電磁流量計在城市供水行業(yè)中的安裝配置及使用狀況分析

一、本文前言
電磁流量計是一種基于電磁感應(yīng)原理工作的，普遍適用于各種導(dǎo)電液體介質(zhì)的測量，測量管內(nèi)無活動部件和阻力部件，無壓損，不會產(chǎn)生阻塞，測量可靠，抗干擾能力強(qiáng)，體積小、重量輕、安裝方便、維護(hù)量小，測量范圍寬，測量不受流體溫度、密度、壓力、粘度、電導(dǎo)率等變化的影響，可在老管道上開孔改造安裝，施工安裝簡單，工程量小。甚至可以做到正反流量的測量，適應(yīng)性非常的好。近幾年來，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，電磁流量計得到了越來越普遍的應(yīng)用和推廣，特別是在供水行業(yè)中RZ-LDE型電磁流量計應(yīng)用已經(jīng)得到了**的認(rèn)可。

二、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。

 

圖1感應(yīng)電勢產(chǎn)生原理圖
電勢由下式給出：
E=K×B×V×D
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。
 
三、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lOΩ。
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，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。
 
四、電磁流量計在供水行業(yè)安裝配置及使用情況
目前在淮安各區(qū)域自來水公司中所普遍采用的水處理工藝原理流程框圖見圖2。

 
圖2水工藝處理流程
 
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)**應(yīng)用的產(chǎn)品。到目前為止，上海市某自來水公司使用了潤中儀表公司的電磁流量計總計400余臺，直徑從DN15～DN3000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。
 
五、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(shí)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*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(shí)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*次安裝、故障修復(fù)以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，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2一20kf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，誤差不超過士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，觀察其線性變化情況，并計算其大線性誤差，應(yīng)不超過士0.5%。
⑥對DN1200mm以上的電磁流量計，應(yīng)測試推動級NB，電流誤差不超過12mA。
5.2在線測試情況分析
以南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20MΩl，經(jīng)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，并伴有沖放電現(xiàn)象;勵磁電流其輸出與轉(zhuǎn)換器原電流標(biāo)稱值相符，其誤差不超過士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大誤差超過0.5%，與生產(chǎn)廠聯(lián)系，由廠家進(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。
 
六、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)換器信號輸人端、勵磁電流輸人端和工作電源端分別加裝相應(yīng)的避雷器。
⑥電磁流量計人口管道中異物堆積，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。
 
七、結(jié)束語
總之，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(shí)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。今后，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**的應(yīng)用。
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