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江苏进源仪表讲解电磁流量计在自来水行业的应用和发展

流量是工业生产过程中常用的过程控制参数,是供水行业的一个重要的生产技术指标。流量计量的准确与否,将对企业的成本核算、能源消耗等重要指标的正确计算及可信程度产生影响。因此,选择高质量、运行稳定、计量准确的流量仪表至关重要。

从中国城镇供水协会设备工作委员会收到的回复情况,我国30家自来水公司在用流量计主要有三大类,电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计和少量差压流量计和涡街流量计,共计887台,其中电磁流量计共661台,占3/4,超声波流量计206台,涡轮流量计69台,其他5台,从使用情况来看,认为电磁流量计稳定性好、准确度高、准确度在±0.5%左右,能双向计量,维修量小,但价格相对其他类流量计偏高,插入式电磁流量计线性不好、运行不够稳定、抗干扰能力较差。

为了对供水量进行较为准确的计量,我公司在近年来投入了较大的资金对原有的流量仪表进行了更新改造,在前期选型工作中,我们根据以往所使用的各种流量仪表在本地实际应用情况、存在的问题、安装难度、性能价格比等问题认真地进行了分析比较和论证,认为电磁流量计具有反应灵敏、线性好、准确度高、在测量过程中,不受被测介质的温度、黏度等因素影响的优点,虽然安装相对复杂,但我们对于安装在铸铁管道上的流量计,采用了新的安装工艺,降低了安装难度,减少了停水时间。因此,在流量仪表的选型中,主要选用了电磁流量计。我们经过多年来的实际应用认识到,要使仪表安全稳定的运行,应创造较好的现场条件,并且严格按照其技术要求进行正确的安装和调试,实行集中管理,才能保证流量计正常工作,实现连续、准确的计量。下面是本公司在电磁流量计应用方面的具体做法。

一、电磁流量计的工作原理

电磁流量计的工作原理基于电磁感应定律,当具有一定导电率的液体在磁场中移动时,产生与流速成正比的电动势,经过转换器达到流量计量的目的。在众多流量仪表中,电磁流量计具有无可动件、无压损、高准确度、高可靠性以及能够测定酸碱等用其他流量计难以测量的强酸性流体或混入固体物质的流体的突出特点,成为发展较快且技术较成熟的流量检测仪表。近年来电磁流量计在励磁技术、衬里技术、智能化技术方面都有新的进展,满足了特殊场合的需要。在智能化技术方面,借助微处理器和软件编程技术,可实现拓宽量程、补偿测量误差、零点校正、励磁自诊断、正反向流判断、空管与不满管的自诊断等,极大地增强了电磁流量计技术测量功能,改善了可靠性和稳定性。

二、仪表井位置的选择

仪表井的位置应满足流量计对前后直管段的要求,即流量计上游直管段长度大于5D(D为管道直径),下游直管段大于2D,以保证流速的轴对称分布,消除因此而产生的测量误差。满足流量计在线比对所需工作直管段要求。井室内空间应满足维护、比对工作,有条件时在井室内设置爬梯和检修平台。

安装位置应避免强烈震动,避开强干扰源,并且应使管道内充满水。

三、仪表的正确安装

1.传感器的安装

电磁流量计可以水平、垂直和倾斜安装但为使流量计稳定可靠的工作,流量计测量管内必须充满流体介质;流量计的电极轴线应近似水平;流量计(从电极轴线起测量)的上游直管段最少为5D长,出口的下游直管段为2D长;被测流体流动方向应与流量计的流向标志所指方向一致;当管道直径与流量计通径不一致时,可以在流量计两端安装渐扩管或渐缩管,其圆锥角应小于15°;电磁流量计安装场所应避免有强磁场及强震动源,在流量计的两边管道上应有固定支座;分体安装的流量计转换器应安装在通风、干燥场所,应避免雨林、水淹,防止仪表的电器元件受潮,造成绝缘性能下降及损坏。

电磁流量计的安装分为传感器的安装和转换器的安装,尤其是安装传感器,需要停水、割管、抽水、焊接或打口等工序,使得安装工作较为困难,并需要长时间停水,造成一定的经济损失。针对这种情况,我们在铸铁管道上安装流量计时,采用了新的工艺方法。用两个单盘补偿器取代了传统的短管甲、乙,取消了打口工序和对管口的保养时间,特别是在阀门关不太严的情况下,可以带水操作。在停水后,安装一台传感器仅需要半天时间即可恢复供水,由此缩短了安装时间,减小了因停水而造成的经济损失,并收到了一定的社会效益。

2.将传感器外壳单独良好的接地,是保证流量计正常稳定的进行测量的一个必要条件。人们一般认为传感器在金属管道上安装,而且管道埋在地下,管线又很长,其本身就是一个很大的接地极,仪表无须再做接地处理。但是忽略了两个问题,一个是管道一般都作了防腐处理,二是经过打口或胶皮垫将连接法兰和管道隔开,由此造成传感器的接地电阻大大增加,对流量计的正常运行造成影响。

我们在实际应用中曾经有一台流量计在投入使用后工作不正常,流量显示时有时无,甚至出现空管报警提示。当时根据故障现象查找原因未有结果,后来给传感器单独做一接地极,故障现象随即消失,至今运行正常。

因此,在流量计安装完毕后,应测量一下接地电阻,如果阻值偏大,最好做一接地极,用以减少由于杂散电流产生的干扰电势。若连接流量计管道内涂有绝缘层或是非金属管道,流量计应加装接地(液)环。

四、使用情况

经过几年来的实际运行和观察比对,我们认为电磁流量计在我公司生产中的运行情况,优于以前所使用的其他仪表的工作情况。

1.电磁流量计准确度高,线性好,运行稳定,提高了计量的准确性和数据的可信度,克服了有些仪表运行不太稳定,由此而造成了测量数据不可信的问题。经过多次现场比对,误差均在控制范围之内。增强了对仪表的信任程度,结束了按水泵的性能曲线计算水量的不科学计量方法,切实做到以仪表采集数据为准,避免了人为因素。

2.电磁流量计结构简单,传感器没有可动部件,不存在因机械运动磨损或杂质缠绕而产生的测量误差或仪表故障,因此故障率很低,维修量大大减少,从而节约了大量人力物力。我公司自92年以来,先后在所属水厂进/出水口及供水管网中安装了电磁流量计24台,到目前为止,仅有1台仪表转换器因安装位置比较潮湿,转换器线路板出现故障,其余均工作正常。

3.电磁流量计具有多种接口电路,可以很方便的与数据采集终端或计算机联接,实现数据采集、分析、管理自动化。我公司的所有流量计都与总公司调度系统进行连接,供水量和源水量的原始数据都进入了计算机采集与传输网络,在总公司调度室可以看到所有流量计的运行情况,读取各台流量计的瞬时流量和累积流量参数,方便了管理,并大大提高了计量检测数据的真实性和公正性,为计量检测的科学化、规范化打下了坚实的基??

六、流量计的管理

我们总公司安装使用电磁流量计台数比较多,安装地点分散,总公司所属各厂的源水量和供水量基本上全部按照流量计计算水量。为了便于管理,由总公司设置专业部门——计量测试中心负责所有流量计的维修、调试、比对工作,进行统一集中管理。

1.建立流量计运行档案,内容包括流量计的生产厂家、型号、生产日期、安装地点、管径、运行状况等,以便于对仪表进行维护管理。

2.加强巡视检查工作,定期进行在线比对,检查各项技术指标是否正确,并将测试数据存档。

3.将测试数据与以往的测试结果进行比较,对于出现的可疑数据认真进行分析研究,查找可能产生的原因,及时处理解决,并做出流量计运行情况分析报告。

在综合考虑仪表性能、被测介质特性、安装要求、工况条件及经济等因素的情况下,基于电磁流量计以上突出特点,我们认为自来水行业在进出厂水计量时一般情况下优先选用电磁流量计,因自来水行业要求流量计具有显示和流量信号输出功能(电流、脉冲),随着计算机技术、网络技术的应用,控制系统采用了大量的数据通讯技术,电磁流量计在自来水行业将会有更为广泛的应用、发展。