電磁流量計在供水行業(yè)安裝配置和使用情況
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發(fā)布時間：1970-01-01 08:00:00
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摘 要: 本文介紹了電磁流量計所具有的測量精度高、穩(wěn)定性好和適用范圍廣的特點(diǎn), 為水廠實現(xiàn)自動化控制和公平貿(mào)易計量提供了有力的技術(shù)保證, 發(fā)揮巨大的作用。
1 前 言
近年來, 隨著國內(nèi)供水行業(yè)自動化技術(shù)水平不斷提高以及貿(mào)易結(jié)算計量的要求, 越來越普遍的應(yīng)用和推廣, 特別是在供水行業(yè)中 SCLDG型電磁流量計得到了應(yīng)用已經(jīng)得了廣泛的認(rèn)可。
2 基本原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律, 即導(dǎo)電液體在磁場中切割磁力線運(yùn)動時, 導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢( 見圖 1) , 其感應(yīng)電勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度、流體做切割磁力線強(qiáng)度等因素成正比。
電 勢 由 下 式 給 出 :
E=KxBxVxD 式中: E- 感應(yīng)電壓;
K- 儀表常數(shù); B- 磁感應(yīng)強(qiáng)度;
V- 平均流速; D- 測量管內(nèi)直徑。
流量流體時, 流體流過垂直于流動方向的磁場, 導(dǎo)電性液體的流動感應(yīng)出一個與平均流速或單位體積流量成正比的電壓, 因此只要被測的流體具有最低限度的電導(dǎo)率, 其感應(yīng)電壓信號通過兩個與液體直接接觸的電極檢出, 并通過電纜傳送到放大器, 然后, 轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號。
3 主要技術(shù)特點(diǎn)和使用安裝要求
3.1 電磁流量計的主要技術(shù)特點(diǎn)
( 1 ) 由于測量結(jié)果與液體的壓力、溫度、電導(dǎo)率等物理參數(shù)無關(guān), 所以測量精確度高、工作可靠。
( 2 ) 測量管內(nèi)無阻流件, 因此無附加壓力損失, 即對自來水測量無附加水頭損失。
( 3 ) 只有管道和電極與被測液體接觸, 因此, 只要合理選擇電極材料, 即可達(dá)到耐腐蝕、耐磨損的要求。具有使用壽命長,維護(hù)要求低的特點(diǎn)。
( 4 ) 可以測定正、反方向流體的流量。
( 5 ) 輸出信號方式比較靈活。有脈沖、電流、頻率等方式。
3.2 電磁流量計的使用和安裝要求
( 1 ) 電磁流量計的上游管道至少有 5 倍管徑長度的直管段, 它的下游至少有 3 倍管徑長度的直管段。在條件允許的情況下, 放寬流量計前置直管道長度在 10 倍管徑以上。
( 2 ) 在電磁流量計的安裝中, 傳感器接地環(huán)要可靠地接地,接地電阻要不大于 10Ω 。
( 3 ) 要在使用環(huán)境的選擇中注意避免外部的電磁干擾, 特別是避免工頻電磁場的干擾。
( 4 ) 對流量計上游管道中在前置距離外安裝閥門, 特別是蝶閥或直角彎管等嚴(yán)重影響流態(tài)特性的場合, 最好在流量計上游 5~10 倍管徑的直管內(nèi)安裝整流器, 以達(dá)到穩(wěn)定水流流態(tài), 提高計量準(zhǔn)確度的目的。
4 電磁流量計在供水行業(yè)安裝配置及使用情況
基于電磁流量計的測量原理及測量特點(diǎn), 目前已成為供水行業(yè)廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。從 1989 年使用第一臺電磁流量計以來,到目前為止, 市自來水公司使用了光華愛而美特公司的電磁流量計總計 400 余臺, 直徑從 DN15~N3000 不等, 主要用于水廠原水的貿(mào)易計量、加礬計量、反沖洗水量計量、出水泵房單管計量、廠用水計量以及出廠水總管貿(mào)易計量。還有區(qū)域公司的管網(wǎng)連接邊界用于相互饋水的貿(mào)易計量。由于水質(zhì)腐蝕性和磨損性都不強(qiáng), 除了原水選用刮刀式電極和加礬計量選用白金電極外, 一般選用橡膠襯里和不銹鋼電極即達(dá)到測量要求。
5 電磁流量計在線校驗方法
電磁流量計出廠時其精確度已經(jīng)過實驗室標(biāo)定。但一旦使用于現(xiàn)場, 由于受環(huán)境條件、流體特性以及儀表本身如元器件損壞等原因引起儀表運(yùn)行故障等情況, 對于首次安裝投運(yùn)前或長期使用后的流量計有必要進(jìn)行一次常規(guī)的現(xiàn)場校驗。由于電磁流量計的傳感器安裝在供水管道中, 難以拆下送至實驗室進(jìn)行檢查, 而目前在流量計量范圍內(nèi), 國家和地方對大口徑流量計尚未有現(xiàn)場條件下進(jìn)行在線檢驗的規(guī)程和其它法規(guī)文件。為了保證電磁流量計在首次安裝、故障修復(fù)以《城市公用事業(yè)》及長期使用后的精度和可靠性, 而又不影響自來水的日常供應(yīng),我公司 1995 年制訂了《電磁流量計檢驗規(guī)程》作為本企業(yè)內(nèi)部計量管理標(biāo)準(zhǔn)的一部分, 經(jīng)過幾年的現(xiàn)場檢驗, 摸索經(jīng)驗, 不斷完善, 在 1998 年我公司進(jìn)行 ISO9002 質(zhì)量管理評審中獲得通過, 并已在市原水及各區(qū)域公司各水廠中推廣應(yīng)用。
5.1 校驗的主要內(nèi)容
( 1 ) 對電磁流量計勵磁線圈進(jìn)行安全絕緣測試, 應(yīng)大于20MΩ 。
( 2 ) 對電磁流量計勵磁線圈進(jìn)行銅電阻測試, 應(yīng)與原出廠值相同( 環(huán)境溫度相同時) 。
( 3 ) 對電磁流量計傳感器電極對地電阻進(jìn)行測試, 若電阻值在 2~20kΩ 之間, 并伴有充放電現(xiàn)象, 兩只電極的電阻相近,則認(rèn)為好的。
( 4 ) 對電磁流量計轉(zhuǎn)換器勵磁電流進(jìn)行測試, 觀察其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流的值, 誤差不超過 ±0.25mA 。
( 5 ) 對電磁流量計轉(zhuǎn)換器模擬量輸出及頻率輸出進(jìn)行測試,觀察其線性變七情況, 并計算其最大線性誤差; 應(yīng)不超過土 ±0.5%
( 6 ) 對 DN1200 以上的電磁流量計, 應(yīng)測試推動級 NB , 電流誤差不超過 ±2mA 。
5.2 在線測試情況分析
以 2001 年市水廠周期檢驗為例, 共檢驗 28 臺, 其中有出廠水計量、加礬計量、原水進(jìn)水計量等。從 傳 感 器 一 部 份 測 試 情 況 看 : 編 號 為 71620- 418,63325- 956 的電磁流量計勵磁線圈絕緣電阻分別為 3MΩ 、0.5MΩ 小于 20MΩ 仔細(xì)分析檢查, 原來在開挖過程中, 由于施工不當(dāng), 將勵磁電纜絕緣損壞。解決辦法是更換損壞的勵磁電纜, 使傳感器恢復(fù)正常絕緣值, 其余均符合安全性要求; 電極對地電阻對稱性較好, 并伴有充放電現(xiàn)象; 勵磁電流其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流標(biāo)稱值相符, 其誤差不超過 ±0.25mA。
從轉(zhuǎn)換器測試情況看: 編號為 81141- 413,81139- 413 電磁流量計電流輸出最大誤差超過 0.5% , 與生產(chǎn)廠聯(lián)系, 由生產(chǎn)廠家進(jìn)行維修解決。
通過對電磁流量計在線檢驗, 我們可以及時正確地發(fā)現(xiàn)電磁流量計是否存在故障或隱患, 為保證電磁流量計的正確計量提供了可靠的依據(jù)和保障, 有利于今后更好地管理好、使用好電磁流量計。
6 使用過程中存在的難點(diǎn)、故障以及解決辦法
電磁流量計具有較高的穩(wěn)定性, 儀表設(shè)備本身一般很少發(fā)生故障。但是由于環(huán)境條件的變化或安裝工況條件所限, 也發(fā)生了一些問題或故障, 應(yīng)該加以解決或避免, 主要表現(xiàn)為以下幾種情況:
( 1 ) 沒有滿足流量計的安裝條件, 電磁流量計對管道的直管段要求較高, 在新建水廠設(shè)計時可以盡量滿足, 而對老水廠改造或加裝來說, 以上條件就變得幾乎苛刻。由此影響了測量穩(wěn)定性。其解決方法為加裝整流管以改善流動特性。
( 2 ) 被測水的流速過低, 由此影響測量的精度。特別是在一些區(qū)域邊界安裝的流量計, 由于處于區(qū)域公司管網(wǎng)末梢, 壓差小而造成流速過低。其解決辦法是盡量開啟邊界兩邊閥門。
( 3 ) 管道水中有氣, 造成測量波動大影響穩(wěn)定性。其解決辦法要設(shè)法找到氣的來源并加以解決, 必要時在管道中加裝排氣閥。
( 4 ) 安裝在原水管道中流量計的傳感器電極表面被淤泥沉積污染, 影響測量。其解決方法為選用刮刀式電極, 并定期進(jìn)行維護(hù)清洗。
( 5 ) 雷擊造成電磁流量計的轉(zhuǎn)換器損壞, 以致無法測量。其解決辦法為在轉(zhuǎn)換器信號輸入端、勵磁電流輸入端和工作電源端分別加裝相應(yīng)的避雷器。
( 6 ) 電磁流量計入口管道中異物堆積, 造成被測水體流動特性突變由此影響測量精度造成較大的誤差。其解決方法為及時清除管道中堆積的異物。
7 結(jié) 論
隨著技術(shù)、應(yīng)用和性價比的不斷完善提高, 電磁流量計必將在供水行業(yè)中取得越來越廣泛的應(yīng)用。上文論述了電磁流量計工作的基本原理和在供水行業(yè)中的使用情況。并根據(jù)市自來水公司的實際使用情況, 對大口徑電磁流量計的安裝、使用、維護(hù)作了較為詳細(xì)的分析。
