一體式污水流量計選型要考慮的因素及影響測量精度的因素

摘要：文章介紹了煉鋼、精煉、連鑄過(guò)程中的主要工藝和一體式污水流量計選型的原理和分類(lèi)，分析了一體式污水流量計選型選用需要考慮的問(wèn)題，并對影響測量精度的因素進(jìn)行了探討，指出了一體式污水流量計選型的發(fā)展趨勢。
在西鋼煉鋼工程中主要用在110t康斯迪電爐、2臺90t精煉爐和配套VD工位；三機三流連鑄機等三位一體冷卻水檢測系統，此系統的生產(chǎn)工藝過(guò)程是*先將鐵水兌入電爐、精煉爐冶煉脫氣，其次通過(guò)連鑄機澆鑄成具有一定形狀和要求的尺寸規格的鑄坯。三位一體核心設備主要包括電爐主體設備、供電設備、煙罩設備、真空脫氣設備、澆鋼設備、切割區域設備、連鑄機本體設備、引錠桿收集及輸送設備等。水冷系統主要包括旋轉接頭，水泵、水管、足量水源。整個(gè)系統對配水量有嚴格要求，例如結晶器水流量檢測，噴淋水流量檢測，110噸康斯迪電爐變壓器、爐殼、電*保護用水及煙罩用水都用一體式污水流量計選型。
1、一體式污水流量計選型的原理和分類(lèi)
一體式污水流量計選型的設計是根據法拉*電磁感應定律，導管中導電的流體被看作導體，管道的內徑可看作道導體的長(cháng)，原理圖如圖1所示，兩電*裝到與管道的中心軸和磁場(chǎng)方向組成的平面相垂直，拾取液體產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢。感應電動(dòng)勢為：
E=BDv
qv=D2v
qv=D
式中：
E---感應電動(dòng)勢
B---磁感應強度
v---平均流速
qv---單位時(shí)間流過(guò)管道的橫截面積液體的體積由上式看出瞬時(shí)流量只和感應電動(dòng)勢成線(xiàn)性關(guān)系，與其他物理量無(wú)關(guān)，這是一體式污水流量計選型的優(yōu)點(diǎn)之一。一體式污水流量計選型按照激磁電流的方式不同分為：直流激磁、交流激磁、低頻矩形波激磁和雙頻激磁。直流激磁適用于測量金屬液體的流量，如高溫下的鈉、汞等。交流激磁可以避免在電磁表面*化，但容易形成零點(diǎn)漂移。低頻矩形波激磁功耗小，受電*污染后影響小，沒(méi)有零漂，很快被人們所接受，成為主要的激磁方式。雙頻激磁是在低頻矩形波激磁基礎上疊加高頻波，改善了低頻矩形波激磁的流動(dòng)噪聲和漿液噪聲。

一體式污水流量計選型由于其無(wú)法比擬的一些優(yōu)點(diǎn)使其市場(chǎng)占有率一直持高。其結構簡(jiǎn)單，流體流過(guò)流量計不會(huì )產(chǎn)生壓力損耗；可以測量骯臟介質(zhì)、渾濁介質(zhì)以及腐蝕介質(zhì)液固兩相流量；測量過(guò)程不易受液體的密度、溫度、粘度影響；測速范圍比較寬。雖然一體式污水流量計選型在不斷完善，但仍存在一些不足：不能測蒸汽、氣體和氣液兩相介質(zhì)；容易受到外界磁場(chǎng)干擾影響；對于導電率較低的介質(zhì)不能測量，如有機溶劑或者奶制品等。
2、選用一體式污水流量計選型要考慮的主要因素
2.1 液體導電率
一體式污水流量計選型使用的前提必須導電，不能低于閾值，常規流量計閾值一般在10-4～10-6s/m，應該根據型號定。有機溶劑和石油制品的導電率較低，因此不能用一體式污水流量計選型來(lái)測量。根據經(jīng)驗，被測液體的導電率應該比儀表廠(chǎng)商所規定的閾值的數量級要至少要大一個(gè)數量級。否則容易引起晃動(dòng)。
2.2 精度等級
一體式污水流量計選型精度高的誤差大約為±0.5%～±1%，精度低的流量計大約為±1.5%～±2.5%，價(jià)格也相差2倍左右。因此應該合理地選擇流量計，在精度要求不高的地方，選用價(jià)格較低的來(lái)減少花銷(xiāo)。有的流量計精度更高，但是安裝條件要求很高，如溫度20℃～22℃，甚至要做直流校準，減小影響。
2.3 流速和口徑的選擇
流量計的口徑可以不與管徑一致，應根據流量定。管道的液體經(jīng)濟流速一般為1.5～3m/s，在這種流速下，流量計的口徑和管徑一致即可。上線(xiàn)流速理論上是不限的，但是如果襯里不能承受流體沖涮建議不超過(guò)5m/s。容易沉積結垢的液體，應選用流速不小于2m/s。
3、影響電磁流量測量精度的因素
如果一體式污水流量計選型安裝和使用不當，就會(huì )導致誤差變大，甚至損壞。
3.1 接地環(huán)和電*材質(zhì)的選擇問(wèn)題
由于被測液體和電*或接地環(huán)不匹配引發(fā)故障，這種不匹配除了腐蝕問(wèn)題，還有電*的表面效應，主要包括：化學(xué)反應、*化現象、觸媒作用。接地環(huán)也同樣有這些問(wèn)題，不過(guò)影響程度小些。
3.2 管內液體不滿(mǎn)管
由于流量計安裝的位置不良或者背壓不足，導致液體不能充滿(mǎn)管道，致使測量值比真實(shí)值要小。如果不滿(mǎn)管比較嚴重，使電*漏出液面，就沒(méi)有辦法測量液體了。如果流動(dòng)是塞狀流或氣泡流，不僅會(huì )使測量值不準確，還會(huì )由于氣泡瞬間碰到電*表面而造成輸出晃動(dòng)。
3.3 液體中含固相
液體中如果含有顆粒，可能會(huì )造成的故障有：電*和襯里表面上覆蓋沉積層、襯里磨損、管道截面積變小。有些比較容易結晶的液體，當流體流經(jīng)流量計時(shí)引起內壁上掛有一層固體，由于使用其他類(lèi)型流量計也存在同樣的問(wèn)題，所以可以選用被測量管路非常短，且容易拆卸的流量計，在結晶后能方便拆卸來(lái)進(jìn)行維護。
3.4 安裝
安裝過(guò)程中，應該將流量計正負方向和流體流向一致。避免安裝在強磁場(chǎng)的地方。流量計不應安放到不容易積氣的管道*高點(diǎn)，或者自上而下垂直的管路，這樣容易產(chǎn)生排空。流量計后面不應該直接將液體排入大氣，而應該有背壓以防止管道不滿(mǎn)管。
4、一體式污水流量計選型的發(fā)展趨勢
近些年，一體式污水流量計選型發(fā)展迅速。為了適應各種工況需要，一體式污水流量計選型在導管形狀方面、勵磁方式方面、電*材料和結構都在不斷地進(jìn)行改善。目前，國內外主要有下述幾個(gè)發(fā)展方向：
一般一體式污水流量計選型在低速（0.2m/s以下）進(jìn)行測量時(shí)，穩定性和精度都很不理想，為了改善其不足，可以用等效截面法設計管道結構。避免漏磁干擾，可以采用矩形管道，因為這種結構將切割磁力線(xiàn)的流體的長(cháng)度L和流體的平均流速v的值提高了，使得感應電動(dòng)勢的值提高了。對于互相關(guān)算法對干擾進(jìn)行去除對低流速情況也非常有效。
一體式污水流量計選型在測量液體流量的時(shí)候，一般要求流體流經(jīng)管道的時(shí)候是滿(mǎn)管。否則影響其測量的準確性。目前非滿(mǎn)管的一體式污水流量計選型有很多測量方法?？梢圆捎么派炜s液位法、電容液位測量法、微壓計、多電*法等等。一體式污水流量計選型目前普遍使用交流供電，功耗較大。主要從微處理器、電路設計、勵磁方式來(lái)考慮降低功耗。微處理器技術(shù)不斷地進(jìn)步，使其功能不斷擴展，增加了自動(dòng)報警、自檢定、故障診斷等新的功能，而且聯(lián)網(wǎng)易于現場(chǎng)監控。
一體式污水流量計選型由于測量原理限制其只能測量液體導電率不低于5μs/cm的情形。為了解決對低導電率的液體進(jìn)行測量，主要考慮電*的大小、形狀以及安裝的方式，信號傳輸和擬制共模干擾等方面?，F在一體式污水流量計選型測量液體的導電率比傳統低了2～3級，已經(jīng)實(shí)現對乙二醇和甘油這樣低導電率液體進(jìn)行測量
5、結語(yǔ)
LDE一體式污水流量計選型流量計因為結構簡(jiǎn)單，測量范圍廣，被廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域。目前國內一體式污水流量計選型的測量精度仍然普遍偏低，提高其測量精度具有重要的意義。另外，技術(shù)人員應該熟悉工藝流程，只有根據現場(chǎng)情況合理使用流量計，才能發(fā)揮其效用。

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