城市引水工程中超大口徑電磁流量計的安裝與調試

【摘要】：在城市引水工程中，廣泛應用超大口徑輸水管線電磁流量計進行輸水的實時流量、累積流量檢測。超大口徑電磁流量計的安裝、調試質量直接影響監測誤差與儀表的安全運行。為確保儀表系統統計量準確、運行可靠，對儀表安裝工藝、系統抗干擾措施、焊接檢驗以及關鍵工藝控制點，進行了嚴格的過程控制，并介紹了儀表系統的軟件編程方法和系統調試步驟。系統運行表明，系統檢測準確，工作穩定，達到設計要求。

關鍵詞：超大口徑  電磁流量計  防干擾  無損檢測  安裝  調試

【引言】哈爾濱市磨盤山水庫引水工程，設計規模為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據，采用超大口徑電磁流量計進行計量。

1、電磁流量計原理及優點

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。側量原理基于法拉第電磁感應定律。激磁繞組供電產生磁場，導電的輸水介質通過測量管磁場時，切割磁力線運動，在垂直于磁場及流速的方向上產生感應電勢U，其表達式如下:
                U=K x B x V x D       (1)
式中:K為儀表結構常數;B為磁感應強度;V為平均流速:D為測量管內徑。
   

電磁流量計傳感器中，感應電勢原始電壓信號是平均流速的線性函數，它與流速分布及介質的其他特性無關。
   感應電勢(毫伏電信號）經專用電纜傳送至智能轉換器，進行數字化處理，計算實時流量、累積流量。并轉換為標準信號出。

1.2、電磁流量計測量的優點
    輸水計量采用電磁流量計測量具有以下幾個優點。
    ①輸水管線管內無縮徑或突出部件，壓力損失幾乎為零;
    ②感應電信號與管截面的平均值相關，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監控系統連接，可對輸水流量信息進行數據通信。

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抗干擾性能，所用接地線必須防止感應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接地環安裝措施
    輸水管道采用內有絕緣涂層的金屬管道，必須安裝接地環，提高抗干擾性能，否則會造成儀表工作不穩定。接地環安裝方式如圖2所示。

圖2中：v1、v2為專用接地線，PE為功能接地線，施工現場采用扁鋼制作。D1、D2為密封墊片；E為接地環、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換器之問.必須加設放大器，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換器之間的連接電纜采用廠商供應的一專用電纜。不可引人外界干擾。‘專用電纜的敷設采用鋼管保護。
    ②勵磁電源、信號電纜，為防止被機械壓傷、門齒類動物(老鼠)咬傷.要求電纜分別穿管敷設。
    ③接線盒中的電纜不允許交叉或盤繞。
    ④保護接地線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換器內黃綠線U型夾頭接線端子和端子10之間的保護連接導體。

3、關鍵工藝控制點
    現場安裝過程中，為了不影響計量系統的檢測精度，必須嚴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被測介質充滿測量管。測量管內保證充滿水，不能有非滿管或有氣泡聚集在測量管中的現象。
    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流動的正方向;超大口徑電磁流量計(傳感器與轉換器分體安裝)設計均安裝在管道的流世計井內。為了保證計金準確.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傳感器與伸縮節的組裝
    按傳感器上的箭頭在流量計的下游側安裝接地環及伸縮節，并將伸縮節預調節為最短狀態。
4.2流量計井內斷口
    流量計井內斷口步驟如下。
    ①確認安裝傳感器斷口部位.精確測量斷管尺寸’(按伸縮節伸展后尺寸)。
    ②管道斷口區開天窗，進人管內做米字型鋼支撐，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，在兩側管端用機械方法處理坡口，達到焊接法蘭要求

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

4.4法蘭焊接
    調整管道上下游法蘭、接地環和密封墊的位置，緊固螺栓，并點焊固定。拆除上下游法蘭預緊固螺拴，調節收縮伸縮節，使上下游法蘭脫離流量計及伸縮節，法蘭內側留出施焊-空間。法蘭內外采用角焊縫方式焊接上下游2片法蘭。

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