水庫引水工程中汙水處理電磁流量計的安裝與（yǔ）運行

哈爾濱市磨盤山水庫引水工程（chéng），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（liú）量（liàng）和累（lèi）積流量數（shù）據，采（cǎi）用（yòng）超大（dà）口徑汙（wū）水處理電磁流（liú）量計進行計量。
1 汙水處理電磁流量計原理及優點
1.1 汙水處理電磁流量（liàng）計原理
傳感器由測量管（guǎn）、激（jī）磁線圈和測量電*等元件（jiàn）組成。測量原理基於法拉*電磁感應定律。激磁繞組供（gòng）電產生磁場，導電的輸水介質通過測量管磁場時，切（qiē）割磁力線運（yùn）動，在垂直於磁場及流速的（de）方向上產生（shēng）感應電勢U，其表達式如下：

式中：K為儀表結構常數；B為磁（cí）感應（yīng）強度；V為（wéi）平均流速；D為測量管內徑（jìng）。
汙水處理電磁流量計傳感器中，感應（yīng）電勢原始電壓信號是平均流速的線性函數（shù），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（hào）)經專（zhuān）用電（diàn）纜傳送至智能轉換器，進行數字化處理，計算（suàn）實時流量、累積流量。並轉換為標準信（xìn）號輸出。
1.2 汙水處理電磁流（liú）量（liàng）計測量（liàng）的優點
輸水計量采用汙水處理電磁流量計測量具有以（yǐ）下幾個優點。
①輸水管線管內無縮徑或突出部（bù）件，壓力損失幾乎為零；
②感應電信號與管截麵的平均值相關，僅需較短（duǎn）的前後直管段，這對減小流量計井的尺寸、降低工程成本尤為重（chóng）要；
③輸水介質含有一定泥沙的量，而汙水處理電磁流量計傳感器隻有襯裏和電*與水接觸，並（bìng）防腐、耐磨，儀表壽命長；
④超大口徑汙水處理電磁（cí）流量計通過接（jiē）口（kǒu）與實時計算機（jī）監控係統連接，可（kě）對輸水流量信（xìn）息進行數據通信。
2 傳感器（qì）安裝的防幹擾控製
2.1 傳感器安裝接地措施
傳感器安裝接地直接影響係統抗幹擾性能，所用接地線必須防（fáng）止感應到任何其（qí）他幹（gàn）擾電壓。因此，不能把接地線與其他帶電電氣設（shè）備（bèi）的接地連線在一起；接地施工采用就地打接地*方式接地（dì）。在流（liú）量計井外側安（ān）裝接地（dì）*，采用扁鋼引入流量計接（jiē）地（dì）點。接地電阻值不大於10，傳感器接地如圖1所示（shì）。

圖1 傳（chuán）感器接地
2.2 接地環安裝（zhuāng）措施
輸水管道采用內有絕緣塗層的（de）金屬管道，必須（xū）安裝接地環，提高抗幹擾性能，否則會造成（chéng）儀表工作不穩定。接地環安（ān）裝方式如圖2所示。

圖（tú）2 接地環安裝
圖2中：V1、V2為專用接（jiē）地（dì）線（xiàn），由製造廠（chǎng）提供；PE為功能接地線，施工現場采用扁鋼製作。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為傳感器（qì）信號輸出端（duān）。
2.3 電纜的敷設與屏蔽措施
超大口徑汙水（shuǐ）處（chù）理電磁流量計勵（lì）磁繞組功率較大，在流量計井的傳感器IFS4000F與智能轉換器IFC110F之間，必須加設放大器NB900F，才可滿足勵磁要求。
汙水處理電磁流量計接線及屏蔽連接要注意以下幾點。
①汙水處理電磁流量計傳感器與轉換器之間的連接電纜采用廠商（shāng）供應的專用電纜。不可引入外界幹擾。專（zhuān）用電纜的敷設采用鋼管保護。
②勵磁電（diàn）源、信號電纜，為防止被機械（xiè）壓傷、門齒（chǐ）類動物(老鼠)咬傷，要求電纜分別（bié）穿管敷設。
③接線盒中的電纜不允許交叉（chā）或（huò）盤繞。
④保護接（jiē）地線PE必須接到接線盒中單獨的U型夾頭接線端（duān）子。
⑤施工中切勿鬆（sōng）開（kāi）信號轉換器內黃綠線U型（xíng）夾（jiá）頭接（jiē）線端子（zǐ）和端子10之間的保護連接導體。
3 關鍵工藝控製點
現場安裝過程中，為了不（bú）影響計（jì）量（liàng）係統的（de）檢測精度，必須嚴格滿足下述工（gōng）藝要求。
①電*軸線保（bǎo）持水平。汙水處理電磁流量（liàng）計傳感器安裝時，2個電*的軸線必須在（zài）水平方向上。
②被（bèi）測介質充滿測量管。測量管內保（bǎo）證充滿水，不能有非滿（mǎn）管或（huò）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。傳感器上箭頭所指的方向為介質流動的正方向；超大口徑汙（wū）水處理電磁（cí）流量計(傳感器（qì）與轉換器分體安裝)設計均安裝（zhuāng）在（zài）管道的流量計井內。為了保證計量準確，必須（xū）保證流量計前10D/後2D直管段要求(D為公稱直徑)。
4 超大口徑汙水處（chù）理電磁流量計的安裝
4.1 傳感器與伸（shēn）縮節的組裝
按傳感器上的箭頭在流量計的下遊側安裝接地環（huán）及（jí）伸縮節，並將（jiāng）伸縮（suō）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（chuán）感器斷口部位，精確測量斷管（guǎn）尺寸(按伸（shēn）縮節伸展後尺寸)。
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（dù），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（chù）理坡口，達到焊接法蘭要求。
4.3 吊裝
組裝後的傳（chuán）感器加（jiā）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，在上遊法蘭與傳感器之間（jiān）加裝（zhuāng）接地環、密封墊，穿入螺（luó）栓（shuān）找正並緊固；同樣在下遊法蘭與伸（shēn）縮節之間加裝密封墊、穿（chuān）入螺栓並緊固。
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（shuān），並點焊固定。拆除上下遊法蘭預緊固螺栓，調節收縮（suō）伸縮節，使上下遊法蘭脫離流量計及伸縮節，法蘭內側留出施焊空間。法蘭（lán）內外采用角（jiǎo）焊縫（féng）方式焊接（jiē）上下（xià）遊2片（piàn）法蘭。
4.5 焊口無損檢測與防腐處理
①檢測標準與合（hé）格（gé）等（děng）級
所有法蘭接口角焊縫需（xū）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。若檢查出管道法蘭的（de）焊縫（féng）有超標缺陷，應及（jí）時處理，*終使複檢合格。任何焊縫隻能修補一次。
②內側防腐（fǔ）法蘭（lán）焊縫外
法蘭的鋼製管件內（nèi）外防腐與鋼管本體處理（lǐ）方（fāng）式相同（tóng），法蘭焊縫外防腐塗刷改性氯磺化（huà）聚（jù）乙烯防腐塗料；法蘭內防腐塗料為飲（yǐn）用水級無毒環氧塗料。內多側（cè）均采用二底二麵塗層。
4.6 傳感器伸縮節（jiē）整體緊固定位
上下遊法蘭（lán）焊縫（féng）經（jīng）探傷合（hé）格後，進（jìn）入傳感器伸縮節（jiē）整體（tǐ）緊固定位工序。
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（fēng）墊，穿入螺栓並緊固。
②在下遊法蘭與伸縮節之（zhī）間加裝密封墊，穿（chuān）入螺栓並（bìng）緊固。
③按對稱方式，緊固全部法蘭（lán）螺栓（shuān）並安裝定位傳感器與伸縮節。
4.7 係統水壓（yā）試驗
傳感器與伸縮節整（zhěng）體安裝結束後，應隨輸水管道（dào）一同進行水壓試（shì）驗。試驗壓（yā）力為1.5倍工作壓（yā）力。水（shuǐ）壓（yā）試驗合格後，可以投入運行。
5 係統調試與投運
根據儀表參數、工藝參數、運行控製方式，對智能變送器進行（háng）主菜單、子程序的功能和數據組態（tài）設定；當管道充滿過程流體(水)後（hòu），針對傳感器電纜（lǎn）、電*進行阻抗及絕緣性（xìng）能測試；利用GS8A模擬器對智能變送（sòng）器模擬測試。
6 係統檢查與投（tóu）入運行
6.1 檢查傳感器
①準備工作
測量管道充滿過程流體(水)並靜止。在打（dǎ）開殼體(箱)之前必須先（xiān）停電。檢查所需的（de）測量（liàng）儀表和工具（jù）包括歐姆（mǔ）表或交流電壓/電阻電橋（qiáo）。檢查前必須拔出(信號和勵磁)插頭（tóu），注意不要（yào）移（yí）開（kāi）信號轉換器端子箱內部的（de）連接(在（zài）U形夾和端子10間的黃綠導線)。
②檢查內容
測量7和8兩線間(勵磁（cí）繞組)電阻，正常應（yīng）為20~170Ω。測量1對7回（huí）路間(勵磁與信號回路)絕緣電阻，正常值應﹥20MΩ。電*回路的測（cè）量，用交流電壓/電阻電橋分別測1-2和1-3回（huí）路間電阻，兩個值正常為1kΩ~1MΩ，並應大致相（xiàng）等，檢測的阻抗主（zhǔ）要決定於輸水的電導率。
③電*回路檢（jiǎn）查結（jié）果分析
如果*大差異，表明電*接線斷裂或電*汙染（rǎn）；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（lù）。
6.2 用GS8A模擬器（qì）檢查智能轉換器（qì）
①檢查接線
從端子箱中斷開所有與（yǔ）傳感器的接線1、2、3、7、8，並記錄每顆電纜端子的接線位置。將（jiāng）毫安表連接到端（duān）子I+/I-，精度0.1級，內阻（zǔ）Ri=15~500Ω，量程範圍0~20mA，脈衝範圍0~10kHz；時間基準至（zhì）少（shǎo）為1s。
②檢（jiǎn）查步驟及方法
根據Ftc1.011.051.063.02程序數（shù）據設定，計（jì）算、校核零點（diǎn）、mA輸出範（fàn）圍、脈衝輸出值。
GS8A模擬器（qì）發出（chū）零點模擬信號，校驗變（biàn）送器零點值；GS8A模擬器電（diàn）流輸出設定點的mA值應在（zài）允差範圍內；GS8A模擬器脈衝輸出設定點的每小時脈衝值應在允許範圍內。
6.3 係統投運
校（xiào）核結束（shù），停電（diàn）後拆卸校驗（yàn）接線（xiàn），恢複傳感器電纜接線。係統檢查、校核（hé）無誤後，再次送電，係統即可正式投入運行。
7 結（jié）束（shù）語
城市（shì）引水工程輸（shū）水管線超大口徑汙水處理電磁流量計在安裝過程中，必須（xū）嚴格控製傳感器的防幹擾措施；嚴格控製影響測量精度的（de）幾個關鍵工藝點（diǎn）；控製現場安裝流程中組裝、吊裝、焊接、無損檢測、防腐（fǔ）等環節的質量；根據儀表參數、工藝參數、控製參數，正確地設定菜單程序的功能和數據，以（yǐ）保證係統預期指標。哈爾濱引水工程（chéng）實踐（jiàn）表（biǎo）明，采用上述（shù）工程方（fāng）法（fǎ），儀表係統運行一年來，計量的（de）準（zhǔn）確（què）性、運行的可靠性均滿足設計要求。

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