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      電磁流量計在電解裝置應用中所遇到的特殊問題及解決辦法

      來源:作者:發表時間:2018-02-27 09:18:29

       摘要:闡述了電磁流量計在電解裝置應用中所遇到的特殊問題, 提出了相應的解決辦法, 并給出了實測數據和分析結果。

       
           由于電磁流量計具有響應速度快 、信號傳送穩定、使用壽命長 、極易操作和監控等特點,因此在電解裝置中得到了廣泛地應用 。但是 ,由于電解裝置中存在的特殊問題, 在使用電磁流量計時, 還必須有針對性地解決一些具體問題 , 才能在電解裝置中用好電磁流量計 。
       
      1  電解裝置的特性和問題
          電解原理簡單地說就是將正負電極插入電解液中而生產產品 。例如 ,電解食鹽水可生產氯氣 、氫氣和氫氧化鈉 。電解裝置一般要用 10kA 以上的大直流電流,在這種情況下,就會有以下問題發生 。
       
      1.1  對周邊磁場的影響
          用10kA 以上強電流的電解槽會產生一個強磁場,該磁場會影響電磁流量計的電磁線路。
       
      1.2  漏電流(俗稱雜散電流)的影響
          電磁流量計檢測的電壓只在幾毫伏以內 ,該電壓是由流體的流動感應產生的。由于工藝管道是塑料的或有塑料內襯的, 來自電解槽的漏電流就會影響電磁流量計。當漏電流通過電磁流量計電極和接地環時 ,就會產生一個大電流, 一旦漏電流值超過電磁流量計所允許的噪聲電平 ,就會造成放大器過載,引起測量誤差。
       
      1.3  接地電勢
          電解槽有漏電流對地會產生一個電勢,并會影響電磁流量計。由于電解裝置的電勢不穩定 ,如果把電磁流量計接地, 就會發生過大的輸出波動 。
       
      1.4  非金屬管道的流體泄漏
          因為流體有腐蝕性且要求與電解槽相連的管道具有非導電性, 所以裝置中采用非金屬材料管道。這類管道一般機械強度很差, 因此在緊固法蘭螺栓時容易造成管道破裂 。由于螺栓不能擰緊,從而使得液體從接地環連接處和內襯處泄漏。
       
      2  對策研究
          由于電解裝置中存在的上述特性和問題 ,就要求所選用的電磁流量計必須有優越的性能 ,才能適合在電解裝置中使用 。而由于 ADMAG-AE 電磁流量計 ,采用雙頻率勵磁, 且有直流噪聲抑制電路等特點 ,經過實踐檢驗證明, 它能適合電解裝置的使用要求。
       
      2.1  使用直流噪聲抑制線路
          通常電極與地之間的直流電勢只有幾毫伏, 但當有漏電流時就可能增加到幾伏, 且有直流噪聲 。直流噪聲抑制電路可以消除由阻容濾波而引起的直流噪聲。因此, 在有漏電流的裝置中應用 AD-MAG-AE 電磁流量計, 推薦使用帶有直流噪聲抑制電路的變送器, 以防止其他直流電流流入變送器 。在使用直流噪聲抑制電路時 ,應考慮以下兩點。
          (1)空測功能不能工作:當增加阻容濾波時, 空測功能不能工作。
          (2)測試條件的限制:流體的電導率必須大于200μS/cm ,檢測管徑必須在 15 ~ 200mm 范圍內 。
       
      2.2  正確接地
      2.2.1  接地法研究
          如果接地采用檢測器旁路方式(見圖 1), 電解槽的漏電流將通過 A—C 和 B—C 。如果不同的電流流過A 和 B 電極 ,那么 A 和 B 電極之間的平衡就會不同 ,其結果將會飽和放大器 。如果接地采用接地環方式 ,且避開檢測器直接接地 ,漏電流對電極A 和 B 的影響將減至**小, 且有一個穩定的 C電勢 ,其結果將會在液體中減少輸出波動, 且建立一個參考電勢 。
      對漏電流采取的措施
      2.2.2  正確選擇接地點
          根據裝置的自身現狀,選擇合適的接地點是很重要的。
          (1)當已知漏電流的方向時 , 接地點選擇如圖2所示。在圖 2 中僅對轉換器接地, 并確認與直流噪聲抑制電路相連時,輸出是正常的。
        已知漏電流方向的接地點選擇
          (2)當不知漏電流方向時, 接地點選擇如圖 3所示 。在圖3 中也同樣僅對轉換器接地, 并確認與直流噪聲抑制電路相連時,輸出是正常的。
      未知漏電流方向的接地點選擇
          (3)接地環和短管的作用是 ,在流體到達電磁流量計之前消除漏電流 。有時使用幾個接地環來加強效果 。由于要與液體大面積接觸, 使用短管的效果較好,但它較容易造成電腐蝕, 因此相對于使用接地環而言, 使用短管需要經常進行維護、檢修 。
       
      2.3  解決管節處的泄漏
          電解裝置中所用的非金屬管和不能擰緊的螺栓處**易發生流體的泄漏 。一般檢測器與管道之間的密封圈使用中性抗酸堿的密封件, 密封件使用與管道相同的材料。ADMAG-AE 系列電磁流量計檢測器上所帶的 O 型圈(材料 Byton 和硅膠)是防泄漏的, 如圖 4 所示 。
       
      2.4  周邊磁場的影響
          ADMAG-AE 系列電磁流量計耐周邊磁場的影響可保證在 5(10 3 /4π)A/m 左右 , 而實際可達 20(10 3 /4π)A/m , 如再高于此數值的強磁場, 則須增加其他防護措施
       
      3  綜合應用測試實例
          下面為食鹽水電解裝置的現場數據 ,該裝置有如下問題 。 ①周邊磁場的影響 ;②泄漏電流的影響;③泄漏磁場的影響;④非金屬管道的液體泄漏 。應用ADMAG 檢測器并綜合第 2 節所述方法, 得到以下測試數據。
       
      3.1  工藝流程
       
          ADMAG 檢測器應用的工藝流程如圖 5所示。
      工藝流程圖
          其測試條件如下 。
          被測流體:鹽水 ;
          條件 :電導率**小 200μS/cm;管徑 50mm ;
          規格 :檢測器LDG205DG ;
          變送器AE14(直流噪聲濾波);
          流量量程 0~ 15m 3 /h(流速 2.12m/s)。
       
      3.2  測試結果
          各種測試條件下 ADMAG 的測試結果如下表及圖 6~ 9 所示 。
      測試結果
      3.3  結果分析
          結果 1:雖然有接地環和不接地的檢測器 , 但由于沒有直流噪聲抑制電路 ,因而輸出波動很大 。
          結果 2:即便有直流噪聲抑制線路和接地檢測器, 但由于無接地環 , 因而輸出波動和電極電位仍很大 。
          結果 3:雖然有直流噪聲抑制線路 , 但由于檢測器接地 ,因而輸出波動和電極電勢很大。
          結果 4:直流噪聲抑制電路和檢測器不接地 ,接地環分流了漏電流,因而輸出波動遠小于其他結果。
       
          盡管裝置有強磁場和直流噪聲,帶有輔助條件的結果 4, 證明了這些輔助條件的效果。這些輔助條件包括直流噪聲抑制電路、檢測器非接地 , 從接地環分流漏電流 。
       
      4  結束語
          以上我們就 SC-LDG電磁流量計的特點及其在電解裝置中的使用情況進行了闡述 。好的儀表尚需有正確的使用方法,只有熟知儀表的特點和工藝特性 ,才能達到良好的檢測效果。
      日日干夜夜操

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