城市引水工程中超大口徑電磁流量計的安裝與調(diào)試

【摘要】：在城市引水工程中，廣泛應(yīng)用超大口徑輸水管線電磁流量計進(jìn)行輸水的實時流量、累積流量檢測。超大口徑電磁流量計的安裝、調(diào)試質(zhì)量直接影響監(jiān)測誤差與儀表的安全運行。為確保儀表系統(tǒng)統(tǒng)計量準(zhǔn)確、運行可靠，對儀表安裝工藝、系統(tǒng)抗干擾措施、焊接檢驗以及關(guān)鍵工藝控制點，進(jìn)行了嚴(yán)格的過程控制，并介紹了儀表系統(tǒng)的軟件編程方法和系統(tǒng)調(diào)試步驟。系統(tǒng)運行表明，系統(tǒng)檢測準(zhǔn)確，工作穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞：超大口徑  電磁流量計  防干擾  無損檢測  安裝  調(diào)試

【引言】哈爾濱市磨盤山水庫引水工程，設(shè)計規(guī)模為900km3/d，輸水管線長176km，管道直徑為DN2200，輸水的實時流量和累計流量數(shù)據(jù)，采用超大口徑電磁流量計進(jìn)行計量。

1、電磁流量計原理及優(yōu)點

1.1電磁流量計原理
    傳感器由測量管、激磁線圈和測量電極等元件組成。側(cè)量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律。激磁繞組供電產(chǎn)生磁場，導(dǎo)電的輸水介質(zhì)通過測量管磁場時，切割磁力線運動，在垂直于磁場及流速的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電勢U，其表達(dá)式如下:
                U=K x B x V x D       (1)
式中:K為儀表結(jié)構(gòu)常數(shù);B為磁感應(yīng)強(qiáng)度;V為平均流速:D為測量管內(nèi)徑。
   

電磁流量計傳感器中，感應(yīng)電勢原始電壓信號是平均流速的線性函數(shù)，它與流速分布及介質(zhì)的其他特性無關(guān)。
   感應(yīng)電勢(毫伏電信號）經(jīng)專用電纜傳送至智能轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行數(shù)字化處理，計算實時流量、累積流量。并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號出。

1.2、電磁流量計測量的優(yōu)點
    輸水計量采用電磁流量計測量具有以下幾個優(yōu)點。
    ①輸水管線管內(nèi)無縮徑或突出部件，壓力損失幾乎為零;
    ②感應(yīng)電信號與管截面的平均值相關(guān)，僅需較短的前后直管段，這對減小流量計井的尺寸、降低工程成本尤為重要;
    ③輸水介質(zhì)含有一定泥沙的量，而電磁流量計傳感器只有襯里和電極與水接觸，并防腐、耐磨，儀表壽命長;
    ④超大口徑電磁流量計通過接口與實時計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接，可對輸水流量信息進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

2、傳感器安裝的防干擾控制

2、1  傳感器安裝接地措施

     傳感器安裝接地直接影響系統(tǒng)抗干擾性能，所用接地線必須防止感應(yīng)到任何其他干擾電壓。因此，不能把接地線與其他帶點電氣設(shè)備的接地連線在一起；接地施工采用就地打接地極方式接地。在流量計井外側(cè)安裝接地極，采用扁鋼引入流量計接點。接地電阻值不大于10歐姆，傳感器接地如圖1所示。

2、2接地環(huán)安裝措施
    輸水管道采用內(nèi)有絕緣涂層的金屬管道，必須安裝接地環(huán)，提高抗干擾性能，否則會造成儀表工作不穩(wěn)定。接地環(huán)安裝方式如圖2所示。

圖2中：v1、v2為專用接地線，PE為功能接地線，施工現(xiàn)場采用扁鋼制作。D1、D2為密封墊片；E為接地環(huán)、F1為管道法蘭；F為傳感器法蘭;Y為傳感器信號輸出端。

2、3電纜的輻射與屏蔽措施
    超大口徑電磁流量計勵磁繞組功率較大，在流量計井的傳感器與智能轉(zhuǎn)換器之問.必須加設(shè)放大器，才可滿足勵磁要求。
    電磁流是計接線及屏蔽連接要注意以下兒點。
    ①電磁流址計傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜采用廠商供應(yīng)的一專用電纜。不可引人外界干擾。‘專用電纜的敷設(shè)采用鋼管保護(hù)。
    ②勵磁電源、信號電纜，為防止被機(jī)械壓傷、門齒類動物(老鼠)咬傷.要求電纜分別穿管敷設(shè)。
    ③接線盒中的電纜不允許交叉或盤繞。
    ④保護(hù)接地線PE必須接到接線盒中單獨的U型夾頭接線端子。
    ⑤施工中切勿松開信號轉(zhuǎn)換器內(nèi)黃綠線U型夾頭接線端子和端子10之間的保護(hù)連接導(dǎo)體。

3、關(guān)鍵工藝控制點
    現(xiàn)場安裝過程中，為了不影響計量系統(tǒng)的檢測精度，必須嚴(yán)格滿足下述工藝要求。
    ①電極軸線保持水平。電磁流雖計傳感器安裝時，2個電極的軸線必須在水平方向上。
    ②被測介質(zhì)充滿測量管。測量管內(nèi)保證充滿水，不能有非滿管或有氣泡聚集在測量管中的現(xiàn)象。
    ③滿足流動方向與直管段要求。傳感器上箭頭所指的方向為介質(zhì)流動的正方向;超大口徑電磁流量計(傳感器與轉(zhuǎn)換器分體安裝)設(shè)計均安裝在管道的流世計井內(nèi)。為了保證計金準(zhǔn)確.必須保證流量計前IOD/后2D直管段要求(D為公稱直徑)。

4、超大口徑電磁流量計的安裝
4.1傳感器與伸縮節(jié)的組裝
    按傳感器上的箭頭在流量計的下游側(cè)安裝接地環(huán)及伸縮節(jié)，并將伸縮節(jié)預(yù)調(diào)節(jié)為最短狀態(tài)。
4.2流量計井內(nèi)斷口
    流量計井內(nèi)斷口步驟如下。
    ①確認(rèn)安裝傳感器斷口部位.精確測量斷管尺寸’(按伸縮節(jié)伸展后尺寸)。
    ②管道斷口區(qū)開天窗，進(jìn)人管內(nèi)做米字型鋼支撐，確保管道圓度，防止斷口后管端變形而影響法蘭安裝。一
    ③斷口后，在兩側(cè)管端用機(jī)械方法處理坡口，達(dá)到焊接法蘭要求

4.3吊裝
    組裝后的傳感器加伸縮節(jié)，總重約6t，現(xiàn)場采用25 t汽車起重機(jī)吊裝就位。吊裝就位后，調(diào)節(jié)釋放伸縮Si .在上游法蘭與傳感器之間加裝接地環(huán)、密封墊，穿人螺栓找正并緊固;同樣在下游法蘭與伸縮節(jié)之間加裝密封墊、穿人螺栓并緊固。

4.4法蘭焊接
    調(diào)整管道上下游法蘭、接地環(huán)和密封墊的位置，緊固螺栓，并點焊固定。拆除上下游法蘭預(yù)緊固螺拴，調(diào)節(jié)收縮伸縮節(jié)，使上下游法蘭脫離流量計及伸縮節(jié)，法蘭內(nèi)側(cè)留出施焊-空間。法蘭內(nèi)外采用角焊縫方式焊接上下游2片法蘭。

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