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          造紙行業流量計的選擇選型


          文章日期:2017-06-21|閱讀數:


            在紙漿造紙生產過程中紙漿流量的測量起著重要作用,在那些從國外引進的成套設備中,液體的計量大多數采用了電磁流量計。國內的大中型造紙企業也已逐步地開始完成了電磁流量計替代傳統的差壓流量儀表的過程,同時向制造商提出了更高的使用和計量性能要求。目前工業中的流量儀表大致可分為三類:速度式流量儀表、容積式流量儀表、質量式流量儀表。
           
            機械漿、化學漿或損紙漿都是水懸浮液,當紙漿流速小時纖維發生沉淀結塊。這種紙漿的特性在選擇流量儀表時要加以注意考慮。為了測量紙漿流量,可采用變壓降式流量計,容積流量計,電磁流量計。經綜合分析不難看出,在那些從國外引進的成套設備中,液體的計量大多數采用了電磁流量計。國內的大中型造紙企業也已逐步地開始完成了電磁流量計替代傳統的差壓流量儀表的過程,同時向制造商提出了更高的使用和計量性能要求。


          詳細說明
                 造紙流量計由電磁流量傳感器和轉換器配套組成,用以測量管道內各種導電流體或液固二相介質的體積流量它廣泛應用于化工、食品、制糖、釀酒、冶金、造紙、水利、環保、印染、石油、煤炭等工業領域中,用來測量各種酸、堿、鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、煤水漿、玉米漿、纖維漿、糖漿、石灰乳、污水、給排水、雙氧水、啤酒、麥汁、各種飲料等導電液體介質的體積流量。
                 造流量計是一種根據法拉第電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表,采用單片機嵌入式技術,實現數字勵磁,同時在電磁流量計上采用CAN現場總線,屬國內首創,技術達到國內水平。除可測量一般導電液體的流量外,還可測量液固兩相流,高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體的體積流量。廣泛地應用于化工、環保、冶金、醫藥、造紙、給排水等行業。
                造紙流量計結構簡單、可靠,無可動部件,工作壽命長無截流阻流部件,不存在壓力損失和流體堵塞現象無機械慣性,響應快速,穩定性好,可應用于自動檢測、調節和程控系統,測量精度不受被測介質的種類及其溫度、粘度、密度、壓力等物理量參數的影響采用聚四氟乙烯或橡膠材質襯里和Hc、Hb、316L、Ti等電極材料的不同組合可適應不同介質的需要備有管道式、插入式等多種流量計型號采用EEPROM存貯器,測量運算數據存貯保護安全可靠。   

          造紙流量計如何選擇防護等級   
          按照標準GB4208-84和國際電工委員會標準IEC529-76關于外殼防護等級的標準為: 
          IP65:防噴水型,允許水龍頭從任何方向對傳感器噴水,噴水壓力為30kPa,出水量為12.5L/s,距離為3m。 
          IP68:潛水型,長期工作在水中。 
          防護等級應根據實際情況來選擇,傳感器裝在地面以下,如經常受水淹,應選用IP68,傳感器安裝在地面以上,應選用IP65。
          造紙流量計原理簡介
          XT-LDE型智能電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應定律:導電液體在磁場中做切割磁力線運動時,導體中產生感應電勢,其感應電勢E為:E=KBVD式中:
          K=————————儀表常數
          B=————————磁感應強度
          V=————————測量管道截面內的平均流速
          D=————————測量管道截面的內徑
          由此式可知,當測量管結構、磁場感應強度一定時,體積流量與感應電勢成正比。測量出感應電壓就可得到流進管道的體積流量。將感應電壓信號通過一對或多對與液體直接接觸的電磁檢出,并通過電纜送至轉換器通過智能化處理,然后LCD顯示或轉換成標準信號4-20mA、頻率信號Hartx協議通訊的輸出。
          測量流量時,導電性液體以速度V流過垂直于流動方向的磁場,導電性液體的流動在測量電極上感應出一個與平均流速成正比的電壓,由此可以得出通過管道的體積流量Q=03785DE/KB式中      Q————————體積 E————————感應電壓
          技術參數
          造紙行業流量計的選擇選型
          造紙流量計優點
          ●測量結果與流速分布不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化等物理參數的影響,線性測量原理能實現高度測量;
          ●測量管內無可動部件、無阻流件,壓損小,直管段要求低;
          ●公稱通徑DN10-DN3200覆蓋范圍寬,襯里和電極有多種選擇,能滿足測量多種導電流體的要求;(見附錄)
          ●采用16位嵌入式微處理器,全數字處理,運算速度快,抗干擾能力強,測量可靠,度高,流量測量范圍度可達150:1;
          ●低頻方波勵磁,勵磁頻率:1/16工頻、1/20工頻、1/25工頻;
          ●高頻方波勵磁,勵磁頻率:1/2工頻(適用于漿液測量)(選配);
          ●勵磁電流可選定為125mA、187.5mA、250mA;
          ●具有電導率測量功能,無需附加電極的空管測量功能,具有自檢與自診斷功能,連續測量,定值報警;
          ●在現場可根據用戶實際需要在線修改量程;
          ●電磁流量計具有自檢與自診斷功能;
          ●流速測量范圍:0.1--- 15米/秒,流速分辨率:0.5毫米/秒;
          ●交流高頻開關電源,電壓適用范圍:85VAC --- 250VAC; 直流24V開關電源,電壓適用范圍:20VDC --- 36VDC;
          ●信號輸出:脈沖頻率、輸出,4-20mA輸出,MODBUS協議、HART協議、RS485/232協議(通訊協議選配);
          ●高清晰度背光LCD顯示,中文、英文顯示方式,(可定制其它語言)使用方便,操作簡單,易學易懂;
          ●內部具有三個積算器可分別顯示正向累積量反向累積量及差值積算量,內部設有不掉電時鐘,可記錄16次掉電時間(選配);
          ●掉電時間記錄功能,自動記錄儀表系統電源間斷時間,補算漏計流量(選配);
          ●小時總量記錄功能,以小時為單位記錄流量總量,適用于分時計量制(選配);
          ●紅外手持操作器,115KHZ通訊速率,遠距離非接觸操作轉換器所有功能(選配)。
          ●采用SMD器件和表面安裝(SMT)技術,電路可靠性高
          ●可用于相應的防爆場合
          造紙流量計轉換器技術性能:
          1、提供中、英文顯示界面。
          2、可以按工程單位直接顯示正/反向瞬時流量、累計流量、百分比流量、流速。
          3、有6種流量單位可供選擇(L/m、L/h、m3/m、m3/h、GPM、GPH)。
          4、4~20mADC負載0~750,刻度流量(量程上限)任意設定。
          5、通過設定脈沖系數,可以使每個脈沖代表一定的體積流量,或輸出與流量成正比的0~2kHz頻率信號。
          6、提供流量上下限報擎功能。
          7、RS485接口,雙向通訊。通過上位機即可設置及修改流量計工作參數。
          8、當流體靜止時,通過面板上的按鍵可對流量計零點進行自動校正。
          9、阻尼調節可設定范圍1~99秒。
          10、供電電源:220VAC型/24VDC型。
          11、環境溫度:-20~60℃
          12、防護等級:IP65
          13、防爆等級:ExdibIIBT5

          ●電極、接地環材料的選擇
               應根據被測的流體的腐蝕性來選擇電極的材料,請查有關腐蝕手冊,對于特殊流體應作試驗。

                   
          襯里材料選擇說明
                應根據被測介質的腐蝕性、磨損性和溫度來選擇內襯材料。

                    

          造紙流量計主要技術性能:
          被測流體電導率:≥5 us/cm
          滿量程流速:0.3m/s---12 m/s
          測量誤差:示值的±0.5%
          環境溫度:-25℃-+180℃
          額定工作壓力(MPa):4.0、1.6、1.0、0.6 (大于4.0定做)
          安裝連接:按照GB9115-88、GB9116-88、GB9119-88、JB/T81-94、DIN、ANSI等法蘭標準或按用戶要求(由任連接按石油行業的相關標準)
          防護等級:標準型:IP65(防噴水型);IP68(潛水型)
          輸出信號:4-20mAd.c.、0~1KHz
          流量顯示功能:1中英文菜單自由切換,寬高清晰度LCD背光顯示。2顯示正反向累計流 量,瞬時流量,流速,流量百分比等。
          通訊功能:RS485通訊接口
          報警:空管、勵磁、流量上下限
          短電數據保護時間:不少于10年(無需任何輔助電源)
          供電電源:標準型:220Va.c.50Hz;特殊型24V.c.

          故障

          分析生產原因

          故障消除方法

          密封填料處的外漏

          1.填料老化;
          2.操作時用力過大過猛;
          3.填料壓蓋螺栓松動;

          1.應及時更換老化、損壞的密封填料,逐圈安放,接頭呈30°45°;
          2.應正常力均勻操作,不許加套管或用其他辦法加長力臂;
          3.均勻擰緊壓住填料壓蓋用螺栓;

          密封面泄漏

          1.閥門安裝方向與介質流向不符合;
          2. 閥門關閉不到位;
          3.久閉的閥門在密封面上積垢;
          4.密封面輕微搓傷;
          5.密封面損壞嚴重;

          1.注意閥門安裝檢查;
          2.重新調整執行機構上的高速螺釘,關嚴到位;
          3.將閥門打開一條縫,讓高速液體沖掉積垢;
          4.高速墊片進行補償;
          5.重新研磨,高速墊片補償;

          法蘭連接外泄漏

          1.螺柱擰緊力不勻;
          2.墊片老化損壞;
          3.墊片選用材質與工況介質要求不符;

          1.重新均勻擰緊螺栓;
          2.更換墊片;
          3.按工況要求正確選用墊片材料和形式,必要時請與廠家聯系,請求幫助選材、選型,訂貨時要詳細說明要求。

          手柄、手輪損壞

          1.使用不正確;
          2.堅固件松脫;
          3.手柄、手輪與閥桿連接損壞;

          1.禁止使用管鉗、加長杠桿、撞擊工具等;
          2.隨時修理配套;
          3.隨時修復;

          蝸輪、蝸桿傳動卡咬

          1.嵌入臟物,影響潤滑;
          2.操作不正確;

          1.清除臟物,保持清潔,定期加油;
          2.若操作時發現卡咬,扭力很大時,不能繼續操作,就立即停止,徹底檢查;

          電動閥門安裝故障

          1.潤滑不良,閥門內有異物卡住,造成轉矩邊大損壞;
          2.電機故障;

          1.就加油,使油管良好,填料壓緊應適應,應及時排除閥內異物,保持清潔;
          2.電機工作時間不超過15分鐘,電源應正常,避免電機受潮。

          造紙流量計按勵磁方式分類
          要產生一個均勻恒定的磁場,就需要選擇一種合適的勵磁方式。如按勵磁電流方式劃分,有直流勵磁、交流(工頻或其他頻率)勵磁、低頻矩形波勵磁和雙頻矩形波勵磁。 
          1.直流勵磁
          直流勵磁方式用直流電或采用磁鐵產生一個恒定的均勻磁場。這種直流勵磁變送器的***大優點是受交流電磁場干擾影響很小,因而可以忽略液體中的自感現象的影響。但是使用直流磁場易使通過測量管道的電解質液體被極化,即電解質在電場中被電解,產生正負離子,在電場力的作用下,負離子跑向正極,正離子跑向負極,這將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍,嚴重影響儀表的正常工作。所以,直流勵磁一般只用于測量非電解質液體,如液態金屬流量(常溫下的汞和高溫下的液態鋼、鋰、鉀)等。 
          2.交流勵磁
          工業上使用的防爆型電磁流量計,大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式產生交變磁場,避免了直流勵磁電極表面的極化干擾。但是用交流勵磁會帶來一系列的電磁干擾問題(例如正交干擾、同相干擾、零點漂移等)?,F在交流勵磁正在被低頻方波勵磁所代替。 
          3. 低頻方波勵磁
          低頻方波勵磁波形有二值(正-負)和三值(正-零-負-零)兩種,其頻率通常為工頻的1/2~1/32。低頻方波勵磁能避免交流磁場的正交電磁干擾,消除由分布電容引起的工頻干擾,抑制交流磁場在管壁和流體內部引起的電渦流,排除直流勵磁的極化現象。  

          勵磁方法

          標準雙頻勵磁

          增強型雙頻勵磁

          2.5~value="400" unitname="mm" w:st="on" style="box-sizing: border-box; line-height: 20px;">400mm(0.1~value="16" unitname="in" w:st="on" style="box-sizing: border-box; line-height: 20px;">16in.)

          25~value="200" unitname="mm" w:st="on" style="box-sizing: border-box; line-height: 20px;">200mm(1.0~value="8" unitname="in" w:st="on" style="box-sizing: border-box; line-height: 20px;">8.0in.)選擇代碼HF1或HF2

          輸入信號

           單個狀態輸入:干式觸點 負載電阻:≤200Ω(通),≥100kΩ(斷)

          輸出信號

          單個電流輸出

           4~20mA DC(負載電阻:0~750Ω,其中包括電纜電阻)

          單個脈沖輸出(*1)

           晶體管觸點輸出(集電極開路)
          結點容量:30VDC(斷),200mA(通)
          輸出速度0.0001~10000pps(脈沖/秒)

          單個警報輸出(*1)

           晶體管結點輸出(集電極開路)
          觸點容量:30V DC(斷),200mA(通)

          兩種狀態輸出(*1)

           晶體管結點輸出(集電極開路)
          觸點容量:30V DC(斷),200mA(通)

          斷電時保護

           數據(如參數,累計值等)是由EEPROM儲存。不需要備用電池

          指示器(*2)

           全點液晶顯示屏(32×132象素)

          避雷器

           避雷器接在電流輸出端、脈沖/警報/狀態輸入和輸出端。選擇A型代碼時,避雷器要接到電源接線端子

          保護

           IP67,NEMA4X,JIS C0920防浸型

          涂層

           殼體和殼蓋:防腐聚氨酯;涂層顏色:薄荷綠涂層(芒賽爾5.6BG 3.3/2.9,或其它相當顏色)

          轉換器材料

           殼體和殼蓋:鋁合金

          安裝/形式

           電氣連接:ANSI 1/2NPT凹接頭;ISO M20×1.5凹接頭;JIS G1/2(PF1/2)凹接頭

           端子連接:M4螺紋端子

           接地:接地電阻≤100Ω 當選擇代碼A時,按C等級接地(接地電阻≤10Ω)

           *若是防爆型,接地保護端子必須連到相應的符合國際標準的接地系統

          儀表選型
          量程范圍確認
          一般工業用電磁流量計被測介質流速以2~4m/s為宜,在特殊情況下,較低流速應不小于0.2m/s,***高應不大于8m/s。若介質中含有固體顆粒,常用流速應小于3m/s,防止襯里和電極的過分磨擦;對于粘滯流體,流速可選擇大于2m/s,較大的流速有助于自動消除電極上附著的粘滯物的作用,有利于提高測量精度。
          在量程Q已確定的條件下,即可根據上述流速V的范圍決定流量計口徑D的大小,其值由下式計算:
          Q=πD2V/4
          Q:流量(㎡/h) D:管道內徑 V:流速(m/h)
          電磁流量計的量程Q應大于預計的***大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計滿量程刻度的50%為宜。
          參考流量范圍
          口徑(mm) 流量范圍(m3/h) 口徑(mm) 流量范圍(m3/h)
          φ15 0.06~6.36 φ450 57.23~5722.65
          φ20 0.11~11.3 φ500 70.65~7065.00
          φ25 0.18~17.66 φ600 101.74~10173.6
          φ40
           
          0.45~45.22 φ700 138.47~13847.4
          φ50
           
          0.71~70.65 φ800 180.86~18086.4
          φ65
           
          1.19~119.4 φ900 228.91~22890.6
          φ80 1.81~180.86 φ1000 406.94~40694.4
          φ100 2.83~282.60 φ1200 553.90~55389.6
          φ150 6.36~635.85 φ1600 723.46~72345.6
          φ200
           
          11.3~1130.4 φ1800 915.62~91562.4
          φ250
           
          17.66~176.25 φ2000 1130.4~113040.00
          φ300 25.43~2543.40 φ2200 1367.78~136778.4
          φ350 34.62~3461.85 φ2400 1627.78~162777.6
          φ400 45.22~4521.6 φ2600 1910.38~191037.6
          安裝要求
          1)、環境選擇
          流量計應盡量遠離具有強電磁場的設備,如大型電機、大型變壓器、大型變頻器等。安裝場所不應有強烈震動,管道固定牢靠,環境溫度變化不大(防止固液兩相變化)。安裝環境應便于安裝和維護。
          2)、位置選擇
          流量計安裝位置必須保證管道內始終充滿被測液體。
          選擇液體流動脈沖小的地方,應遠離泵和閥門、彎頭等局部阻力件。
          測量雙相(固、液和氣、液)液體時,應選擇不易引起相分離的地方。
          被測管道內徑或周長容易測量,并且橢圓度應較小。
          3)、直管段長度
          流量計安裝管道上游側直管段長度應大于或等于10D,下游側應不小于5D(D為被測管道通徑)。
          4)、 流量控制閥門和調節閥門
          流量計的流量控制閥門應安裝在傳感器上游側的被測管道內,流量調節閥門應安裝在傳感器下游側。

          選型

          規格代碼 說明
          企標 XT 翔騰
          儀表種類 LDE 造紙流量計
          儀表種類 LDE 造紙流量計
          通徑代碼 -XXX 例:100表示DN100,若通徑后接I表示插入式,接AI表示可調插入式
          電極形式 -1 標準固定式
          2 刮刀式
          3 可拆卸更換式
          電極材料 0 不銹鋼
          1 鉑pt
          2 哈氏B(HB)
          3 鉭Ta
          4 鈦Ti
          5 哈氏C(HC)
          電極材料 3 氯丁橡膠
          4 聚胺酯橡膠
          5 F4
          6 F46
          7 F40
          8 P0
          9 PPS
          額定壓力(MPa) -4.0 DN10-80
          1.6 DN100-150
          1.0 DN200-1000
          0.6 DN1100-2000
          0.25 DN2200
          工作溫度 E <80oC
          H <180oC
          接地環 -0 無接地環
          1 有接地環
          防護等級 0 IP65
          1 IP68
          轉換器型式 0 一體式
          1 分體式
          通訊 0
          1 RS-485
          2 Hart
          3 PA總線
          4 FF總線
          外殼材料 -0 碳鋼
          1 不銹鋼
          表體法蘭 0 碳鋼
          1 不銹鋼
          安裝配對法蘭 0 不帶
          1
          供電電源 0 220VAC
          1 24VDC
          儀表量程 (XXX) 例:(2000)表示20mA對應的***大流量為2000M3/h
           
            近年來隨著環保法規越來越嚴格,多數造紙企業除了造紙主流程以外,都建有廢液處理工藝。調查發現電磁流量計在造紙廠中幾乎所有的工段都有使用。一是備料過程,備料工段主要任務是將不同的原料制成獎料。電磁流量計在制漿過程中主要是參與對打磨漿、水和酸或堿的流量測量。二是篩選漂白工段,電磁流量計使用在從各備料車間進入抄紙車間的各漿池的流入量和從各漿池流出配漿池的流量測量點,


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