超大口徑進（jìn）水流量計在城市引水工程中的（de）安裝與調試介紹

本文引言：
哈爾濱（bīn）市磨盤山水庫引水工（gōng）程，設計規模（mó）為（wéi）900km3/d。輸水（shuǐ）管線長176km，管道直徑為DN2200，輸水的實時流量和累積流量數據，采（cǎi）用超大口徑進水流量計進行計量。
1、進水流量計原理及優點
1.1 進水流量計原理
傳感器由測量管、激磁線圈和測量電*等元件組成。測量原理基於法拉*電磁感應定律。激磁（cí）繞組供電產生磁場，導電的輸水介質通過測量管磁場時，切割磁力線運動，在垂直於磁場及流速的方向上產生感應（yīng）電勢（shì）U，其（qí）表達式（shì）如下：

式中：K為儀表結構常數；B為磁感應強度；V為（wéi）平均流速；D為測量管內徑。
進水流量計傳感器中，感應電勢原始電壓信號是平均流速的線（xiàn）性函數，它與流速分布及介質的其他特性無關。
感應電勢(毫伏電信號)經專用電纜傳送至智能轉換（huàn）器，進行數字化處理，計算實時（shí）流量、累積流量。並轉換為標準信號輸出。
1.2 進水流量計測量的優點
輸（shū）水計量（liàng）采用進水（shuǐ）流量計測量具有以下幾個優點。
①輸水管線管內無縮徑或（huò）突（tū）出部（bù）件，壓力損失幾乎為零（líng）；
②感應電信號與管截麵的平均值相關，僅需較短的（de）前後直管段，這對減小流量計井的尺寸、降低工程成本尤為重要；
③輸水介質含有一定泥沙的量，而進水流量計傳感器隻有（yǒu）襯裏和電*與水接觸，並防腐（fǔ）、耐磨，儀表壽命長；
④超大口徑進水流量計通過接口與實時計算機監（jiān）控係統連接，可對（duì）輸水流量（liàng）信息進行數據通信。  
2、傳感器安裝的防幹擾控製
2.1 傳（chuán）感器（qì）安裝接地措施
傳感器安裝接地直接影響係統抗幹（gàn）擾性能，所用接地線必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*方式（shì）接地。在流量計井外（wài）側（cè）安裝接地*，采用扁（biǎn）鋼引入流量（liàng）計接地點。接地（dì）電阻值（zhí）不大於10，傳（chuán）感器接地如圖1所示。

2.2 接地（dì）環（huán）安裝（zhuāng）措施
輸水管道采用內有絕緣塗層的金屬管道，必須安裝接地環，提高抗幹擾性能，否則會（huì）造成儀表（biǎo）工作不穩定。接地環安裝方式如圖2所示。

圖2中（zhōng）：V1、V2為專用接地線，由製造廠提供；PE為功能接地線，施工現（xiàn）場采用扁鋼製作。D1、D2為密封墊片；E為接（jiē）地環；F1為管道法蘭；F為傳感器法蘭；Y為傳感（gǎn）器信號輸出端。
2.3 電纜的敷設與屏蔽措施（shī）
超大口（kǒu）徑進水流量計勵磁繞組功率較大，在流量（liàng）計井的傳（chuán）感器IFS4000F與智能轉換器IFC110F之間，必須加設放大器NB900F，才可滿足勵磁要（yào）求。
進水流（liú）量計（jì）接線及屏蔽連接要注意以下幾點。   
①進水流量計傳感（gǎn）器與轉換器（qì）之間（jiān）的連接電纜采用廠商供應的專用電纜。不可引入外界幹擾（rǎo）。專（zhuān）用電纜（lǎn）的敷設采用鋼管保護。
②勵（lì）磁電源、信號電纜，為防止被機械壓傷（shāng）、門齒類動物(老鼠)咬傷（shāng），要求電纜分別穿管敷設（shè）。
③接線盒中的電纜不允許（xǔ）交叉或盤（pán）繞。
④保護接地線PE必須接到接線盒中單獨的U型夾（jiá）頭接線端子。
⑤施工（gōng）中（zhōng）切勿鬆開信號轉換器內黃綠線U型夾頭接線端子和端子10之間的保護連接導體。
3、關鍵工藝控製點
現場安裝過（guò）程中，為了不影（yǐng）響計量係統的檢測（cè）精度，必須嚴格滿足下述（shù）工藝要求。
①電*軸線保（bǎo）持水平。進水流量計（jì）傳感器安裝時（shí），2個電*的軸線必（bì）須（xū）在水平方向上。
②被測介質充滿測量管。測量管內保證充滿水，不能有非（fēi）滿（mǎn）管（guǎn）或有氣泡聚集（jí）在測量管中的現象（xiàng）。
③滿（mǎn）足流動（dòng）方向與直管段要求。傳感（gǎn）器上箭頭所指的方向為介質流動的正方向；超大口徑進水流（liú）量計(傳感器與轉換器分體安裝)設計均安裝在管道的流（liú）量（liàng）計井內。為了保證計量準確，必須保證流量計前10D/後2D直管段要求(D為（wéi）公稱直徑)。
4、超大口徑進水（shuǐ）流量計的安裝
4.1 傳感器與伸縮節的組裝
按傳感器上的箭頭在（zài）流量計的下遊側安裝接地環及（jí）伸縮節，並將伸縮節預調節為*短狀態（tài）。
4.2 流量計井內斷口（kǒu）
流量計井內斷口步驟如下。   
①確認安裝傳感器斷口部（bù）位，精（jīng）確測（cè）量斷管尺寸（cùn）(按（àn）伸縮節伸展後（hòu）尺寸)。
②管道斷（duàn）口區開天窗，進入管內做米字型鋼支撐，確保管道圓（yuán）度，防止（zhǐ）斷口後管（guǎn）端（duān）變形而影響法蘭安裝。
③斷口後，在（zài）兩側管端用機械方法處理坡（pō）口，達到焊接法蘭要求。
4.3 吊裝
組（zǔ）裝（zhuāng）後的傳感器加伸縮節，總重（chóng）約6t，現場采用25t汽車起重（chóng）機吊裝就位。吊裝就位後，調節（jiē）釋放伸縮節，在上遊法蘭與傳感器之間（jiān）加裝接地環、密封墊，穿入螺栓找正並緊固；同（tóng）樣在下遊法蘭與伸縮節（jiē）之間加裝密封墊、穿入螺栓並緊固（gù）。
4.4 法蘭（lán）焊（hàn）接
調整管道上下（xià）遊法蘭、接地環和密封墊的位（wèi）置，緊固螺栓，並點焊固定。拆除上下遊法蘭預緊固螺栓，調節（jiē）收縮伸縮節，使上下遊（yóu）法蘭脫離流量計及伸縮節（jiē），法蘭（lán）內（nèi）側留出施焊空（kōng）間。法蘭內（nèi）外采用角焊縫（féng）方式（shì）焊接上下遊（yóu）2片法（fǎ）蘭。
4.5 焊口無損檢測與（yǔ）防腐處理
①檢測標準與合格等（děng）級
所有法（fǎ）蘭接口角（jiǎo）焊縫需進行無損（sǔn）檢測，采用電磁探傷方式，檢查比例為100%。質量應符合標準JB4730-2005的二級要求。若檢查出（chū）管道法蘭的（de）焊縫有超標缺陷，應及時處理，*終使複（fù）檢合格。任何焊縫隻能修補一次。
②內（nèi）側防腐法蘭焊縫外
法蘭的鋼製（zhì）管件內外（wài）防腐與鋼管本體（tǐ）處理方式相同，法蘭焊縫外防腐塗（tú）刷改性氯磺化聚乙烯防腐塗料；法蘭內防腐塗料為飲用水級無毒環氧塗料。內多側均采用二底二麵塗層（céng）。
4.6 傳感器伸（shēn）縮節整體緊固定位
上（shàng）下遊法蘭焊縫經探傷合格後，進入傳（chuán）感（gǎn）器（qì）伸縮節整（zhěng）體緊（jǐn）固定位工序。
①調節釋放伸縮節，在上遊法蘭與傳感器之間，加裝接地環、密封墊，穿入螺栓並緊固。
②在下遊法蘭（lán）與伸（shēn）縮節之間加裝密封墊，穿入螺栓並緊固。
③按對稱方式，緊固全部（bù）法蘭螺栓並安裝定位傳感器與伸縮節。
4.7 係統水壓試驗
傳感器與伸縮節整（zhěng）體安裝結（jié）束後（hòu），應隨輸水管道一同（tóng）進行水壓試驗。試驗壓力為1.5倍工作壓力。水壓試驗合格（gé）後，可以（yǐ）投入運行。
5、係統調試與投（tóu）運
根據（jù）儀表參數、工藝參數、運行控製方式，對智能變（biàn）送器進行主菜單、子程序的功能和數據組態設定；當管道充滿過程流體(水)後，針（zhēn）對傳感器電纜、電*進行阻抗及絕緣性能測試；利用GS8A模擬器（qì）對（duì）智能變送（sòng）器模擬測試。
6、係統（tǒng）檢查與投（tóu）入運（yùn）行
6.1 檢查傳感器
①準（zhǔn）備工作
測（cè）量管道充滿過程流體(水)並靜止。在打開殼體(箱)之前必須先停（tíng）電。檢查所需的（de）測量儀表和工具包括歐姆表或交流（liú）電壓/電阻電橋。檢查前必須拔出(信號和勵（lì）磁)插頭，注意不要移開信號轉換器端子箱內部的連接(在U形夾和端（duān）子10間的（de）黃綠導線)。
②檢查內（nèi）容
測量7和（hé）8兩線間(勵磁繞組（zǔ）)電阻，正常應為20~170Ω。測（cè）量1對7回路間(勵磁（cí）與信號回路)絕緣電阻，正常值應﹥20MΩ。電（diàn）*回路的測量，用交流電壓/電阻（zǔ）電橋分別測1-2和1-3回路間電阻，兩個值正常為1kΩ~1MΩ，並應大致相等，檢測的阻抗（kàng）主要決定於輸水的電導率。
③電*回路檢查結（jié）果分析
如果*大差異（yì），表明電*接線斷裂或電*汙（wū）染；小於此範圍，則排出管內流體再測量；如果仍然太低，電*線路短路。
6.2 用（yòng）GS8A模擬器檢查智能轉換器
①檢（jiǎn）查接線
從端（duān）子箱中斷開所有與傳感器（qì）的接線1、2、3、7、8，並記錄每顆電纜（lǎn）端子的接線位（wèi）置。將毫安表（biǎo）連接到端（duān）子I+/I-，精度（dù）0.1級，內阻Ri=15~500Ω，量程（chéng）範圍0~20mA，脈衝（chōng）範圍0~10kHz；時間基準至少為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（diǎn）、mA輸出範圍、脈衝輸出值。
GS8A模擬器發出（chū）零點模擬信號，校驗變送器零點值；GS8A模擬器電流輸出設定點的mA值應在允差範圍內；GS8A模擬器（qì）脈衝輸出設定點的（de）每（měi）小時脈衝（chōng）值應在（zài）允許範圍內。
6.3 係（xì）統投運
校核結束，停電後拆卸（xiè）校驗接線，恢複傳（chuán）感器電纜接線。係統檢查（chá）、校（xiào）核（hé）無誤後，再次送電（diàn），係統即可正式投入運行。
7、結（jié）束語
城市引水工（gōng）程輸水管線超大口徑進水流量計在安裝過程中，必須嚴（yán）格控製傳感器的防幹擾措施；嚴（yán）格控製影響測量精度的幾個關鍵工藝點（diǎn）；控製現場安裝流程中（zhōng）組裝、吊裝、焊接、無損檢測、防腐等（děng）環節的質量；根據儀表（biǎo）參數、工藝參數、控製（zhì）參（cān）數，正確地（dì）設（shè）定菜單程序的功能和（hé）數據，以保證係統預期指標。哈爾濱（bīn）引水工程實（shí）踐表明，采用上述（shù）工程方法，儀表係統運行一年來，計量的準確性、運行的可（kě）靠（kào）性均滿（mǎn）足設計要求（qiú）。

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