1.電磁流量計的基本原理和技術(shù)關(guān)鍵
1.1基本原理
電磁流量計的基本原理是基于法拉第的電磁感應(yīng)定律,即當一種導(dǎo)電液體流過磁場作切割磁力線運動時,則在垂直于流速向量和磁場向量的方向上會產(chǎn)生一個電動勢。通過引入加權(quán)函數(shù)用數(shù)學(xué)的方法表明,對于軸對稱的流速分布,這個電動勢信號代表著平均流速,可用下式表示：
e=KdBv (1)
式中:K—常數(shù);
B—磁感應(yīng)強度(磁力線密度);
d—兩電極間的距離;
V—平均流速。
對于一個圓形管道,其體積流量為
q=π/4Ktd*e/B (2)
其中Kt是通過校驗確定的一個常數(shù)。
式(1)中磁感應(yīng)強度的產(chǎn)生有三種方法:①永久磁鐵和直流勵磁;②采用50Hz或60Hz工業(yè)電正弦波進行勵磁;③利用•定頻率的脈沖電流進行勵磁。
1.2技術(shù)關(guān)鍵
(1)放大電路采用三級放大器、防串模和共模干擾的技術(shù)措馳,從而保證了儀表的穩(wěn)定性。
(2)對用于注聚合物的高壓電磁流量計,耐壓應(yīng)達到25MPa。兩個對稱電極安裝時,設(shè)計了專用工具,保證了對中和承壓密封能力。
(3)采用智能化技術(shù),用單片機進行非線性化分段修正,滿足了整個量程范圍的準確度要求。
(4)由于應(yīng)用了微型計算機技術(shù),可以方便地得到4~20mA的電流模擬信號和光電隔離的容積脈沖輸出,如需要叮以配繼電器輸出的流量上、下限報警觸點信號和RS-485串行通訊接口輸出。
2.電磁流量計在油田中的應(yīng)用
2.1注聚驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)流量計量中的應(yīng)用聚合物驅(qū)和二元復(fù)合驅(qū)作為一種高效的驅(qū)油方法在大慶油田進行了多年的攻關(guān)試驗,取得了-系列成果。對于這種高粘度的注劑,它不但要求地面工程在計量過程中要保證一定準確度,而且在注入過程中不能對流體有任何破壞其物性的剪切力。電磁流量計作為shou選的計量儀表,能滿足注入聚合物的準確度為±0.5%的要求,其測量管為-個沒有任何轉(zhuǎn)動部件和阻流部件的空簡,對注入物的物性不會有任何破壞。但由于注入壓力為25MPa,接觸介質(zhì)的電極的安裝必須滿足承壓的要求。
2.2電磁流量計在油田熱水計量中的應(yīng)用
油田民用集中供熱要求具有較高的計量準確度和對高溫介質(zhì)的適應(yīng)性.--般的熱水管線都在DN500~DN800,就是在分部分輸?shù)闹Ц删€上也在DN200~DN300,熱水溫度-般為70~80℃,這就需要有大口徑的高溫熱水流量計米滿足這種況下的計量。油井摻水管線般為DN25或1N50,摻水量為小流量,摻水溫度根據(jù)油井的產(chǎn)油量和環(huán)境溫度(70~80℃),需要有小口徑(甚至要小于DN25)的高溫熱水流量計來滿足這種工況下的計量。電磁流量計的襯里要選用聚四氟乙烯襯甲,用機械的辦法把一個預(yù)成形的聚四氟乙烯管裝入不導(dǎo)磁不銹鋼管中,為了有效地使過程中的液體與鋼管隔熱,聚四氟乙烯管要稍長一些,它的端部向外擴展張開能蓋住鋼管端頭的連接管件,這種測量導(dǎo)管容許的zui高溫度可達175℃。對于高溫熱水介質(zhì)測量電極表面有時會產(chǎn)生某些污染物,對于這種應(yīng)用工況,可采用圓錐狀電極,對電極表面的雜質(zhì)或污物用蒸煮法或超聲波法來定期清洗。
2.3商品水計量交接中的應(yīng)用
電磁流量計具有不受液體密度、粘度、壓力、溫度和電導(dǎo)率變化的影響等優(yōu)點,應(yīng)該成為凈水計量的shou選計量用具。測量的zui小上限流速約為3m/s,量程比可以大于10:1,配上智能計算和補償裝置,進行分段修正、儀表的計量準確度優(yōu)于±0.5%,可以滿足商品水計量交接的要求。
3.電磁流量計使用中應(yīng)注意的問題
(1)當選擇流量計的口徑時,有些人為簡便從事,管線口徑有多大,流量計的口徑就選多大,這會造成較大的計量誤差。對于這種電磁流量計選擇口徑時應(yīng)按照選型樣本中的zui小流量和zui大流量來選擇合適囗徑,并明確指出使用中的流量范圍,出廠標定時能夠包含要求的量程,使用起來就可以獲得較好的效果。
(2)電磁流量計zui好垂直安裝,液體從下而上流動,當沒有液體流動時,固體物質(zhì)沉淀,不會集結(jié)在電極上。安裝時管道直管段內(nèi)徑與傳感器法蘭內(nèi)徑保持一致,避免產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象,上游應(yīng)不少于5倍管徑的直管段長度,若上游有不全開的閘閥,傳感器直管段長度應(yīng)增加到10倍管徑,下游直管段長度應(yīng)大于3倍管徑。
(3)應(yīng)根據(jù)使用場合的防爆要求來選擇電磁流量計是否需要防爆。如在易燃易爆環(huán)境,必須先斷電源再打開儀表蓋,