1.電磁流量計的基本原理和技術關鍵
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定律,即當一種導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生一個電動勢。通過引入加權函數用數學的方法表明,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;
B—磁感應強度(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。
式(1)中磁感應強度的產生有三種方法:①永久磁鐵和直流勵磁;②采用50Hz或60Hz工業電正弦波進行勵磁;③利用•定頻率的脈沖電流進行勵磁。
1.2技術關鍵
(1)放大電路采用三級放大器、防串模和共模干擾的技術措馳,從而保證了儀表的穩定性。
(2)對用于注聚合物的高壓電磁流量計,耐壓應達到25MPa。兩個對稱電極安裝時,設計了專用工具,保證了對中和承壓密封能力。
(3)采用智能化技術,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)由于應用了微型計算機技術,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用
2.1注聚驅和三元復合驅流量計量中的應用聚合物驅和二元復合驅作為一種高效的驅油方法在大慶油田進行了多年的攻關試驗,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的適應性.--般的熱水管線都在DN500~DN800,就是在分部分輸的支干線上也在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,摻水溫度根據油井的產油量和環境溫度(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成形的聚四氟乙烯管裝入不導磁不銹鋼管中,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,這種測量導管容許的zui高溫度可達175℃。對于高溫熱水介質測量電極表面有時會產生某些污染物,對于這種應用工況,可采用圓錐狀電極,對電極表面的雜質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用
電磁流量計具有不受液體密度、粘度、壓力、溫度和電導率變化的影響等優點,應該成為凈水計量的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,固體物質沉淀,不會集結在電極上。安裝時管道直管段內徑與傳感器法蘭內徑保持一致,避免產生節流現象,上游應不少于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增加到10倍管徑,下游直管段長度應大于3倍管徑。
(3)應根據使用場合的防爆要求來選擇電磁流量計是否需要防爆。如在易燃易爆環境,必須先斷電源再打開儀表蓋,