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造纸行业流量计的选择选型



  在纸浆造纸生产过程中纸浆流量的测量起着重要作用,在那些从国外引进的成套设备中,液体的计量大多数采用了电磁流量计。国内的大中型造纸企业也已逐步地开始完成了电磁流量计替代传统的差压流量仪表的过程,同时向制造商提出了更高的使用和计量性能要求。目前工业中的流量仪表大致可分为三类:速度式流量仪表、容积式流量仪表、质量式流量仪表。
 
  机械浆、化学浆或损纸浆都是水悬浮液,当纸浆流速小时纤维发生沉淀结块。这种纸浆的特性在选择流量仪表时要加以注意考虑。为了测量纸浆流量,可采用变压降式流量计,容积流量计,电磁流量计。经综合分析不难看出,在那些从国外引进的成套设备中,液体的计量大多数采用了电磁流量计。国内的大中型造纸企业也已逐步地开始完成了电磁流量计替代传统的差压流量仪表的过程,同时向制造商提出了更高的使用和计量性能要求。


详细说明
       造纸流量计由电磁流量传感器和转换器配套组成,用以测量管道内各种导电流体或液固二相介质的体积流量它广泛应用于化工、食品、制糖、酿酒、冶金、造纸、水利、环保、印染、石油、煤炭等工业领域中,用来测量各种酸、碱、盐溶液、泥浆、矿浆、纸浆、煤水浆、玉米浆、纤维浆、糖浆、石灰乳、污水、给排水、双氧水、啤酒、麦汁、各种饮料等导电液体介质的体积流量。
       造流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总线,属国内首创,技术达到国内领先水平。除可测量一般导电液体的流量外,还可测量液固两相流,高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等行业。
      造纸流量计结构简单、可靠,无可动部件,工作寿命长无截流阻流部件,不存在压力损失和流体堵塞现象无机械惯性,响应快速,稳定性好,可应用于自动检测、调节和程控系统,测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和Hc、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要备有管道式、插入式等多种流量计型号采用EEPROM存贮器,测量运算数据存贮保护安全可靠。   

造纸流量计如何选择防护等级   
按照国家标准GB4208-84和国际电工委员会标准IEC529-76关于外壳防护等级的标准为: 
IP65:防喷水型,允许水龙头从任何方向对传感器喷水,喷水压力为30kPa,出水量为12.5L/s,距离为3m。 
IP68:潜水型,长期工作在水中。 
防护等级应根据实际情况来选择,传感器装在地面以下,如经常受水淹,应选用IP68,传感器安装在地面以上,应选用IP65。
造纸流量计原理简介
XT-LDE型智能电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律:导电液体在磁场中做切割磁力线运动时,导体中产生感应电势,其感应电势E为:E=KBVD式中:
K=————————仪表常数
B=————————磁感应强度
V=————————测量管道截面内的平均流速
D=————————测量管道截面的内径
由此式可知,当测量管结构、磁场感应强度一定时,体积流量与感应电势成正比。测量出感应电压就可得到流进管道的体积流量。将感应电压信号通过一对或多对与液体直接接触的电磁检出,并通过电缆送至转换器通过智能化处理,然后LCD显示或转换成标准信号4-20mA、频率信号Hartx协议通讯的输出。
测量流量时,导电性液体以速度V流过垂直于流动方向的磁场,导电性液体的流动在测量电极上感应出一个与平均流速成正比的电压,由此可以得出通过管道的体积流量Q=03785DE/KB式中      Q————————体积 E————————感应电压
技术参数
造纸行业流量计的选择选型
造纸流量计优点
●测量结果与流速分布不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化等物理参数的影响,线性测量原理能实现高精确度测量;
●测量管内无可动部件、无阻流件,压损小,直管段要求低;
●公称通径DN10-DN3200覆盖范围宽,衬里和电极有多种选择,能满足测量多种导电流体的要求;(见附录)
●采用16位嵌入式微处理器,全数字处理,运算速度快,抗干扰能力强,测量可靠,精确度高,流量测量范围度可达150:1;
●低频方波励磁,励磁频率:1/16工频、1/20工频、1/25工频;
●高频方波励磁,励磁频率:1/2工频(适用于浆液测量)(选配);
●励磁电流可选定为125mA、187.5mA、250mA;
●具有电导率测量功能,无需附加电极的空管测量功能,具有自检与自诊断功能,连续测量,定值报警;
●在现场可根据用户实际需要在线修改量程;
●电磁流量计具有自检与自诊断功能;
●流速测量范围:0.1--- 15米/秒,流速分辨率:0.5毫米/秒;
●交流高频开关电源,电压适用范围:85VAC --- 250VAC; 直流24V开关电源,电压适用范围:20VDC --- 36VDC;
●信号输出:脉冲频率、输出,4-20mA输出,MODBUS协议、HART协议、RS485/232协议(通讯协议选配);
●高清晰度背光LCD显示,中文、英文显示方式,(可定制其它语言)使用方便,操作简单,易学易懂;
●内部具有三个积算器可分别显示正向累积量反向累积量及差值积算量,内部设有不掉电时钟,可记录16次掉电时间(选配);
●掉电时间记录功能,自动记录仪表系统电源间断时间,补算漏计流量(选配);
●小时总量记录功能,以小时为单位记录流量总量,适用于分时计量制(选配);
●红外手持操作器,115KHZ通讯速率,远距离非接触操作转换器所有功能(选配)。
●采用SMD器件和表面安装(SMT)技术,电路可靠性高
●可用于相应的防爆场合
造纸流量计转换器技术性能:
1、提供中、英文显示界面。
2、可以按工程单位直接显示正/反向瞬时流量、累计流量、百分比流量、流速。
3、有6种流量单位可供选择(L/m、L/h、m3/m、m3/h、GPM、GPH)。
4、4~20mADC负载0~750,刻度流量(量程上限)任意设定。
5、通过设定脉冲系数,可以使每个脉冲代表一定的体积流量,或输出与流量成正比的0~2kHz频率信号。
6、提供流量上下限报擎功能。
7、RS485接口,双向通讯。通过上位机即可设置及修改流量计工作参数。
8、当流体静止时,通过面板上的按键可对流量计零点进行自动校正。
9、阻尼调节可设定范围1~99秒。
10、供电电源:220VAC型/24VDC型。
11、环境温度:-20~60℃
12、防护等级:IP65
13、防爆等级:ExdibIIBT5

●电极、接地环材料的选择
     应根据被测的流体的腐蚀性来选择电极的材料,请查有关腐蚀手册,对于特殊流体应作试验。

         
衬里材料选择说明
      应根据被测介质的腐蚀性、磨损性和温度来选择内衬材料。

          

造纸流量计主要技术性能:
被测流体电导率:≥5 us/cm
满量程流速:0.3m/s---12 m/s
测量误差:示值的±0.5%
环境温度:-25℃-+180℃
额定工作压力(MPa):4.0、1.6、1.0、0.6 (大于4.0定做)
安装连接:按照GB9115-88、GB9116-88、GB9119-88、JB/T81-94、DIN、ANSI等法兰标准或按用户要求(由任连接按石油行业的相关标准)
防护等级:标准型:IP65(防喷水型);IP68(潜水型)
输出信号:4-20mAd.c.、0~1KHz
流量显示功能:1中英文菜单自由切换,宽高清晰度LCD背光显示。2显示正反向累计流 量,瞬时流量,流速,流量百分比等。
通讯功能:RS485通讯接口
报警:空管、励磁、流量上下限
短电数据保护时间:不少于10年(无需任何辅助电源)
供电电源:标准型:220Va.c.50Hz;特殊型24V.c.

故障

分析生产原因

故障消除方法

密封填料处的外漏

1.填料老化;
2.操作时用力过大过猛;
3.填料压盖螺栓松动;

1.应及时更换老化、损坏的密封填料,逐圈安放,接头呈30°45°
2.应正常力均匀操作,不许加套管或用其他办法加长力臂;
3.均匀拧紧压住填料压盖用螺栓;

密封面泄漏

1.阀门安装方向与介质流向不符合;
2. 阀门关闭不到位;
3.久闭的阀门在密封面上积垢;
4.密封面轻微搓伤;
5.密封面损坏严重;

1.注意阀门安装检查;
2.重新调整执行机构上的高速螺钉,关严到位;
3.将阀门打开一条缝,让高速液体冲掉积垢;
4.高速垫片进行补偿;
5.重新研磨,高速垫片补偿;

法兰连接外泄漏

1.螺柱拧紧力不匀;
2.垫片老化损坏;
3.垫片选用材质与工况介质要求不符;

1.重新均匀拧紧螺栓;
2.更换垫片;
3.按工况要求正确选用垫片材料和形式,必要时请与厂家联系,请求帮助选材、选型,订货时要详细说明要求。

手柄、手轮损坏

1.使用不正确;
2.坚固件松脱;
3.手柄、手轮与阀杆连接损坏;

1.禁止使用管钳、加长杠杆、撞击工具等;
2.随时修理配套;
3.随时修复;

蜗轮、蜗杆传动卡咬

1.嵌入脏物,影响润滑;
2.操作不正确;

1.清除脏物,保持清洁,定期加油;
2.若操作时发现卡咬,扭力很大时,不能继续操作,就立即停止,彻底检查;

电动阀门安装故障

1.润滑不良,阀门内有异物卡住,造成转矩边大损坏;
2.电机故障;

1.就加油,使油管良好,填料压紧应适应,应及时排除阀内异物,保持清洁;
2.电机工作时间不超过15分钟,电源应正常,避免电机受潮。

造纸流量计按励磁方式分类
要产生一个均匀恒定的磁场,就需要选择一种合适的励磁方式。如按励磁电流方式划分,有直流励磁、交流(工频或其他频率)励磁、低频矩形波励磁和双频矩形波励磁。 
1.直流励磁
直流励磁方式用直流电或采用永久磁铁产生一个恒定的均匀磁场。这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小,因而可以忽略液体中的自感现象的影响。但是使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化,即电解质在电场中被电解,产生正负离子,在电场力的作用下,负离子跑向正极,正离子跑向负极,这将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围,严重影响仪表的正常工作。所以,直流励磁一般只用于测量非电解质液体,如液态金属流量(常温下的汞和高温下的液态钢、锂、钾)等。 
2.交流励磁
工业上使用的防爆型电磁流量计,大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式产生交变磁场,避免了直流励磁电极表面的极化干扰。但是用交流励磁会带来一系列的电磁干扰问题(例如正交干扰、同相干扰、零点漂移等)。现在交流励磁正在被低频方波励磁所代替。 
3. 低频方波励磁
低频方波励磁波形有二值(正-负)和三值(正-零-负-零)两种,其频率通常为工频的1/2~1/32。低频方波励磁能避免交流磁场的正交电磁干扰,消除由分布电容引起的工频干扰,抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流,排除直流励磁的极化现象。  

励磁方法

标准双频励磁

增强型双频励磁

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.)选择代码HF1或HF2

输入信号

 单个状态输入:干式触点 负载电阻:≤200Ω(通),≥100kΩ(断)

输出信号

单个电流输出

 4~20mA DC(负载电阻:0~750Ω,其中包括电缆电阻)

单个脉冲输出(*1)

 晶体管触点输出(集电极开路)
结点容量:30VDC(断),200mA(通)
输出速度0.0001~10000pps(脉冲/秒)

单个警报输出(*1)

 晶体管结点输出(集电极开路)
触点容量:30V DC(断),200mA(通)

两种状态输出(*1)

 晶体管结点输出(集电极开路)
触点容量:30V DC(断),200mA(通)

断电时保护

 数据(如参数,累计值等)是由EEPROM储存。不需要备用电池

指示器(*2)

 全点液晶显示屏(32×132象素)

避雷器

 避雷器接在电流输出端、脉冲/警报/状态输入和输出端。选择A型代码时,避雷器要接到电源接线端子

保护

 IP67,NEMA4X,JIS C0920防浸型

涂层

 壳体和壳盖:防腐聚氨酯;涂层颜色:薄荷绿涂层(芒赛尔5.6BG 3.3/2.9,或其它相当颜色)

转换器材料

 壳体和壳盖:铝合金

安装/形式

 电气连接:ANSI 1/2NPT凹接头;ISO M20×1.5凹接头;JIS G1/2(PF1/2)凹接头

 端子连接:M4螺纹端子

 接地:接地电阻≤100Ω 当选择代码A时,按C等级接地(接地电阻≤10Ω)

 *若是防爆型,接地保护端子必须连到相应的符合国际标准的接地系统

量程范围确认
一般工业用电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,最低流速应不小于0.2m/s,最高应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
电磁流量计的量程Q应大于预计的最大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜。
参考流量范围
口径(mm) 流量范围(m3/h) 口径(mm) 流量范围(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
安装要求
1)、环境选择
流量计应尽量远离具有强电磁场的设备,如大型电机、大型变压器、大型变频器等。安装场所不应有强烈震动,管道固定牢靠,环境温度变化不大(防止固液两相变化)。安装环境应便于安装和维护。
2)、位置选择
流量计安装位置必须保证管道内始终充满被测液体。
选择液体流动脉冲小的地方,应远离泵和阀门、弯头等局部阻力件。
测量双相(固、液和气、液)液体时,应选择不易引起相分离的地方。
被测管道内径或周长容易测量,并且椭圆度应较小。
3)、直管段长度
流量计安装管道上游侧直管段长度应大于或等于10D,下游侧应不小于5D(D为被测管道通径)。
4)、 流量控制阀门和调节阀门
流量计的流量控制阀门应安装在传感器上游侧的被测管道内,流量调节阀门应安装在传感器下游侧。

选型

规格代码 说明
企标 XT 翔腾
仪表种类 LDE 造纸流量计
仪表种类 LDE 造纸流量计
通径代码 -XXX 例:100表示DN100,若通径后接I表示插入式,接AI表示可调插入式
电极形式 -1 标准固定式
2 刮刀式
3 可拆卸更换式
电极材料 0 不锈钢
1 铂pt
2 哈氏B(HB)
3 钽Ta
4 钛Ti
5 哈氏C(HC)
电极材料 3 氯丁橡胶
4 聚胺酯橡胶
5 F4
6 F46
7 F40
8 P0
9 PPS
额定压力(MPa) -4.0 DN10-80
1.6 DN100-150
1.0 DN200-1000
0.6 DN1100-2000
0.25 DN2200
工作温度 E <80oC
H <180oC
接地环 -0 无接地环
1 有接地环
防护等级 0 IP65
1 IP68
转换器型式 0 一体式
1 分体式
通讯 0
1 RS-485
2 Hart
3 PA总线
4 FF总线
外壳材料 -0 碳钢
1 不锈钢
表体法兰 0 碳钢
1 不锈钢
安装配对法兰 0 不带
1
供电电源 0 220VAC
1 24VDC
仪表量程 (XXX) 例:(2000)表示20mA对应的最大流量为2000M3/h
 
  近年来随着环保法规越来越严格,多数造纸企业除了造纸主流程以外,都建有废液处理工艺。调查发现电磁流量计在造纸厂中几乎所有的工段都有使用。一是备料过程,备料工段主要任务是将不同的原料制成奖料。电磁流量计在制浆过程中主要是参与对打磨浆、水和酸或碱的流量测量。二是筛选漂白工段,电磁流量计使用在从各备料车间进入抄纸车间的各浆池的流入量和从各浆池流出配浆池的流量测量点,


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