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泥漿流量計在選型時應關(guān)注的相關(guān)產品參數及工況條件

點(diǎn)擊次數:2066 發布時間:2020-08-12 15:52:58
1、應用(yòng)概況
泥漿流量計應用領域廣(guǎng)泛。泥漿(jiāng)流量(liàng)計不受溫度、壓力、粘度等外界因素的影響,測量管內部(bù)無收縮(suō)或凸出部分(fèn)的造成的壓力損失,另外,流量(liàng)元件檢(jiǎn)測出的*初信號,是一個與流體平均流速(sù)成精確線性變化的電壓,它與流體的其他性質無關,具有很大的優越性(xìng)。大(dà)口徑(jìng)儀表較多應用於給排水工程。中(zhōng)小口徑常用於固液雙相(xiàng)等難測流體或高要求場所(suǒ),如測量造紙工業紙(zhǐ)漿液和黑(hēi)液、有色冶金業礦(kuàng)漿、選煤廠煤漿、化學工業強腐(fǔ)蝕液以及鋼鐵工業高爐風口冷卻水控製和監(jiān)漏,長距離管道煤水力輸送流量測量和控製(zhì)。小口徑(jìng)、微小口徑常用於醫藥工業、食品工業、生物工程等有衛生要求場所。
2、精度等級和功能
市場上通用型性能有較(jiào)大差別,有些精度高、功能多,有些精(jīng)度低、功能簡單。精度(dù)高儀表基本誤差為(±0.5%~±1%)R,精度低儀(yí)表(biǎo)則為(±1.5%~±2.5%)FS,兩者價格相差1~2倍。測量精度要求不很高場所(例如(rú)非貿易(yì)核算僅以控製為目,求高可*性和優良重複(fù)性場所(suǒ))選用高精度儀表經濟上是不合算。
有些型號泥漿流量計聲稱有更高精確度,基本誤差僅(±0.2%~±0.3%)R,但有嚴格安裝要(yào)求和參比條件,例如環境溫度20~22℃,前後置直管段長度要求分別大(dà)於10D,3D(通常為5D,2D)提出流量傳感器要與前後置直管組成一體流(liú)量標準裝置上作實(shí)流校準,以減少夾裝不善影響(xiǎng)。多種型號選擇(zé)比較(jiào)時不要單純隻看高指標,要詳細閱讀製造(zào)廠樣本或說明書做綜合分析。市場(chǎng)上泥漿流量(liàng)計功能差別也很大,簡單就(jiù)測量單(dān)向流量,隻輸(shū)出模擬信(xìn)號帶動(dòng)後位儀表(biǎo);多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管(guǎn)和(hé)電源切斷報(bào)警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態等。有些型號儀表串行數字通信功(gōng)能可選多種通信接口和專用芯片(ASIC),以連接HART協議係統、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現場總線等。

3、流速、滿度流量、範圍度和口徑 選定儀表口徑不一定與管徑相同,應視流量而定。流程工業輸送(sòng)水等粘(zhān)度(dù)不同液體,管道流速一般是經濟流速1.5~3m/s。泥漿流(liú)量計用(yòng)這樣管道上,傳感器口(kǒu)徑與管徑相同即可。
滿度(dù)流量時液體流速可(kě)1~10m/s範圍內選用,範圍是比較寬。上限流速原理(lǐ)上是不受限製,通常建議不超過5m/s,襯裏(lǐ)材料能承受(shòu)液流衝刷,實際應用很少超過7m/s,超過10m/s則更為罕見。滿度流量流速下限一般為1m/s,有些型號儀表則為0.5m/s。有些新(xīn)建工(gōng)程運行初期流量偏低或(huò)流速偏低管係,從測量精度角度考慮,儀表口徑應改用小於管徑,以異徑(jìng)管連接之。用於有易粘附(fù)、沉(chén)積(jī)、結垢等物質流體(tǐ),選(xuǎn)用(yòng)流速不低於2m/s,*好提高到3~4m/s或(huò)以上,起到自(zì)清掃、防(fáng)止粘附沉積(jī)等作用。用於礦漿等磨耗性(xìng)強流體,常用(yòng)流速應低於2~3m/s ,以降(jiàng)低對襯裏(lǐ)和電*磨損。 測量接近閾值低電(diàn)導液體,盡可能(néng)選定(dìng)較低流速(小於0.5~1m/s),因流速提高流動噪聲會增加,而出現輸出晃動現象。 EMF範圍(wéi)度是(shì)比較大,通常不低於20,帶有量程(chéng)自(zì)動切換功能儀表,可超過50~100。國內可以提供定型產品口徑從10mm到3000mm,隨然實際(jì)應用以中小(xiǎo)口(kǒu)徑居多,但與大部分其他原(yuán)理流量儀表(如容積式、渦輪式、渦街式或科裏奧利質(zhì)量式(shì)等)相比,大口徑儀表(biǎo)占有較大比重(chóng)。某企業(yè)近萬台儀表中,50mm以下小口徑、65~250mm中口徑、300~900mm大口徑、1000mm以上超大口(kǒu)徑分別占37%、45%、15%和3%。
4、液體電導率
使用泥漿流量計前提是被測液體必須是導電,不能低於閾值(即下(xià)限值)。電導率低於閾值會產生測量誤差直至不能(néng)使用(yòng),超過閾值變化也可以測量,示值誤差(chà)變化不大,通用型EMF閾值10-4~(5×10-6)S/cm之間,視型號而(ér)異(yì)。使用時還取決於傳感器和轉換器(qì)間流量信號線(xiàn)長度及其分布電容(róng),製造廠使用說明書中通常規定電導率相對應信號線長度。非(fēi)接觸電容耦合大麵積電*儀表則可測電導率低至5×10-8S/cm液(yè)體。 工業用水(shuǐ)及其水溶液電導率大於10-4S/cm,酸、堿、鹽液電(diàn)導率10-4~10-1S/cm之間,使用不存問題,低度蒸餾水為10-5S/cm存問題。石油製品和有機溶劑電導(dǎo)率過(guò)低就不能使用。表1列出(chū)若幹液體電導率。從資料上查到(dào)有些純液或水溶液(yè)電導率較低,認為不能使用,實(shí)際工作中會遇到因含有雜質而能使用實例,這類雜(zá)質對增加電導率有利。水溶液,資料中電導率是用純水配比實驗室測,實際使用水溶(róng)液可能用工業用水配比,電導率將(jiāng)比查要高(gāo),也(yě)有利於流量測量。表1 若幹液體(tǐ)20℃時電導率 液體名稱 電導率 液體名稱 電導率液體名稱 電導率 石油 (3~5)×10-13 丙酮 (2~6)×10-8 純水,高度蒸餾水4×10-8 苯(běn) 7.6×10-8 液氨 1.3×10-7 甲(jiǎ)醇 (4.4~7.2)×10-7 飲用水 ≈10-4 海水 ≈4×10-2 硫酸(5%~99.4%)(2.1×10-1)~(8.5×10-3)氨水(4%~30%) (1×10-3)~(2×10-4)氫氧(yǎng)化鈉(4%~50%)(1.6×10-1)~(8×10-2)食鹽水(2.5%) 2×10-1 使用經(jīng)驗,實際應用液(yè)體電導率(lǜ)*好要比儀表製造廠規定(dìng)閾值至少大一個數量級。製造廠儀表規範規定下(xià)限值是各種使用條件較好狀態下可測量*低(dī)值。是(shì)受到一(yī)些(xiē)使用(yòng)條件限製,如電導率均勻性、連接信號線、外界噪聲等,否則會出現輸出晃動(dòng)現象等。我們就多次遇到(dào)測量(liàng)低度蒸餾水或(huò)去離子(zǐ)水,其電(diàn)導率接近(jìn)閾值(zhí)5×10-6S/cm,使(shǐ)用時出現輸出晃動。
5、液體中含有(yǒu)混入物
混入成泡狀流微小氣泡仍(réng)可正常工作,但測是含氣泡體積混合體積流量;如氣體含量增加到形成彈(塊)狀流,因電*可能被氣體蓋住使電(diàn)路瞬時斷開,出現輸出晃動不能正常工作。含有非鐵磁性顆粒或纖維固液雙相流體同樣可測二相(xiàng)體積流量。固體含(hán)量(liàng)較高流體,如鑽井泥漿、鑽探固井水泥漿、紙漿等實際上已屬非牛頓流體。固體載體液中一(yī)起流動,兩者之間有(yǒu)滑(huá)動,速(sù)度上有差別,單相液體校驗儀表用於固(gù)液雙相流(liú)體會產生附加誤差。還未見到EMF應用於固液雙相流體(tǐ)中固形物影響係統實驗報告(gào),但國外有報告稱固形物含量有14%時誤差3%範圍以內;我國黃河水利委員會水利科學研究所實驗報告稱,測量高(gāo)沙含量水流量,含沙量體積比17%~40%(沙中值(zhí)粒徑0.35mm),儀表測量誤差小於3%。 漿液內有較大顆粒(lì)擦過(guò)電(diàn)*表麵(miàn),頻率較低矩形激磁泥漿流量計中會產生尖峰(fēng)狀漿液噪聲,使流量(liàng)信號(hào)不穩,就要選用較高頻率儀(yí)表或有(yǒu)較強(qiáng)抑製漿液噪聲能力(lì)泥漿流量計,也可選用市電交(jiāo)流(liú)激(jī)磁儀(yí)表或雙頻激磁儀表。含有鐵磁性物質流體對於泥(ní)漿流量計,因(yīn)測量管內磁導率受鐵磁體不同含(hán)量而變化(huà),會產生測量誤差。但磁路中置有磁通檢測線圈補償EMF,可減小混入鐵磁體影響。水中含有液固重量比約4:1,顆粒度≤0.15mm鐵精礦石礦漿,以80mm口徑儀表作清水和漿(jiāng)液(yè)對比流量試驗,通常儀表示值變(biàn)化7%~10%,裝有磁通檢測線圈儀(yí)表,示值誤差(chà)±2%FS以內。 對含有礦石顆粒礦漿應用(yòng),應注意對(duì)傳感器襯裏磨損程度,測量管(guǎn)內徑擴大會產生附(fù)加誤差。這種場合(hé)應選用耐磨性較好陶瓷襯裏或聚氨酯橡(xiàng)膠襯裏,同時建議傳感器安裝垂直(zhí)管道上,使管道磨損均勻,消除水平安裝下半部局部磨損嚴重缺點。也可以傳感器進(jìn)口端加裝噴嘴形護套(tào),相對延長使用期。
6、附(fù)著和沉澱
測量易管壁附著和沉澱物質流體時,若附著是(shì)比液(yè)體電導率高導電物質,信號電勢將被短路而不能工作,若是非導電層則*先應注意電*汙染,譬如選(xuǎn)用不易附著尖形或半球形突出電*、可更換(huàn)式電*、刮刀式清垢電*等。刮刀式電*可傳感器外定期手動刮出沉垢。國(guó)外產品曾有電*上裝超聲波換能器,以清除表麵垢層,但現已少見。也有暫(zàn)時斷開測量電路,電*簡短時間內流(liú)過低壓大電流,焚燒清除附著油脂(zhī)類附著層。易產生附著場所可提高流速以達到自清掃目,還可以采取較方便易清洗管道連接,可(kě)不拆(chāi)卸清洗傳感器。非接觸(chù)型電*泥漿流量計附(fù)著非導電膜層,儀表仍能工作,但若為高(gāo)導電層則同樣不能(néng)工作。
7、與流(liú)體接觸零部件材料選擇 與流體接觸傳感(gǎn)器零部件有襯裏(或絕緣材料製(zhì)成測量管)、電*、接環和密封墊片(piàn),其材料耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上(shàng)限等影響儀表對流體適(shì)應性。零(líng)部件少,形狀簡單,材料選擇靈(líng)活,電磁流(liú)量傳感器對流體適應性強。
(1)泥漿流量計的 襯裏材料(或直接與介質接觸測量管(guǎn))常(cháng)用襯裏材料有氟塑(sù)料、聚氨酯橡(xiàng)膠、氯丁(dīng)橡(xiàng)膠和陶瓷等。近(jìn)年有采用高純氧(yǎng)化鋁999.7%AI2O3)陶瓷製成襯裏,但隻限中小口徑傳感器。 氯丁橡膠(jiāo)和玻璃鋼用於非腐蝕性或弱腐蝕性液體(tǐ),如工業用水、廢汙水及弱酸堿(jiǎn),價格*為低廉。氟塑料具有優良耐化學腐蝕性,但耐磨性差,不能用於測量礦漿液。氟塑料中*早應用是聚四(sì)氟乙烯,因與測量管間僅*壓貼,無粘結力,不(bú)能用於負(fù)壓管道,後開發各種(zhǒng)改性品種,實現注(zhù)塑成形,與測量管有較強結合力,可用於負壓,聚氨酯橡(xiàng)膠有*好耐磨耗性,但(dàn)耐酸堿腐蝕(shí)性較差。它(tā)耐磨性相當於天然橡膠10倍,適用於煤漿、礦漿等;介質溫度要低於40~60/70℃。氧化鋁陶瓷有*好耐磨耗性和對強酸堿耐磨腐蝕性,耐磨性約為(wéi)聚氨酯橡膠10倍,適用於具有腐蝕性礦漿;但性脆,安裝夾緊時疏忽易(yì)碎,可用於較高溫度(120~140/180℃)但要防止溫度劇(jù)變,如通蒸汽滅(miè)菌,一般溫度突變不能大於100℃,升溫150℃ 要(yào)有10min時間。 通用型泥(ní)漿流量計幾(jǐ)種(zhǒng)材料壓力溫度大體(tǐ)適用範圍可參閱圖4。
(2)泥漿流量計的 電*和接環材料 電*對(duì)測量介質(zhì)耐腐是選(xuǎn)擇材料*先考(kǎo)慮因(yīn)素,其次考慮是否會產生鈍化等表麵效應和所形成(chéng)噪聲。
 1)選擇(zé)耐腐蝕材料泥漿流量計電*耐腐蝕性要(yào)求很高,常用金屬材料有含鉬耐(nài)酸鋼Icr18Ni12Mo2Ti,哈氏合金(耐蝕鎳基合(hé)金)B、C、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎(hū)可覆蓋全部化學液。此外還有適用於漿液等低噪聲電(diàn)*,它們是導電橡膠電*、導電氟塑料電*和(hé)多孔性陶(táo)瓷電*,或包覆這些材料金屬電(diàn)*。原則上電*材料選擇應從使用(yòng)者借鑒該介(jiè)質其他設備應用實際和經驗來確(què)定。後要做(zuò)必要實驗,如現場取液體樣品實驗(yàn)室做待用材料(liào)腐蝕性試驗。*好實驗是現(xiàn)場掛片,這是*接近實際應用條件腐蝕性(xìng)試驗,可以出比較可*能否適用結論。
 2)避免電*表麵效應 電*耐腐蝕性是選擇材料重(chóng)要因(yīn)素,但候電*材料對被測(cè)介質有很好耐腐蝕性,卻不一定就是適用材料,還(hái)要避免產生電*表麵(miàn)效應。電*表麵(miàn)效應分為表麵化學反應、電化學和*化現象以及電*觸媒作用三個(gè)方麵。化學反應效應如電*表麵與被測介(jiè)質接觸後,形成鈍化膜或氧化層(céng)。他們對耐(nài)腐蝕性(xìng)能可能起到積*保護(hù)作(zuò)用,但也有可能增加表麵接觸電阻。例如鉭(tǎn)與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。避免或減輕電*表麵效應介質------電(diàn)*材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足(zú)資料可查,一些有限經驗,尚待實踐(jiàn)中積累。 接環連接塑料管道(dào)或襯絕緣襯裏金屬管道流量傳感器兩端,他們耐腐蝕要(yào)求比電*低(dī),充分(fèn)有一定腐蝕,定(dìng)期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積(jī)大從經濟上(shàng)考慮較少采用鉭鉑等貴(guì)重金(jīn)屬。如金屬(shǔ)工藝管道直接與流體接觸(chù)就不(bú)需要接環。

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