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造纸污水流量计

简要描述:

造纸污水流量计由传感器和转换器组成,传感器安装在测量管道上,转换器被安装在离传感器30米内或100米内的场合,两者间由屏蔽电缆连接。流量计传感器主要组成部分是:测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。

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一、仪表概述:
造纸污水流量计由传感器和转换器组成,传感器安装在测量管道上,转换器被安装在离传感器30米内或100米内的场合,两者间由屏蔽电缆连接。流量计传感器主要组成部分是:测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。
二、测量原理:
造纸污水流量计根据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流量成正比例,其值为:E=KBVD式中: 
E-感应电势; 
K-与磁场分布及轴向长度有关的系数; 
B-磁感应强度; 
V-导电液体平均流速; 
D-电极间距;(测量管内直径) 
传感器将感应电势E作为流量信号,传送到转换器,经放大,变换滤波用一系列的数字处理后,用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出,报警输出及频率输出,并设有RS-485等通讯接口,并支持HART和MODBUS协议。 

三、性能特点:
1、流量的测量不受流体的密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响,传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系,因此测量精度高。
2、测量管道内无阻流件,因此没有附加的压力损失;测量管道内无可动部件,因此传感器寿命极长。
3、由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的,是管道载面上的平均值,因此传感器所需的直管段较短,长度为5倍的管道直径。
4、传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触,只要合理选择电极和内衬材料,即可耐腐蚀和耐磨损。
5、LD转换器采用国际先进的单片机(MCU)和表面贴装技术(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,参数设定方便。点击中文显示LCD,显示累积流量、瞬时流量、流速、流量百分比等。
6、测量系统,可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和优质材料,确保产品的性能在长时间内保持稳定。
7、适用测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量,如洁净水、污水、各种酸碱盐溶液、泥浆、矿浆、纸浆以及食品方面的液体等。

四、流量计结构形式:
1、传感器:
传感器主要由测量导管、测量电极、励磁线圈、铁芯、磁轭和壳体组成。 
a、测量导管:由不锈钢导管、衬里和连接法兰组合而成,为被测液体现场工况测量的载体。  
b、测量电极:安装在测量导管内侧壁,与轴流方向垂直,使测量液体产生信号的一对电极。 
c、励磁线圈:在测量导管内产生磁场的上下两个励磁线圈。 
d、铁芯和磁轭:将励磁线圈产生的磁场导入液体,并构成磁回路。  
e、壳  体:仪表外包装。 
2、转换器:即为智能二次表,其将流量信号放大处理,单片机运算后,可显示流量、累计量,并能输出脉冲、模拟电流等信号,用于流体流量的计量或控制。
3、产品组装形式:其分为一体型和分体型两种形式。 
a、一体型:传感器和转换器一体安装。 
b、分体型:传感器和转化器分离安装,通过连接电缆形成流量计量系统。 
c、为适应不同介质测量的要求,传感器的衬里和电极材料可以有多种选择。
五、技术指标:
1、仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5级。
2、测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。
3、流速范围:0.2~8m/s。
4、工作压力:1.6MPa。
5、环境温度:-40℃~+50℃。
6、介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃;橡胶材质衬里≤65℃。
7、防爆标志:ExmibdⅡBT4。
8、防爆证号:GYB01349。
9、外磁干扰:≤400A/m。
10、外壳防护:一体化型: IP65。
分 离 型: 传感器IP68(水下5米,仅限于橡胶衬里)转换器IP65。
11、输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω。
12、通讯输出:RS485或CAN总线。
13、电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔。
14、电源电压:90~220V.AC、24±10%V.DC。
15、zui大功耗:≤10VA。
六、主要优缺点:
1、传感器结构简单,测量管内没有可动部件,也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失,是流量计中运行能耗zui低的流量仪表之一。
2、可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件,与被测流体接触的只是测量管内衬和电极,其材料可根据被测流体的性质来选择。例如,用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬,可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;采用耐磨橡胶做内衬,就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。
3、是一种体积流量测量仪表,在测量过程中,它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率(在一定范围)的影响。因此,电磁流量计只需经水标定后,就可心用来测量其它导电性液体的流量。
4、输出只与被测介质的平均流速成正比,而与对称分布下的流动状态(层流或湍流)无关。所以电磁流量计的量程范围极宽,其测量范围度可达100:1,有的甚至达1000:1的可运行流量范围。
5、无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,也可测量正反两个方向的流量。
6、口径范围极宽,从几个毫米一直到几米,而且国内已有口径达3m的实流校验设备,为电磁流量计的应用和发展奠定了基础。
目前仍然存在的主要不足如下:
1、不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。
2、不能用来测量电导率很低的液体介质,如对石油制品或有机溶剂等介质,目前电磁流量计还无能为力。
3、普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制,不能用于测量高温介质;如未经特殊处理,也不能用于低温介质的测量,以防止测量管外结露(结霜)破坏绝缘。
4、电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。
七、安装环境的选择:
为了使变送器工作稳定,在选择安装环境时应注意以下几方面的要求:
1、尽量避免铁磁性物体及具体强电磁场的设备(如大电机、大变压器的等),以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信息。
2、应尽量安装在干燥通风之处,不宜在潮湿,易积水的地方安装。
3、应尽量避免日晒雨淋,避免环境温度高于45℃及相对湿度大于95.9%。
4、选择便于维修,活动方便的地方。
5、流量计应安装在水泵后端,决不能在抽吸侧安装;阀么应安装在流量计下游侧。

八、对直管段安装要求:
传感器对安装点的上下游直管段有一定的要求,否则会影响测量精度。
1、若传感器安装点的上游有渐缩管,传感器上游应有不小于15D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。
2、若传感器安装点的上游有渐扩管,传感器上游应有不小于18D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。
3、若传感器安装点的上游有90°弯头或下形接头,传感器上游应有不小于20D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。
4、若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90°弯头,传感器上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。
5、若传感器安装点的上游在不同平面上有二个90°弯头,传感器上游应有不小于40D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。
6、流量调节阀或压力调节阀尽量安装在传感器的下游5D以外,若必须安装在传感器的上游,传感器上游应有不小于50D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。
特别注意
1、传感器安装点的上游较近处若装有阀门,不断地开关阀门,对传感器的使用寿命影响极大,非常容易对传感器造成*性损坏。
2、传感器尽量避免在架空的非常长的管道上安装传感器,这样时间一长,由于传感器的下垂非常容易造成传感器与法兰间的密封泄漏,若不得已安装时,必须在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置。
九、安装注意事项:
1、传感器应垂直安装,并且流体自下而上流动,以满足固、液两项处于混合的状态。原因是如介质中有固体物(泥沙、小石子颗粒等)容易发生沉淀的情况。另外管路中有鱼和杂草的情况鱼在管路中的游动,会造成流量计输出的来回摆动;挂在电极附近的杂草的来回摆动也会引起流量计的输出不稳定。在流量计上游入口处设置金属滤网挡住鱼和杂草进入测量管内。
2、防止负压的管路设置操作不当将引起传感器内产生负压。当同时关闭流量计上、下游的阀门,若流体的温度高于气温.冷却后收缩,使管内压力有形成负压的危险。负压造成衬里与金属导管剥离,引起电极泄漏。
3、在流量计附近加负压防止阀,打开阀门接通大气压,以防止在传感器内产生负压。流量计下游接有垂直管道时,若用流量传感器上游阀门来关闭或调节流量,传感器测量管内将形成负压。为了防止负压,需加背压或使用下游阀门来调节和关闭流量。
4、适当的维护空间,大口径流量计往往安装在仪表井内,为了管道安装、接线、检查和维护的方便,需要留有适当的空间。为了观测、接线和维护的方便,仪表安装应距地面有一定的高度,以便于清洗、安装。

十、故障排除:
在运行中会由于各种故障的发生会造成测量不准的现象,一般在运行中电磁流量计产生的故障大概可分为两类。一类为流量计本身故障,元器件损坏引发的故障;一类为外界条件的改变引起的故障,例如输出不稳定、流动无数次、误差过大等。下面介绍几种简单的故障排除办法:
a、输出不稳定:1.流场不稳;2.通过传感器的液体中含有气体、大固体块;3.电气连接虚接;4.接地不良;5.电极渗漏 解决方法:1.改造管道、或增加安装假传感器;2.正常现象;3.检查接线,接好线;4.接好地线;5.修理传感器。
b、液体流动无输出:1.与转换器之间的信号传输电缆两芯线接反;2.电源未接或接触不良;3.传感器仪表管道、外壳、端面有渗漏。解决办法:1.倒线头;2.接好电源、保持接触良好;3.修理传感器。
c、液体不流动有输出:1.与转换器之间信号传输电缆连接有断路;2.信号电缆到电极连接断路;3.电极表面沾污或沉积绝缘层;4.接地不良或断路。 解决方法:1.接好电缆线;2.打开传感器、重新接上;3.擦洗电极表面;4.接好地线。
d、误差过大:1.零点过高;2.未完全充满液体;3.供电电源畸变过大;4.接地不良。 解决方法:1.重新调整零点;2.改善管道条件,传感器始终充满液体;3.改善供电电源条件,符合正常工作条件;4.接好地线。

十一、整机和传感器技术数据:

执行标准

JB/T 9248—1999

公称通径

15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000

zui高流速

15m/s

精确度

DNl5~DN600

示值的:±0.3%(流速≥1m/s);±3mm/s(流速<1m/s)

DN700—DN3000

示值的±0.5%(流速≥0.8m/S);±4mm/s(流速<0.8m/S)

流体电导率

≥5uS/cm

公称压力

4.0MPa

1.6MPa

1.0MPa

0.6MPa

6.3、10MPa

DNl5~DN150

DNl5~DN600

DN200~DN1000

DN700~DN3000

特殊订货

环境温度

传感器

—25℃—十60℃

转换器及一体型

—10℃—十60℃

衬里材料

聚四氟乙烯、聚氯丁橡胶、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46)、加网PFA

zui高流体温度

—体型

70℃

分离型

聚氯丁橡胶衬里

80℃;120℃(订货时注明)

聚氨酯衬里

80℃

聚四氟乙烯衬里

100℃;150℃(订货时注明)

聚全氟乙丙烯(F46)

加网PFA

信号电极和接地电极材料

不锈钢0Crl8Nil2M02Ti、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、铂/铱合金、不锈钢涂覆碳化钨

电极机构

DN300—DN3000

连接法兰材料

碳钢

接地法兰材料

不锈钢1Crl8Ni9Ti

进口保护法兰材料

DN65—DNl50

不锈钢1Crl8Ni9Ti

DN200~DNl600

碳钢十不锈钢1Crl8Ni9Ti

外壳防护

DNl5~DN3000分离型橡胶或聚氨酯衬里传感器

IP65或IP68

其他传感器、——体型流量计和分离型转换器

IP65

间距(分离型)

转换器距离传感器一般不超过100m

十二、转换器技术数据:

电源

交流

85—265V,45—400Hz

直流

11—40V

操作键和显示

按键式

4个薄膜按键可设定选择全部参数,也可利用PC机(RS232)对转换器设定编程;

3行LCD宽视角、宽温、带背光显示;

第1行显示流量值;

第2行显示流量单位;

第3行显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。

磁键式

2个磁键用于显示参数的选择和复位,利用PC机(RS232)对转换器设定编程;

2行LCD宽视角、宽温、带背光显示:

第1行:磁键选择:显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。

第2行:显示流量。

内部积算器

正向总量、反向总量及差值总量。

输出信号

单向模拟输出

全隔离,负载≤600D.(20mA时);

上限:0—21mA可选,每档lmA;

下限:0—21mA可选,每档1mA;

正、反向流量输出方式编程。

双向模拟输出

下限限制为。或4mA,其他同单向模拟输出。

双向脉冲输出

两路输出分别对应正向和反向流量,频率0~800Hz,上限1—800Hz可选,每档IHz;

方波或选定脉宽,选定脉宽上限2.5S,每档1ms;

无源隔离晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V。

双路报警输出

可报警(编程)高/低流量、空管、故障状态、正,,反向流量、模拟量超量程、脉冲量超量程、脉冲小信号切除,输出极性可选;

带隔离保护的晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V.(与脉冲输出不隔离)

数字通讯

 

RS232,RS485,HART

十三、衬里的选择:

衬里材料

主要性能

zui高介质温度

适用范围

—体型

分离型

 

聚四氟乙烯(F4)

是化学性能zui稳定的一种塑料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓碱和各种有机溶剂。不耐高流速液氟、液氧、自氧的腐蚀。

70℃

100℃ 150℃(需特殊订货)

1、浓酸、碱等强腐蚀性介质。 2、卫生类介质。

聚全氟乙丙烯(F46)

同F4,耐磨性、抗负压能力高于F4。

同上

 

聚氟合乙烯(Fs)

适用温度上限较聚四氟乙烯低,但成本也较低。

80℃

 

聚氯丁橡胶

1、有极好的弹性,高度的扯断力,耐磨性能好。2、耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀,不耐氧化介质的腐蚀。

80℃ 120℃(需特殊订货)

水、污水、弱磨损性的泥浆矿浆。

聚氨酯橡胶

1、耐磨性能极强。

2、耐腐蚀性能较差。

80℃

中性强磨损的矿浆、煤浆、泥浆

十四、进口保护法兰和接地法兰(或接地环)的选择:

法兰种类

适 用 范 围

接地法兰(或接地环)

适用于非导体管道,如塑料管道,但有接地电极的传感器不需要。

进口保护法兰

当介质有强磨损性时选用。

十五、电极的选择:

电极材料

耐蚀及耐磨性能

不锈钢0Crl8Nil2M02Ti

用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质,适用于石油、化工、钢铁等工业部门及,市政、环保等领域。

哈氏合金B

对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性,也耐硫酸、磷酸、有机酸等非氯化性酸、碱,非氧化性盐液的腐蚀。

哈氏合金C

能耐非氧化性酸,如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化性盐类如:Fe,”、、Cu”下或含其他氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀

能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂(如硝酸、Fc++、Cu++)时,则腐蚀大为降低。

具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。除了发烟硫酸、碱外,几乎能耐——切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和l 50℃以下的硫酸)的腐蚀。在碱中刁;耐蚀。

铂/钛合金

几乎能耐——切化学介质,但不适用于王水和铵盐。

不锈钢涂覆碳化钨

用于无腐蚀性,强磨损性的介质。

注: 由于介质种类繁多,其腐蚀性又受温度、浓度、流速等复杂因素影响而变化,故本表仅供参考。用户应根据实际情况自己做出选择,必要时应做拟选材料的耐腐试验,如挂片试验。

十六、如何正确选型:

仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作,有关资料表明,仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表的错误选型或错误的安装而造成的,请特别注意。
1、收集数据:
①被测流体成份
②zui大流量、zui小流量
③zui高工作压力
④zui高温度、zui低温度
2、量程范围确认
一般工业用电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,zui低流速应不小于0.2m/s,zui高应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
电磁流量计的量程Q应大于预计的zui大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50为宜。

3、参考流量范围:

口径mm

流量范围m3/h

口径mm

流量范围m3/h

φ15

0.06~6.36

φ450

57.235722.65

φ20

0.1111.3

φ500

70.657065.00

φ25

0.1817.66

φ600

101.7410173.6

φ40

0.4545.22

φ700

138.4713847.4

φ50

0.7170.65

φ800

180.8618086.4

φ65

1.19119.4

φ900

228.9122890.6

φ80

1.81180.86

φ1000

406.9440694.4

φ100

2.83282.60

φ1200

553.9055389.6

φ150

6.36635.85

φ1600

723.4672345.6

φ200

11.31130.4

φ1800

915.6291562.4

φ250

17.66176.25.

φ2000

1130.4113040.00

φ300

25.432543.40

φ2200

1367.78136778.4

φ350

34.623461.85

φ2400

1627.78162777.6

φ400

45.224521.6

φ2600

1910.38191037.6

十七、选型一览表:

型号

口径

造纸污水流量计 材质:球墨铸铁和不锈钢

 LDE

15~2600

 

 

代号

安装形式

 

Y

一体式

F

分体式

 

代号

转换器型号

ZA

圆形

ZB

方形

 

代号

输出信号

I.4

4~20mA

f

频率 1KHz

Rs

串行通讯(485

C

控制输出

 

 代号

防爆要求

 N

无防爆

EX

防爆(仅适用于分体式)

 

代号

介质温度

T1

≤65

T2

≤120

T3

≤180(仅适用于分体式)

 

代号

内衬材质

NE

氯丁橡胶(≤65℃)

PTFE

聚四氟乙烯(≤189℃)

PVC

聚氯乙烯(≤70℃)

 

代号

电极材质

316L

不锈钢

HC

哈氏合金C

HB

哈氏合金B

Ti

Ta

十八、设计及订货须知:

1、测量介质:名称、成分、状态、导电性或电导率;
2、工作状态zui高、正常、zui低温度(℃);
3、工作状态zui高、正常、zui低压力(Mpa);
4、管道内外径(DN),zui小、正常、zui大流量范围(m3/h);
5、腐蚀性、磨损性,是否有负压;
6、安装要求及环境:一体还是分体,信号输出,通讯方式,供电电源;
7、安装环境:防护等级和防爆要求。

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