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      引水工程大口徑電磁流量計安裝與調試
      發表時間:2018-04-18     閱讀次數:     字體:【

      哈爾濱市磨盤山水庫引水工程,設計規模爲900km3/d。輸水管線長176km,管道直徑爲DN2200,輸水的實時流量和累積流量數據,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***由測量管、激磁線圈和測量電極等元件組成 。測量原理基于法拉第電磁感應定律。激磁繞組供電産生磁場,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産生感應電勢U,其表達式如下:

      U=K×B×V×D (1)

      式中:K爲儀表結構常數;B爲磁感應強度;V爲平均流速;D爲測量管内徑。

      電磁流量計傳感***中,感應電勢原始電壓信号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(毫伏電信号)經專用電纜傳送至智能轉換***,進行數字化處理,計算實時流量、累積流量。并轉換爲标準信号輸出[1]

      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輸水管線管内無縮徑或突出部件,壓力損失幾乎爲零;

      ②感應電信号與管截面的平均值相關,僅需較短的前後直管段,這對減小流量計井的尺寸、降低工程成本尤爲重要;

      ③輸水介質含有一定泥沙的量,而電磁流量計傳感***隻有襯裏和電極與水接觸,并防腐、耐磨,儀表壽命長[2];

      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***安裝的防幹擾控制

      2.1傳感***安裝接地措施

      傳感***安裝接地直接影響系統抗幹擾性能,所用接地線須***防止感應到任何其他幹擾電壓。因此,不能把接地線與其他帶電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地點。接地電阻值不大于10Ω,傳感***接地如圖1所示 。

      2.2接地環安裝措施

      輸水管道采用内有絕緣塗層的金屬管道,***安裝接地環,提高抗幹擾性能,否則會造成儀表工作不穩定。接地環安裝方式如圖2所示。

      2:V1V2爲專用接地線,由制造廠提供;PE爲功能接地線,施工現場采用扁鋼制作。D1D2爲密封墊片;E爲接地環;F1爲管道法蘭;F爲傳感***法蘭;Y爲傳感***信号輸出端。

      2.3電纜的敷設與屏蔽措施

      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***IFS4000F與智能轉換***IFC110F之間,***加設放大***NB900F,才可滿足勵磁要求。

      電磁流量計接線及屏蔽連接要注意以下幾點。

      ①電磁流量計傳感***與轉換***之間的連接電纜采用廠商供應的專用電纜。不可引入外界幹擾 。專用電纜的敷設采用鋼管保護。

      ②勵磁電源、信号電纜,爲防止被機械壓傷  、門齒類動物(老鼠)咬傷,要求電纜分别穿管敷設。

      ③接線盒中的電纜不允許交叉或盤繞 。

      ④保護接地線PE***接到接線盒中單獨的U型夾頭接線端子。

      ⑤施工中切勿松開信号轉換***内黃綠線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,爲了不影響計量系統的檢測精度,***嚴格滿足下述工藝要求。

      ①電極軸線保持水平。電磁流量計傳感***安裝時,2個電極的軸線須***在水平方向上。

      ②被測介質充滿測量管。測量管内保證充滿水,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***上箭頭所指的方向爲介質流動的正方向;超大口徑電磁流量計(傳感***與轉換***分體安裝)設計均安裝在管道的流量計井内。爲了保證計量準确,***保證流量計前10D/2D直管段要求(D爲公稱直徑)

      4超大口徑電磁流量計的安裝

      4.1傳感***與伸縮節的組裝

      按傳感***上的箭頭在流量計的下遊側安裝接地環及伸縮節,并将伸縮節預調節爲***短狀态 。

      4.2流量計井内斷口

      流量計井内斷口步驟如下 。

      ①确認安裝傳感***斷口部位,準确測量斷管尺寸(按伸縮節伸展後尺寸)

      ②管道斷口區開天窗,進入管内做米字型鋼支撐,确保管道圓度,防止斷口後管端變形而影響法蘭安裝。

      ③斷口後,在兩側管端用機械方法處理坡口,達到焊接法蘭要求[4]

      4.3吊裝

      組裝後的傳感***加伸縮節,總重約6t,現場采用25t汽車起重機吊裝就位。吊裝就位後,調節釋放伸縮節,在上遊法蘭與傳感***之間加裝接地環、密封墊,穿入螺栓找正并緊固;同樣在下遊法蘭與伸縮節之間加裝密封墊、穿入螺栓并緊固。

      4.4法蘭焊接

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

      4.5焊口無損檢測與防腐處理

      ①檢測标準與合格等級

      所有法蘭接口角焊縫需進行無損檢測,采用電磁探傷方式,檢查比例爲100%。質量應符合标準JB4730-2005的二級要求[5]。若檢查出管道法蘭的焊縫有超标缺陷,應及時處理,***終使複檢合格。任何焊縫隻能修補一次。

      ②内側防腐法蘭焊縫外

      法蘭的鋼制管件内外防腐與鋼管本體處理方式相同,法蘭焊縫外防腐塗刷改性氯磺化聚乙烯防腐塗料;法蘭内防腐塗料爲飲用水級無毒環氧塗料 。内多側均采用二底二面塗層。

      4.6傳感***伸縮節整體緊固定位

      上下遊法蘭焊縫經探傷合格後,進入傳感***伸縮節整體緊固定位工序。

      ①調節釋放伸縮節,在上遊法蘭與傳感***之間,加裝接地環、密封墊,穿入螺栓并緊固。

      ②在下遊法蘭與伸縮節之間加裝密封墊,穿入螺栓并緊固。

      ③按對稱方式,緊固全部法蘭螺栓并安裝定位傳感***與伸縮節 。

      4.7系統水壓試驗

      傳感***與伸縮節整體安裝結束後,應随輸水管道一同進行水壓試驗。試驗壓力爲1.5倍工作壓力。水壓試驗合格後,可以投入運行[6]

      5系統調試與投運

      根據儀表參數、工藝參數、運行控制方式,對智能變送***進行主菜單 、子程序的功能和數據組态設定;當管道充滿過程流體(),針對傳感***電纜、電極進行阻抗及絕緣性能測試;利用GS8A模拟***對智能變送***模拟測試。

      6系統檢查與投入運行

      6.1檢查傳感***

      ①準備工作

      測量管道充滿過程流體()并靜止。在打開殼體()之前須***先停電。檢查所需的測量儀表和工具包括歐姆表或交流電壓/電阻電橋。檢查前須***拔出(信号和勵磁)插頭,注意不要移開信号轉換***端子箱内部的連接(U形夾和端子10間的黃綠導線)

      ②檢查内容

      測量78兩線間(勵磁繞組)電阻,正常應爲20170Ψ。測量17回路間(勵磁與信号回路)絕緣電阻,正常值應﹥20MΨ。電極回路的測量,用交流電壓/電阻電橋分别測1-21-3回路間電阻,兩個值正常爲1kΨ~1MΨ,并應大緻相等,檢測的阻抗主要決定于輸水的電導率[7]

      ③電極回路檢查結果分析

      如果極大差異,表明電極接線斷裂或電極污染;小于此範圍,則排出管内流體再測量;如果仍然太低,電極線路短路。

      6.2GS8A模拟***檢查智能轉換***

      ①檢查接線

      從端子箱中斷開所有與傳感***的接線12378,并記錄每顆電纜端子的接線位置。将毫安表連接到端子I+/I-,精度0.1,内阻Ri=15500Ψ,量程範圍020mA,脈沖範圍010kHz;時間基準至少爲1s

      ②檢查步驟及方法

      根據Ftc1.011.051.063.02程序數據設定,計算、校核零點、mA輸出範圍、脈沖輸出值  。GS8A模拟***發出零點模拟信号,校驗變送***零點值;GS8A模拟***電流輸出設定點的mA值應在允差範圍内;GS8A模拟***脈沖輸出設定點的每小時脈沖值應在允許範圍内。

      6.3系統投運

      校核結束,停電後拆卸校驗接線,恢複傳感***電纜接線。系統檢查、校核無誤後,再次送電,系統即可正式投入運行。

      7結束語

      城市引水工程輸水管線超大口徑電磁流量計在安裝過程中,***嚴格控制傳感***的防幹擾措施;嚴格控制影響測量精度的幾個關鍵工藝點;控制現場安裝流程中組裝、吊裝  、焊接、無損檢測、防腐等環節的質量;根據儀表參數、工藝參數 、控制參數,正确地設定菜單程序的功能和數據,以保證系統預期指标。哈爾濱引水工程實踐表明,采用上述工程方法,儀表系統運行一年來,計量的準确性、運行的可靠性均滿足設計要求 。


       
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