城市引水工程中超大口径电磁流量计的安装与调试

【摘要】：在城市引水工程中，广泛应用超大口径输水管线电磁流量计进行输水的实时流量、累积流量检测。超大口径电磁流量计的安装、调试质量直接影响监测误差与仪表的安全运行。为确保仪表系统统计量准确、运行可靠，对仪表安装工艺、系统抗干扰措施、焊接检验以及关键工艺控制点，进行了严格的过程控制，并介绍了仪表系统的软件编程方法和系统调试步骤。系统运行表明，系统检测准确，工作稳定，达到设计要求。

关键词：超大口径  电磁流量计  防干扰  无损检测  安装  调试

【引言】哈尔滨市磨盘山水库引水工程，设计规模为900km3/d，输水管线长176km，管道直径为DN2200，输水的实时流量和累计流量数据，采用超大口径电磁流量计进行计量。

1、电磁流量计原理及优点

1.1电磁流量计原理
    传感器由测量管、激磁线圈和测量电极等元件组成。侧量原理基于法拉第电磁感应定律。激磁绕组供电产生磁场，导电的输水介质通过测量管磁场时，切割磁力线运动，在垂直于磁场及流速的方向上产生感应电势U，其表达式如下:
                U=K x B x V x D       (1)
式中:K为仪表结构常数;B为磁感应强度;V为平均流速:D为测量管内径。
   

电磁流量计传感器中，感应电势原始电压信号是平均流速的线性函数，它与流速分布及介质的其他特性无关。
   感应电势(毫伏电信号）经专用电缆传送至智能转换器，进行数字化处理，计算实时流量、累积流量。并转换为标准信号出。

1.2、电磁流量计测量的优点
    输水计量采用电磁流量计测量具有以下几个优点。
    ①输水管线管内无缩径或突出部件，压力损失几乎为零;
    ②感应电信号与管截面的平均值相关，仅需较短的前后直管段，这对减小流量计井的尺寸、降低工程成本尤为重要;
    ③输水介质含有一定泥沙的量，而电磁流量计传感器只有衬里和电极与水接触，并防腐、耐磨，仪表寿命长;
    ④超大口径电磁流量计通过接口与实时计算机监控系统连接，可对输水流量信息进行数据通信。

2、传感器安装的防干扰控制

2、1  传感器安装接地措施

     传感器安装接地直接影响系统抗干扰性能，所用接地线必须防止感应到任何其他干扰电压。因此，不能把接地线与其他带点电气设备的接地连线在一起；接地施工采用就地打接地极方式接地。在流量计井外侧安装接地极，采用扁钢引入流量计接点。接地电阻值不大于10欧姆，传感器接地如图1所示。

2、2接地环安装措施
    输水管道采用内有绝缘涂层的金属管道，必须安装接地环，提高抗干扰性能，否则会造成仪表工作不稳定。接地环安装方式如图2所示。

图2中：v1、v2为专用接地线，PE为功能接地线，施工现场采用扁钢制作。D1、D2为密封垫片；E为接地环、F1为管道法兰；F为传感器法兰;Y为传感器信号输出端。

2、3电缆的辐射与屏蔽措施
    超大口径电磁流量计励磁绕组功率较大，在流量计井的传感器与智能转换器之问.必须加设放大器，才可满足励磁要求。
    电磁流是计接线及屏蔽连接要注意以下儿点。
    ①电磁流址计传感器与转换器之间的连接电缆采用厂商供应的一专用电缆。不可引人外界干扰。‘专用电缆的敷设采用钢管保护。
    ②励磁电源、信号电缆，为防止被机械压伤、门齿类动物(老鼠)咬伤.要求电缆分别穿管敷设。
    ③接线盒中的电缆不允许交叉或盘绕。
    ④保护接地线PE必须接到接线盒中单独的U型夹头接线端子。
    ⑤施工中切勿松开信号转换器内黄绿线U型夹头接线端子和端子10之间的保护连接导体。

3、关键工艺控制点
    现场安装过程中，为了不影响计量系统的检测精度，必须严格满足下述工艺要求。
    ①电极轴线保持水平。电磁流虽计传感器安装时，2个电极的轴线必须在水平方向上。
    ②被测介质充满测量管。测量管内保证充满水，不能有非满管或有气泡聚集在测量管中的现象。
    ③满足流动方向与直管段要求。传感器上箭头所指的方向为介质流动的正方向;超大口径电磁流量计(传感器与转换器分体安装)设计均安装在管道的流世计井内。为了保证计金准确.必须保证流量计前IOD/后2D直管段要求(D为公称直径)。

4、超大口径电磁流量计的安装
4.1传感器与伸缩节的组装
    按传感器上的箭头在流量计的下游侧安装接地环及伸缩节，并将伸缩节预调节为最短状态。
4.2流量计井内断口
    流量计井内断口步骤如下。
    ①确认安装传感器断口部位.精确测量断管尺寸’(按伸缩节伸展后尺寸)。
    ②管道断口区开天窗，进人管内做米字型钢支撑，确保管道圆度，防止断口后管端变形而影响法兰安装。一
    ③断口后，在两侧管端用机械方法处理坡口，达到焊接法兰要求

4.3吊装
    组装后的传感器加伸缩节，总重约6t，现场采用25 t汽车起重机吊装就位。吊装就位后，调节释放伸缩Si .在上游法兰与传感器之间加装接地环、密封垫，穿人螺栓找正并紧固;同样在下游法兰与伸缩节之间加装密封垫、穿人螺栓并紧固。

4.4法兰焊接
    调整管道上下游法兰、接地环和密封垫的位置，紧固螺栓，并点焊固定。拆除上下游法兰预紧固螺拴，调节收缩伸缩节，使上下游法兰脱离流量计及伸缩节，法兰内侧留出施焊-空间。法兰内外采用角焊缝方式焊接上下游2片法兰。

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