电磁流量计在高固含量浆料中的应用

1 概述
随着工业自动化的快速发展，各种智能仪表在工业设计中也发挥着越来越重要的作用。在现代工业生产中，智能系统的应用越来越广泛，这也降低了生产中出现人为问题的可能性。但是，对各种仪器的准确性和可操作性的要求也越来越高。下面就电磁流量计在某石煤提取五氧化二钒项目中高固含量矿井液流中的应用、问题及解决方法进行探讨。
2 工艺流程介绍
本项目为石煤综合利用。现有的提钒工艺会产生大量废渣。其主要成分为二氧化硅，但含有大量钒资源，钒资源利用率低。同时，废渣中的碱含量较高。废渣随意堆放，容易造成环境污染。本项目的特点是利用现有提钒工艺中的二次提钒渣作为制备沉淀白炭黑的主要原料，使废渣中的硅资源得到充分利用。为企业创造了新的经济增长点，同时解决了现有提钒生产造成的钒资源浪费和环境污染。此外，该项目利用现有提钒生产线脱碳过程中产生的余热作为热源，取代传统以烟煤为主要燃料的方法，即生产中产生的余热为有效合理利用，进一步降低产生的燃料成本，达到节能减排和资源综合利用的目的。框图如下。
在制浆过程中，应加入一定量的氢氧化钠，使矿石中的钒尽可能地溶解在碱性溶液中。配制好的浆料固含量比较高，50%左右，为了保证下道工序的稳定运行和产品质量，需要准确计量加入溶解槽的浆料量。并通过DCS控制系统来控制阀门开度。以保证流量的稳定。这就对流量计的防腐、耐腐蚀和精度提出了很高的要求。本文主要阐述本项目中流量计的正确选择以及电磁流量计在高固含量浆料中的使用。

3 如何选择流量计
在工业生产中，在温度、压力、流量、液位四个热参数的测量中，一般认为流量测量最难达到预期的精度和可靠性。这与过程数据库的可用性、仪表的选择、是否安装和使用正确等有关，当然也有仪表本身的质量问题。
选择流量测量仪表时，主要考虑过程介质和应用条件的适用性，以及仪表的规模、功能、精度和经济性。
电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应定律测量导电液体的仪表。从其工作原理来看，满足本项目提出的流量计采用高固含量碱性溶液的条件。

4 本项目讨论电磁流量计选型存在的问题及解决方法
4.1 电磁流量计的工作原理
电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应定律测量导电液体的仪表。即导体在磁场中切割磁力线时，导体内会产生感应电势，感应电势的大小与磁感应强度和切割磁力线的强度成正比由流体产生的力。

4.2 电磁流量计的优缺点

4.2.1 电磁流量计的优点

(1) 测量通道为光滑直管，不会堵塞。适用于测量含有固体颗粒的液固两相流体，如纸浆、泥浆、污水等。

(2) 无流动造成的压力损失检测。

(3) 实测体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率的显着影响。

(4)流量范围大，口径范围广。

(5) 可使用腐蚀性流体。

4.2.2 电磁流量计的缺点

(1) 电导率极低的流体无法测量。

(2) 不能测量大气泡的气体、蒸汽和液体。

(3) 不能用于更高温度的流体。

4.3 电磁流量计内衬的探讨

根据介质的特点，对以下衬里材料进行了分析、探讨和选择。

4.3.1 氯丁橡胶

(1)主要性能：①耐油、耐溶剂、抗氧化、一般酸、碱、盐等介质腐蚀； ②弹性、耐磨性优良，但耐寒性较差。

(2) 适用范围： ①0℃~80℃的非强酸、强碱、强氧化性介质； ②可测量污水和泥浆。

4.3.2 天然橡胶

(1)主要性能： ①良好的耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性和耐低温性。 ②耐油性差，耐老化、抗氧化性差。

(2)适用范围：-10℃～70℃非强酸、强碱、强氧化性介质，适用于饮用水。

4.3.3 聚氨酯橡胶

(1) 主要性能： ①优良的耐磨性和弹性； ②耐酸碱性差。

(2) 适用范围：①-25℃～60℃； ②中性强磨蚀矿浆、煤浆、泥浆。

4.3.4 铁氟龙

(1)主要性能： ①良好的疏水性和不粘性，耐高温性强； ②优良的耐腐蚀性能，耐强酸、强碱、有机溶剂及各种盐溶液； ③抗负压性好良好，当抗负压要求较高时，可加金属网提高抗负压能力； ④耐磨性差。

(2) 适用范围： ①-25℃～140℃的非强磨损介质； ②卫生介质。

4.3.5 聚四氟乙烯

(1)主要性能： ①是塑料中化学性能最稳定的材料。能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水，以及强碱和各种有机溶剂，不耐三氟化氯和高温。三氟化氧、高速液氯、液氯、臭氧的腐蚀； ②耐磨性差； ③抗负压能力差。

(2) 适用范围：①-25℃～140℃； ②浓酸、浓碱等强腐蚀性介质； ③卫生介质。

4.3.6 氟化乙丙烯

(3) 主要性能： ①疏水性、不粘性； ②耐腐蚀性仅次于铁氟龙； ③耐负压性较高时可加金属网，提高耐负压性； ④耐磨性差。

(4) 适用范围： ①-25℃～100℃的非强磨损介质； ②卫生介质。

4.4 应用过程中遇到的问题及解决方法

通过对以上几种衬里材料的讨论，不难发现氯丁橡胶和天然橡胶虽然耐磨性较好，但耐腐蚀性较差。铁氟龙、聚四氟乙烯、氟化乙丙烯虽然能满足强碱腐蚀，但耐磨性不是很好。经过反复比较，选择稳定性最好的聚四氟乙烯进行试运行，以验证电磁流量计的性能。

流量计使用2～3个月后，不能正常使用；以澄清原因。拆下电磁流量计后，发现电磁流量计出口处的内衬没有问题，但入口处内衬材料外法兰的法兰处有与测量管分离的现象.内衬与金属测量管之间存在间隙，导致液体进入间隙，使流量计无法正常工作。

在明确了这个问题的原因后，通过与厂家的沟通，并通过与工程技术人员的反复讨论和讨论。决定采取两个措施解决这个问题：①进一步优化浆料制备过程中的控制，降低浆料中固体颗粒的粒径，减少对电磁流量计入口的冲刷作用； ②降低泥浆输送的流速； ③电磁流量计进口与管道法兰连接处加2~3mm厚不锈钢垫片，以减少电磁流量计进口法兰处法兰衬里材料的侵蚀。不锈钢垫片可以定期更换。

采取措施，取得明显成效。经过近两年的运行评估，电磁流量计运行稳定，计量准确，无故障。因此，本项目采用聚四氟乙烯衬里材料对含固量较高的泥浆进行电磁流量测量是可行的。

5 结束语

作为仪表电气专业的工程师，如何更好地了解过程介质的状况，了解各流量计本身的特点和优缺点，发现项目中可能出现的一些问题，解决问题的能力是我们的恒定应该在工作中改进。本次对电磁流量计使用条件的改善，是一次有益的尝试，同时也增强了我们的创新意识。