈉、次氯酸鈉溶液（鹽水工段較常見(jiàn)的介質(zhì)）可選鈦電極。
2.4襯里材料的選擇
應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性，磨損性及溫度來(lái)選擇。
常用襯里材料的主要性能及適用范圍見(jiàn)表2。

　　特別提出的是，特氟隆是一種氟化塑料，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的腐蝕，同時(shí)具有良好的耐高溫性，高溫下不變形，不降低絕緣阻抗�？捎糜跍y(cè)量大多數(shù)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、衛(wèi)生類(lèi)介質(zhì)。氯堿行業(yè)中測(cè)量強(qiáng)酸（HCl）、強(qiáng)堿（NaOH）及鹽（NaCl）多采用此種襯里材料。
2.5防護(hù)等級(jí)的選擇
　　按照國(guó)標(biāo)GB4208-2008外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)的要求結(jié)合儀表實(shí)際的使用條件選定適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)等級(jí)。若儀表在地面以下，經(jīng)常受水淹的，宜選用IP68；若儀表安裝在地面以上的，可選用IP65。
氯堿工業(yè)通常選用IP65以上的防護(hù)等級(jí)。
2.6接地環(huán)的選擇
　　若連接儀表的管道(相對(duì)于被測(cè)介質(zhì))是絕緣性的，則要用接地環(huán)。接地環(huán)的材料可以與電極材料相同，一般可選與管道材料耐腐蝕性相同即可。若被測(cè)介質(zhì)是磨損性的，則宜選用帶頸接地環(huán)，以保護(hù)進(jìn)、出口端的襯里，延長(zhǎng)使用壽命。
特別強(qiáng)調(diào)的是，電解槽沿著電解液的漏電流很大，這將導(dǎo)致管道中雜散電流很大，會(huì)引起很?chē)?yán)重的干擾，直接影響到電磁流量計(jì)的正常測(cè)量�？蓪⒘髁總鞲衅髋c其連接的工藝管道之間進(jìn)行電氣隔離。具體安裝方法見(jiàn)圖3。

2．7殼體材料的選擇
　　氯堿工業(yè)由于大功率變壓器、大電流電解槽的存在，周?chē)�磁�?chǎng)比較強(qiáng)。在選擇電磁流量計(jì)的殼體材料時(shí)，宜選用鑄鐵、鋼等有較好磁屏蔽作用的鐵磁性材料，不宜選用鋁、玻璃鋼等非鐵磁性材料。
3結(jié)語(yǔ)
　　電磁流量計(jì)的選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作,有關(guān)資料表明,儀表在實(shí)際應(yīng)用中有很大一部分故障是由儀表選型錯(cuò)誤或安裝錯(cuò)誤造成的，對(duì)此應(yīng)引起有關(guān)企業(yè)，尤其是氯堿企業(yè)的足夠重視。

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