摘要：電磁(cí)流量計 測(ce)量管的抗(kang)腐蝕性優(you)點決定了(le)其在氯堿(jian)燒堿工序(xù)中🔞被廣泛(fan)的應用，而(er)其中流量(liang)計選型的(de)技術要點(diǎn)主要集中(zhong)體現在口(kǒu)徑的确定(ding)、測量電極(ji)的材質💁與(yǔ)襯裏材質(zhi)、接地環或(huo)接地電極(jí)的選擇及(jí)電解工序(xu)工藝的特(te)殊性上。
一(yī)、引言
　　氯堿(jian)燒堿生産(chan)過程中的(de)液體介質(zhì)多爲腐蝕(shí)性較強電(dian)解🏒質❤️，如🏃鹽(yán)水、鹽酸、燒(shāo)堿、次氯酸(suān)鈉等；這種(zhǒng)強腐蝕性(xing)🤩生産工藝(yì)環境及電(dian)✔️磁流量計(jì)抗腐蝕方(fāng)面的優點(dian)，決定了電(diàn)磁流量計(ji)在氯堿燒(shao)堿工序中(zhong)正被📐廣泛(fàn)地應🐪用。爲(wèi)實現流量(liàng)的準确、可(ke)靠測量，節(jie)約投資成(chéng)本，電磁流(liu)量計的正(zhèng)确選型顯(xian)得尤爲重(zhong)要。下面，就(jiu)氯堿燒堿(jian)生産過程(cheng)中電磁流(liu)量計設計(ji)選型🆚及應(yīng)用方🔞面的(de)體會和經(jing)驗作些總(zǒng)結。
電磁流(liú)量計的工(gong)作原理。
　　電(diàn)磁流量計(ji)的測量原(yuán)理是基于(yu)法拉第電(dian)磁感應定(dìng)律:即導體(ti)介質在磁(cí)場介質中(zhōng)切割磁力(li)線運動時(shi)在☀️其兩端(duan)産生感應(yīng)電📐動勢。如(ru)圖1所示，導(dǎo)電介質❄️在(zài)垂直于磁(ci)場的非磁(cí)性測量管(guan)内流動，與(yu)流動方向(xiang)垂直的方(fāng)向上産🏃生(shēng)與流量成(cheng)比例的感(gǎn)應電勢,電(dian)動勢的方(fāng)向按“弗來(lái)明右手規(guī)則”，其🔅感應(yīng)電勢E爲:E==KBVD式(shì)中:E-感應電(dian)動勢(與流(liu)速成正比(bǐ));K一比例常(cháng)數;。B_磁場❌強(qiang)度(線圈電(dian)感);V_測♻️量管(guǎn)内介質的(de)平均流速(su);4D--電極間🔆距(ju)(測量管的(de)内徑)。
　　測量(liàng)流量時，其(qí)感應電勢(shi)通過二個(ge)與介質直(zhi)接接觸的(de)🌈測量電極(ji)檢測出來(lái),并通過電(diàn)纜送至轉(zhuǎn)換器進行(háng)智能化處(chù)理,然後在(zài)+LCD.上顯示或(huo)轉換成标(biao)準信号4~20mA和(he)0~1kHz輸出。

表一氯堿(jian)燒堿工序(xù)中常用電(dian)極材料介(jie)紹

材料	代(dai)号	耐腐蝕(shi)性及具體(tǐ)使用範圍(wéi)
不鏽鋼316L	V	用(yong)于工業用(yòng)水、生活用(yòng)水、污水等(deng)弱腐蝕性(xing)的介質🔆及(jí)中性溶🛀🏻液(ye)✂️和碳酸、醋(cù)酸等弱酸(suān)。目前，在氯(lü)堿中主要(yao)應用于🔞循(xun)環水、生産(chan)水、弱酸性(xing)的廢水、小(xiao)于30℃的低濃(nong)度燒堿溶(róng)液流量的(de)測量。
哈氏(shì)合金C	Hc	耐氧(yang)化性酸，如(ru)硝酸、鉻酸(suān)與硫酸的(de)混合物，也(yě)耐氧⁉️化性(xing)的鹽類，對(dui)海水、堿溶(rong)液、氯化物(wù)溶液有良(liang)好的耐腐(fǔ)蝕性。目前(qián)，在氯堿中(zhong)主要應用(yòng)于40～90℃的30%～50%燒堿(jiǎn)溶液流量(liàng)的測量。
钛(tai)	Ti	耐海水、各(ge)種氯化物(wù)和次氯酸(suān)鹽及多種(zhong)氫氧化物(wu)💁的⭕腐蝕。目(mu)前，在氯堿(jian)中主要應(yīng)用于鹽水(shuǐ)、次氯酸鈉(na)🔴流量的測(cè)量。
钽	Ta	除了(le)氫氟酸、燒(shāo)堿以外，幾(jǐ)乎能耐一(yī)切化學介(jiè)質的腐🧡蝕(shí)。目前，在氯(lǜ)堿中主要(yao)應用于鹽(yan)水、次氯酸(suān)鈉、鹽酸、硫(liu)酸流量的(de)測量🐉。

三、流(liú)量計口徑(jing)的确定
　　 電(diàn)磁流量計(jì)能夠測量(liàng)較寬流量(liàng)(流速)範圍(wéi)的流體🤩，通(tōng)常爲流速(su)0.3～10.0m/s；流量計的(de)口徑一般(bān)等于工藝(yi)管道口徑(jìng)，亦可小于(yu)或大于工(gōng)藝管道口(kǒu)徑。流量計(jì)口徑的确(que)定主要是(shi)根據工藝(yi)上的體積(jī)流量，結合(hé)工藝管道(dao)的尺寸，兼(jiān)顧測量準(zhun)确性、經濟(ji)性和耐🆚用(yong)性方面考(kǎo)慮，選擇合(he)适的流量(liang)計口徑，使(shi)通過🏃‍♀️傳感(gan)器的流體(tǐ)平均流速(su)在合适的(de)範圍内，推(tuī)薦使用的(de)流😍速範圍(wéi)一般爲1.0～5.0m/s。在(zài)這個範圍(wei)内，流量計(jì)測量精度(dù)高、線性好(hao)、壓損小，介(jiè)質對流量(liang)計襯裏和(hé)電極的磨(mo)損也相對(dui)較小些。此(ci)外，對于含(han)♻️有固體懸(xuan)浮顆粒的(de)流體介💋質(zhì)，推薦使用(yong)的流🍉速範(fàn)圍🏃🏻‍♂️爲1.0～3.0m/s，這樣(yàng)有助于🍓避(bi)免流速過(guò)高造成固(gu)體懸浮顆(ke)粒對流量(liang)計襯裏和(hé)電極的過(guo)快磨損，延(yán)長使用壽(shou)命，如鹽泥(ní)流量；而對(duì)于易結晶(jīng)、黏度稍✊大(dà)或有沉積(ji)物的流體(tǐ)介質♻️，可适(shì)當地提高(gāo)流速，推薦(jiàn)使用的流(liu)速範圍爲(wèi)流速、流量(liang)與口🌈徑三(san)者關系如(ru)下式：V=354Q/D2
式中(zhōng)：V—————流速，m/s；Q—————流量(liàng)，m3/h；D—————口徑，mm。
　　例如(ru)，在燒堿電(diàn)解工序中(zhōng)，進電解槽(cáo)的鹽水流(liu)量計量程(chéng)爲0~50m3/h,工藝管(guan)道口徑爲(wèi)DN100;當電磁流(liu)量計的口(kǒu)徑分别選(xuan)擇DN100和DN80時，根(gen)據上述公(gōng)式計算,鹽(yán)水的流速(sù)分别爲1.77m/s和(he)2.76m/s;計算結果(guo)均在推薦(jiàn)使用🈚的流(liu)速🤩範圍，但(dan)從經濟性(xìng)方面考慮(lü)，選擇DN80口徑(jìng)的流量計(ji)要比🛀選擇(zé)DN100口徑的流(liu)量計可🔞節(jie)約1/4~1/5的投資(zī)成本，此時(shi)，應該選用(yòng)DN80口徑的流(liú)量計。小☔
.四(sì)、流量計測(cè)量電極、襯(chèn)裏材料的(de)選型及應(yīng)用。
1、測量電(diàn)極材料的(de)選型及應(ying)用s
　　電磁流(liú)量計的測(cè)量電極是(shì)與工藝;)質(zhì)直接接觸(chù)的唯🌍一金(jīn)屬材料，其(qi)作用是與(yǔ)導線連接(jiē)将測量管(guǎn)中産生的(de)微㊙️弱感應(yīng)電動勢傳(chuán)輸到轉換(huan)器中的檢(jiǎn)測單元。由(yóu)于電磁流(liu)量計🙇🏻的電(diàn)極部分處(chù)于工作磁(ci)場👄中，爲防(fang)止磁力線(xian)在電極上(shàng)集中，電極(ji)材料必須(xu)使用非導(dao)磁的金屬(shu)材料;并根(gen)據工況介(jie)🈲質對金屬(shu)材料的腐(fu)蝕速率(mm/a,即(jí)每年被腐(fu)蝕掉的金(jīn)屬厚度)來(lái)确定不同(tong)的🥰工況介(jie)質選擇不(bú)同的金💔屬(shǔ)材料。下面(miàn)通過圖表(biao)一的方式(shì)介紹在氯(lǜ)堿燒堿工(gōng)序中常用(yong)的幾種電(dian)極材料及(jí)其使用範(fan)圍。
表二：常(cháng)見襯裏材(cai)料的主要(yao)性能及适(shi)用範圍

材(cái)料	主要性(xing)能	适用範(fàn)圍
聚四氟(fú)乙烯	是化(hua)學性能最(zuì)穩定的一(yī)種塑料，能(neng)耐沸騰的(de)鹽酸、硫❤️酸(suan)、硝酸和王(wang)水，也能耐(nai)濃堿；耐磨(mó)性強、粘結(jié)性能差。	-40℃～+180℃；濃(nóng)酸、堿等強(qiang)腐蝕性介(jie)質液及衛(wei)生類介質(zhì)。不能用于(yu)💘負壓🏃‍♀️。
（PTFE或F4）	同(tóng)PTFE；耐磨性、抗(kang)負壓能力(lì)高于PTFE	＜120℃；濃酸(suan)、堿等強腐(fu)蝕性介質(zhi)液，能用于(yú)較高負壓(yā)。
聚全氟乙(yǐ)丙烯（F46或FEP）	其(qi)兼具PTFE和F46的(de)性能優點(dian)	-40℃～+180℃；濃酸、堿等(děng)強腐蝕性(xìng)介質液，能(neng)耐較高負(fu)壓。
聚全氟(fu)化烷氧基(ji)(PFA)	耐磨耗性(xing)優越，爲天(tiān)然橡膠的(de)10倍，耐腐蝕(shi)性差	＜60℃；适用(yòng)于含有泥(ni)沙、石礫等(děng)固體顆粒(lì)的漿液；耐(nai)腐蝕性差(chà)，
聚氨酯橡(xiang)膠(PU)	有極好(hao)的彈性，高(gāo)度的扯斷(duàn)力，耐磨性(xìng)能好；耐一(yi)般低濃	隻(zhi)能用于弱(ruò)酸弱堿等(deng)液體。
氯丁(ding)橡膠(CR)	度酸(suan)、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕，不(bu)耐氧化介(jie)質的腐蝕(shi)。	＜80℃；适用于水(shui)、污水、弱磨(mó)損性的泥(ni)漿礦漿。

2、測(cè)量管襯裏(li)材料的選(xuan)型及應用(yong)。
　　電磁流量(liàng)計正常工(gōng)作的基本(běn)條件之一(yi)，是測量管(guan)内✍️壁除電(diàn)極😍處外，其(qi)它地方的(de)法向電流(liú)爲零。爲滿(mǎn)足這一條(tiáo)✏️件，最簡單(dan)的方🌐法是(shì)将導電的(de)金屬測量(liang)管内壁和(hé)法蘭⚽端面(mian)襯以絕緣(yuan)襯裏。通俗(su)地講,用絕(jue)緣襯裏的(de)👉目的是防(fang)🔞止感應信(xin)号電壓被(bei)金屬管短(duan)路，可見絕(jué)緣襯裏在(zai)電磁☂️流量(liang)計應用中(zhong)的作用十(shi)🈚分重要。由(yóu)于被測導(dǎo)電介質的(de)流體種類(lèi)繁多，它們(men)的物理化(hua)學特性也(ye)不盡㊙️相同(tong)，不可能用(yong)一種絕緣(yuán)材料的襯(chen)裏來滿足(zu)所有應用(yòng)電磁流量(liàng)計的測量(liang)流體介質(zhì)的物理化(hua)學特性要(yao)求;因此，在(zài)襯裏材料(liào)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的選型.上(shàng)，應重點考(kǎo)慮測量介(jiè)質對襯裏(lǐ)的耐溫度(du)、熱沖擊、高(gāo)壓、負壓、磨(mó)損、腐蝕、粘(zhān)結、附着等(děng)方面的要(yao)求。下面通(tōng)過圖表二(er)的方式介(jie)💘紹常見的(de)電磁流量(liang)計測量管(guǎn)襯裏材料(liào)的主要性(xing)能特點🧑🏾‍🤝‍🧑🏼及(jí)适用範圍(wei)。
五、氯堿燒(shāo)堿工序中(zhong)接地環和(hé)接地電極(ji)的選型及(jí)㊙️應用。
1、接地(di)環和接地(dì)電極的作(zuò)用。
　　電磁流(liu)量計在工(gong)作過程中(zhōng)檢測到的(de)流量信号(hao)電勢極小(xiao)，通🛀🏻常隻有(yǒu)幾個毫伏(fú)的電勢信(xin)号:而導電(dian)流體在任(ren)何管道(絕(jue)緣或非絕(jué)緣)中流動(dong)時也會産(chan)生電勢，這(zhe)個電勢不(bú)是流量信(xìn)号本身，它(ta)是“幹擾信(xin)号”;尤其是(shi)在導電性(xìng)能優良的(de)流體中，如(ru)鹽水、酸堿(jian)溶液等，其(qi)流動過程(cheng).中産生的(de)幹擾信号(hao)大小甚至(zhi)會❄️超過流(liú)量信号本(běn)身。這個“幹(gàn)擾信号在(zài)流經電磁(cí)流量計測(cè)量🏃‍♀️管時會(hui)蠱加在流(liú)量信号電(diàn)勢上，從而(er)造成轉換(huan)器測量到(dào)的流量信(xìn)号失真。由(you)于電磁流(liu)量計轉換(huàn)器的輸入(ru)放大器通(tong)常🔅爲差動(dong)輸入設✏️計(jì)，那麽，其中(zhong)一個“等電(dian)位的公共(gòng)參考地”是(shi)必🏒需的，這(zhè)個“公共參(cān)考地🐆”是測(ce)量的基礎(chǔ)🌈。對于電磁(ci)流量計的(de)測🥰量原理(lǐ)來說，接地(di)環與接地(dì)電極是流(liu)量計接地(dì)的兩種形(xíng)式，其作用(yong)是一樣的(de)，即通過接(jie)地😍環或接(jie)地電極與(yu)測量介質(zhi)直接接觸(chu)、經表殼🈲與(yǔ)轉換器的(de)輸入放大(dà)器的“工作(zuò)地"相連，使(shi)得放大器(qi)的“工作地(di)”與🆚信号✏️源(yuán)的“地”連接(jiē)在一起，共(gòng)同形成一(yī)個等電位(wei)的☂️公共參(cān)考地”;以此(ci)消除“幹擾(rao)信号”對流(liú)量測量的(de)影響，确保(bǎo)測量結果(guǒ)的準确性(xing)。。
2、接地環和(he)接地電極(ji)的選型與(yǔ)應用。
2.1材料(liào)的選型+
　　接(jie)地環或接(jiē)地電極的(de)材料選擇(zé)，原則上應(ying)選擇與💜測(cè)❄️量電極相(xiang)同材料。在(zai)選擇接地(di)環形式接(jiē)地時，從節(jiē)約投資💯成(chéng)本🈲考慮，接(jiē)地環的材(cái)料亦可選(xuǎn)擇價格相(xiang)對較低、耐(nai)腐蝕性稍(shao)弱的材料(liào);如在測量(liàng)鹽水流量(liàng)中，電磁流(liu)量計測量(liang)電極的材(cai)料應選擇(ze)钽材Ta,但🌍接(jiē)地環可以(yǐ)選擇價格(gé)相對便宜(yí)的钛材Ti。需(xū)要特别🍉說(shuō)明的是,在(zai)選擇不可(ke)維修更換(huàn)的接地電(diàn)極形式⭐接(jie)地時，降低(di)接地🈲電極(ji)材料的耐(nai)腐蝕性會(huì)降低流🌈量(liang)計測量管(guan)的整體☁️使(shi)用壽命。。
2.2接(jie)地形式的(de)選型及應(ying)用。
　　作爲電(diàn)磁流量計(ji)接地的兩(liang)種不同形(xíng)式，接地環(huan)和接💃地電(dian)👨‍❤️‍👨極都可以(yǐ)實現等電(diàn)位的“公共(gong)參考地”、消(xiāo)除幹擾的(de)目的，但兩(liang)種接地形(xíng)式在使用(yong)過程中又(you)有其各自(zì)的優缺點(dian)。選用接地(dì)環形式可(kě)以保護襯(chen)裏的翻邊(bian)不受損傷(shāng)，但比較耗(hào)材📞，尤其是(shi)在測量鹽(yán)水、鹽酸、高(gao)溫燒堿等(deng)強腐蝕性(xing)介質時，對(duì)材質的要(yào)求很高，多(duo)爲-些如Ta、Ti、Hc-276等(deng)貴金屬，使(shǐ)用♌接地環(huán)形式接地(dì)"會🎯大大增(zēng)加投資成(chéng)本。
　　生産實(shí)踐中，在介(jie)質輸送管(guǎn)道爲導電(dian)的金屬管(guǎn)道、且💛流🧡量(liang)計襯裏不(bu)需要特别(bie)保護的情(qing)況，可在靠(kào)近電磁💃流(liu)量計本體(tǐ)兩側的㊙️金(jin)屬管道或(huò)與管道焊(han)接的配對(duì)法蘭上焊(hàn)接“接地支(zhi)耳”，以此實(shí)🐪現可靠接(jiē)地。相反，選(xuan)用接地電(diàn)極♍形式比(bi)較💞省材，投(tóu)資成本相(xiang)對較低，尤(yóu)其是在氯(lü)堿燒堿✂️工(gong)序中，多數(shu)強腐蝕性(xing)介質的輸(shū)送管道爲(wèi)非導電性(xìng)的✊襯塑管(guan)或絕緣塑(sù)料管，不可(kě)能通過焊(han)接“接地♍支(zhi)耳"的方式(shì)實現可靠(kào)接💜地，而隻(zhi)能選擇接(jie)地環或接(jie)地電極的(de)㊙️形式接地(dì)，在🚶‍♀️此情形(xing)下，一般應(ying)選用接地(di)電極的形(xíng)式接地;但(dàn)由于接地(di)電極一般(bān)都安裝🏃固(gu)定在電磁(cí)流量計測(cè)量管的最(zuì)低點，在輸(shū)送管道⛷️容(rong)易結垢的(de)工況條件(jiàn)下🌐，接地電(dian)極會因結(jie)垢被覆蓋(gài)而失去“接(jie)地”的作用(yong)，特别是流(liú)量計水平(píng)安裝時，選(xuǎn)用接地電(diàn)極應予以(yi)慎重考慮(lü)。鑒于電解(jiě)鹽水工藝(yì)的特殊性(xìng)，二次鹽水(shui)精制中的(de)電磁流量(liàng)計，特别是(shi)最💋靠近電(diàn)解槽的電(diàn)磁流量🤞計(ji),如進電解(jiě)槽的鹽水(shui)、燒堿和鹽(yan)酸流量計(ji)，不得選用(yong)接地🐕電極(jí)形式接地(dì)。這是因爲(wei)，電解槽中(zhōng)的電解質(zhì)通常有3000~14700A的(de)直流電流(liu)，通過導電(dian)的液體介(jiè)質容易發(fa)生💃漏電現(xian)象，“漏電”到(dào)達流量計(ji)測量管時(shi)，會流經接(jie)地電極對(dui)地放電,使(shǐ)得金屬制(zhi)作的接地(dì)電極發生(sheng)電化學反(fan)應，從而電(diàn)化學腐蝕(shi)接地電極(ji)，造成接地(di)電極損壞(huài)，緻使電磁(cí)流量計無(wú)法正常工(gong)作。。
六、結論(lun)。
　　綜上所述(shù)，盡管氯堿(jiǎn)燒堿生産(chan)過程中的(de)工況條件(jian)較爲⭕複💚雜(zá)✨，給電磁流(liú)量計的選(xuǎn)型和應用(yòng)帶來了諸(zhu)多困難;盡(jìn)管如此，由(yóu)于在儀表(biao)選型時很(hěn)好地了解(jiě)了工況條(tiao)件并結合(he)了現場的(de)實際情況(kuang)，以及在運(yun)行期間的(de)精心操作(zuò)與維護，目(mù)前，燒堿工(gōng)序中在線(xiàn)使用的近(jìn)50台電磁流(liú)量計運行(hang)狀況良好(hǎo)，損壞率不(bú)❌超過1台/年(nián)，确保了燒(shao)堿生産安(ān)全穩定運(yun)行;并持續(xu)改進，盡量(liang)🌈降低投資(zī)成本。

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