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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,設計規模為900km3/d。輸水管線長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,在垂直于磁場及流速的方向上產生感應電勢U,其表達式如下:

U=K×B×V×D (1)

式中:K為儀表結構常數;B為磁感應強度;V為平均流速;D為測量管內徑。

電磁流量計傳感***中,感應電勢原始電壓信號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(毫伏電信號)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。并轉換為標準信號輸出[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輸水管線管內無縮徑或突出部件,壓力損失幾乎為零;

②感應電信號與管截面的平均值相關,僅需較短的前后直管段,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,而電磁流量計傳感***只有襯里和電極與水接觸,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***安裝的防干擾控制

2.1傳感***安裝接地措施

傳感***安裝接地直接影響系統抗干擾性能,所用接地線須***防止感應到任何其他干擾電壓。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

輸水管道采用內有絕緣涂層的金屬管道,***安裝接地環,提高抗干擾性能,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:V1、V2為專用接地線,由制造廠提供;PE為功能接地線,施工現場采用扁鋼制作。D1、D2為密封墊片;E為接地環;F1為管道法蘭;F為傳感***法蘭;Y為傳感***信號輸出端。

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。不可引入外界干擾。專用電纜的敷設采用鋼管保護。

②勵磁電源、信號電纜,為防止被機械壓傷、門齒類動物(老鼠)咬傷,要求電纜分別穿管敷設。

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施工中切勿松開信號轉換***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關鍵工藝控制點

現場安裝過程中,為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。測量管內保證充滿水,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***上箭頭所指的方向為介質流動的正方向;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內。為了保證計量準確,***保證流量計前10D/2D直管段要求(D為公稱直徑)。

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游側安裝接地環及伸縮節,并將伸縮節預調節為***短狀態。

4.2流量計井內斷口

流量計井內斷口步驟如下。

①確認安裝傳感***斷口部位,準確測量斷管尺寸(按伸縮節伸展后尺寸)。

②管道斷口區開天窗,進入管內做米字型鋼支撐,確保管道圓度,防止斷口后管端變形而影響法蘭安裝。

③斷口后,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

組裝后的傳感***加伸縮節,總重約6t,現場采用25t汽車起重機吊裝就位。吊裝就位后,調節釋放伸縮節,在上游法蘭與傳感***之間加裝接地環、密封墊,穿入螺栓找正并緊固;同樣在下游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

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

4.5焊口無損檢測與防腐處理

①檢測標準與合格等級

所有法蘭接口角焊縫需進行無損檢測,采用電磁探傷方式,檢查比例為100%。質量應符合標準JB4730-2005的二級要求[5]。若檢查出管道法蘭的焊縫有超標缺陷,應及時處理,***終使復檢合格。任何焊縫只能修補一次。

②內側防腐法蘭焊縫外

法蘭的鋼制管件內外防腐與鋼管本體處理方式相同,法蘭焊縫外防腐涂刷改性氯磺化聚乙烯防腐涂料;法蘭內防腐涂料為飲用水級無毒環氧涂料。內多側均采用二底二面涂層。

4.6傳感***伸縮節整體緊固定位

上下游法蘭焊縫經探傷合格后,進入傳感***伸縮節整體緊固定位工序。

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

②在下游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后,應隨輸水管道一同進行水壓試驗。試驗壓力為1.5倍工作壓力。水壓試驗合格后,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態設定;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模擬***對智能變送***模擬測試。

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(信號和勵磁)插頭,注意不要移開信號轉換***端子箱內部的連接(U形夾和端子10間的黃綠導線)。

②檢查內容

測量78兩線間(勵磁繞組)電阻,正常應為20170Ψ。測量17回路間(勵磁與信號回路)絕緣電阻,正常值應﹥20MΨ。電極回路的測量,用交流電壓/電阻電橋分別測1-21-3回路間電阻,兩個值正常為1kΨ~1MΨ,并應大致相等,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;小于此范圍,則排出管內流體再測量;如果仍然太低,電極線路短路。

6.2GS8A模擬***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1、2、3、7、8,并記錄每顆電纜端子的接線位置。將毫安表連接到端子I+/I-,精度0.1,內阻Ri=15500Ψ,量程范圍020mA,脈沖范圍010kHz;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、mA輸出范圍、脈沖輸出值。GS8A模擬***發出零點模擬信號,校驗變送***零點值;GS8A模擬***電流輸出設定點的mA值應在允差范圍內;GS8A模擬***脈沖輸出設定點的每小時脈沖值應在允許范圍內。

6.3系統投運

校核結束,停電后拆卸校驗接線,恢復傳感***電纜接線。系統檢查、校核無誤后,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***的防干擾措施;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,正確地設定菜單程序的功能和數據,以保證系統預期指標。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,計量的準確性、運行的可靠性均滿足設計要求。


 
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