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电磁流量计在电解装置应用中所遇到的特殊问题及解决办法

来源:作者:发表时间:2018-02-27 09:18:29

 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, 推荐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 的影响将减至最小, 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 。
对漏电流采取的措施
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。
  已知漏电流方向的接地点选择
    (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。
未知漏电流方向的接地点选择
    (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最易发生流体的泄漏 。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。
工艺流程图
    其测试条件如下 。
    被测流体:盐水 ;
    条件 :电导率最小 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 。
测试结果
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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