摘要:阐述了电磁流量计在电解装置应用中所遇到的特殊问题, 提出了相应的解决办法, 并给出了实测数据和分析结果。
由于电磁流量计具有响应速度快 、信号传送稳定、使用寿命长 、极易操作和监控等特点,因此在电解装置中得到了广泛地应用 。但是 ,由于电解装置中存在的特殊问题, 在使用电磁流量计时, 还必须有针对性地解决一些具体问题 , 才能在电解装置中用好电磁流量计 。
1 电解装置的特性和问题
电解原理简单地说就是将正负电极插入电解液中而生产产品 。例如 ,电解食盐水可生产氯气 、氢气和氢氧化钠 。电解装置一般要用 10kA 以上的大直流电流,在这种情况下,就会有以下问题发生 。
1.1 对周边磁场的影响
用10kA 以上强电流的电解槽会产生一个强磁场,该磁场会影响电磁流量计的电磁线路。
1.2 漏电流(俗称杂散电流)的影响
电磁流量计检测的电压只在几毫伏以内 ,该电压是由流体的流动感应产生的。由于工艺管道是塑料的或有塑料内衬的, 来自电解槽的漏电流就会影响电磁流量计。当漏电流通过电磁流量计电极和接地环时 ,就会产生一个大电流, 一旦漏电流值超过电磁流量计所允许的噪声电平 ,就会造成放大器过载,引起测量误差。
1.3 接地电势
电解槽有漏电流对地会产生一个电势,并会影响电磁流量计。由于电解装置的电势不稳定 ,如果把电磁流量计接地, 就会发生过大的输出波动 。
1.4 非金属管道的流体泄漏
因为流体有腐蚀性且要求与电解槽相连的管道具有非导电性, 所以装置中采用非金属材料管道。这类管道一般机械强度很差, 因此在紧固法兰螺栓时容易造成管道破裂 。由于螺栓不能拧紧,从而使得液体从接地环连接处和内衬处泄漏。
2 对策研究
由于电解装置中存在的上述特性和问题 ,就要求所选用的电磁流量计必须有优越的性能 ,才能适合在电解装置中使用 。而由于 ADMAG-AE 电磁流量计 ,采用双频率励磁, 且有直流噪声抑制电路等特点 ,经过实践检验证明, 它能适合电解装置的使用要求。
2.1 使用直流噪声抑制线路
通常电极与地之间的直流电势只有几毫伏, 但当有漏电流时就可能增加到几伏, 且有直流噪声 。直流噪声抑制电路可以消除由阻容滤波而引起的直流噪声。因此, 在有漏电流的装置中应用 AD-MAG-AE 电磁流量计, 推键使用带有直流噪声抑制电路的变送器, 以防止其他直流电流流入变送器 。在使用直流噪声抑制电路时 ,应考虑以下两点。
(1)空测功能不能工作:当增加阻容滤波时, 空测功能不能工作。
(2)测试条件的限制:流体的电导率必须大于200μS/cm ,检测管径必须在 15 ～ 200mm 范围内 。
2.2 正确接地
2.2.1 接地法研究
如果接地采用检测器旁路方式(见图 1), 电解槽的漏电流将通过 A—C 和 B—C 。如果不同的电流流过A 和 B 电极 ,那么 A 和 B 电极之间的平衡就会不同 ,其结果将会饱和放大器 。如果接地采用接地环方式 ,且避开检测器直接接地 ,漏电流对电极A 和 B 的影响将减至**小, 且有一个稳定的 C电势 ,其结果将会在液体中减少输出波动, 且建立一个参考电势 。
2.2.2 正确选择接地点
根据装置的自身现状,选择合适的接地点是很重要的。
(1)当已知漏电流的方向时 , 接地点选择如图2所示。在图 2 中仅对转换器接地, 并确认与直流噪声抑制电路相连时,输出是正常的。
(2)当不知漏电流方向时, 接地点选择如图 3所示 。在图3 中也同样仅对转换器接地, 并确认与直流噪声抑制电路相连时,输出是正常的。
(3)接地环和短管的作用是 ,在流体到达电磁流量计之前消除漏电流 。有时使用几个接地环来加强效果 。由于要与液体大面积接触, 使用短管的效果较好,但它较容易造成电腐蚀, 因此相对于使用接地环而言, 使用短管需要经常进行维护、检修 。
2.3 解决管节处的泄漏
电解装置中所用的非金属管和不能拧紧的螺栓处**易发生流体的泄漏 。一般检测器与管道之间的密封圈使用中性抗酸碱的密封件, 密封件使用与管道相同的材料。ADMAG-AE 系列电磁流量计检测器上所带的 O 型圈(材料 Byton 和硅胶)是防泄漏的, 如图 4 所示 。
2.4 周边磁场的影响
ADMAG-AE 系列电磁流量计耐周边磁场的影响可保证在 5(10 3 /4π)A/m 左右 , 而实际可达 20(10 3 /4π)A/m , 如再高于此数值的强磁场, 则须增加其他防护措施
3 综合应用测试实例
下面为食盐水电解装置的现场数据 ,该装置有如下问题 。 ①周边磁场的影响 ;②泄漏电流的影响;③泄漏磁场的影响;④非金属管道的液体泄漏 。应用ADMAG 检测器并综合第 2 节所述方法, 得到以下测试数据。
3.1 工艺流程
ADMAG 检测器应用的工艺流程如图 5所示。
其测试条件如下 。
被测流体:盐水 ;
条件 :电导率**小 200μS/cm;管径 50mm ;
规格 :检测器LDG205DG ;
变送器AE14(直流噪声滤波);
流量量程 0～ 15m 3 /h(流速 2.12m/s)。
3.2 测试结果
各种测试条件下 ADMAG 的测试结果如下表及图 6～ 9 所示 。
3.3 结果分析
结果 1:虽然有接地环和不接地的检测器 , 但由于没有直流噪声抑制电路 ,因而输出波动很大 。
结果 2:即便有直流噪声抑制线路和接地检测器, 但由于无接地环 , 因而输出波动和电极电位仍很大 。
结果 3:虽然有直流噪声抑制线路 , 但由于检测器接地 ,因而输出波动和电极电势很大。
结果 4:直流噪声抑制电路和检测器不接地 ,接地环分流了漏电流,因而输出波动远小于其他结果。
尽管装置有强磁场和直流噪声,带有辅助条件的结果 4, 证明了这些辅助条件的效果。这些辅助条件包括直流噪声抑制电路、检测器非接地 , 从接地环分流漏电流 。
4 结束语
以上我们就 SC-LDG电磁流量计的特点及其在电解装置中的使用情况进行了阐述 。好的仪表尚需有正确的使用方法,只有熟知仪表的特点和工艺特性 ,才能达到良好的检测效果。
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