關於自來水流量計在（zài）製氧機組供水係統中的案例分析

本文（wén）概述：
流量測量（liàng）工作是工業生產中一項重要的基礎性工作，流量計所（suǒ）測量與收集的相關數據直接關係到生產的穩定進行，是自動化生產控製中重要的環節，自來水流量計是流量計領域中（zhōng）使用*為廣泛的一款產品，它（tā）的測量範圍度大，響應快，計量數據正確，給操作工提供了操作依據。其優（yōu）越的性能和準確的測量及便捷的安裝維護受到用戶的喜愛。本文針對（duì）於自來水流（liú）量計的（de）基本原理（lǐ）、特點及其在在製氧機組（zǔ）供水係統中以及安裝使用的案（àn）例所作分析總（zǒng）結，
我（wǒ）公司服務的客戶生產過程中的（de）製氧機（jī）組冷卻供水係統距離控製室較遠，均為無人值守。原來（lái）一直采用的是孔板流（liú）量計進行液位的測量與監控，由於原檢測裝置的缺陷，測量的數據由於無法準確地反映蓄水池的（de）供水量，因此不能監視蓄水池水滿溢和缺水的情況，隻能依靠人工巡回檢查（chá）。經常出現低水位和水滿溢的情況。所以導致（zhì）不能（néng）及時補（bǔ）水或斷水，對生產很不利，也造成了水資源的浪（làng）費（fèi）。我們在（zài）供水計（jì）量檢（jiǎn）測過程中，采用自來水流量計對原孔（kǒng）板、差壓測量係統裝置進行了改造，克服了原孔板流量計的（de）缺陷，解決了孔板測量範圍度小的難題，以及差壓（yā）傳感器正、負引壓管（guǎn）內（nèi）容易聚集氣泡所造（zào）成的計量誤差問（wèn）題。同時（shí）將流量信號接到PKS自動化生產過程控製係（xì）統統上，為（wéi）計量管理部門和操（cāo）作（zuò）工提供了準（zhǔn）確的計量統計數據和正確的操作依據，較（jiào）完善解決了原裝置測量（liàng）數據長（zhǎng）期計量不準的問題，同時也避免了水資源的浪（làng）費。
一、自來水流量計的基本原理
自來水流量計的基本原理是以法拉*電磁感應定律（lǜ）為基礎（chǔ），即導體在磁場中（zhōng）作切割磁（cí）力線運動時，在其兩端產生感應電動勢。該原理用於（yú）測量管道內流動的導電性流體。導電（diàn）性（xìng）液體在垂直於磁場的非（fēi）磁性測量管道內流動（dòng），並且流體流動的方向與磁場（chǎng）方向相垂直(見圖1)，

產（chǎn）生與流量成比例的感應（yīng）電勢，流體中產生的感（gǎn）應電動勢被位於管子徑向（xiàng）兩端的一對電（diàn）*拾取，該（gāi）信號電壓uE與磁場（chǎng）強度B、電*間距離D和平均流（liú）速穢成（chéng）正比（bǐ）。磁場強度（dù）B和（hé）電*距離D是常數，所以信（xìn）號電壓與平均流速口成正比。計算公式如下：

根據體積流量（liàng）的計算公式表明，信號電壓uE與平均流速穢（huì）成（chéng）線形正比。隻（zhī）要測得液體的流速，就可測得（dé）液體的流量（liàng），即：
在信號轉換器中該（gāi）感應信號電壓被變換成可編（biān）程的模擬和數字輸出信號送出。
二、自來水流（liú）量（liàng）計產品特點及（jí）應用
(1)由（yóu）於測量導管內部無可動元件（jiàn）和阻流體（tǐ），幾乎沒有壓力損失，所以反應十分（fèn）靈敏（mǐn）。
(2)測量導塗層或襯裏可解決腐蝕性介質流量的測量，檢測過程（chéng）中不受被測（cè）量介質的溫度、壓力、密度、粘度以（yǐ）及流動（dòng）狀態等變化的影響，沒有測量滯後現象。
(3)測量範（fàn）圍寬，*高（gāo）可達100：1，一般為10：1，流速一般（bān）可達（dá）1～6m3／s。測量管徑範圍可從2mm到2400mm。
(4)測量（liàng）感（gǎn）應電動勢與流量成線性（xìng）關係，流（liú）體的體（tǐ）積流量與介質的物性(如（rú）溫度、壓力、密度、粘度等)流動（dòng）狀態無關。
自來水流量（liàng）計也有其局限性不足之處，就是使用溫度和壓力不能太高，溫度一般不超過120'(2，壓力一般不要超過1．6MPa。應用範圍有限，不能用來測量氣體等非導電流體的流量。
由於自來水流量計用於導電液體的流量測量有其優越（yuè）性，且線性好，穩定、可靠，電信號適宜於遠距離傳輸，且（qiě）安裝維護方便，前景廣闊。
三、自來水流量（liàng）計的設計選型及安裝
3．1設計選型
原計量檢測為節流式孔板、差壓檢測裝置，我們對其計量數據檢測不準（zhǔn）的情況進行了分析（xī），主要有（yǒu）兩個方麵的因素造成，一是孔板的測量範圍度（dù）不夠。孔板設計常用流量（liàng）為15～20m3／h，實際使用中*小流量為7m3／h，*大流（liú）量50m3／h，在小流（liú）量和大流量時都會出現較大誤差；二是流體有氣泡。供（gòng）水係統的供水管道為DNl00mm，*大流量可以達到240m3／h，出水口為（wéi）敞放式排水，常常處於非滿管狀態（tài），以（yǐ）及由於（yú）供水設備或管道安裝等（děng）方（fāng）麵的因素，存在不正常節流的（de）現象，常常有氣泡聚集在傳（chuán）感器的正、負壓室內，造（zào）成測（cè）量數據嚴（yán）重偏差。
根據機組供水係統的情況和測量裝置的可適用性、可靠性以及現場（chǎng）環境等情況，我們選擇了DE43F一體型自來水流量計對原測量裝置進（jìn）行換型改造。自來水流量計（jì）的測量範圍寬，響應快，不（bú）受溫度、壓力變化的影響，安裝方便，可滿足供水係（xì）統檢測計量的需要。
根據工藝方麵提出的參數（shù），供水量的常用流量在12。15m3／h之間，*小水流量7m3／h，*大水流量可達50m3／h，水壓力（lì）在0．2—0．3MPa之間(閥前壓力)，水溫度為常溫。在設計時，自來水流量計的（de）管道口徑選擇（zé）了DN50mm的管道，*大流（liú）量為（wéi）60m3／h，這樣既節約了成本，又滿足了日常（cháng）供水計量的需要。
3．2安裝自來（lái）水流量計（jì）的正確安裝（zhuāng）對其正常運行（háng）*為重要（yào），自來水流量計的安裝環境和安裝位置亦關（guān）係到計量的準確，可靠。按照自來水流量計的安裝要求（qiú），安裝（zhuāng）方向或水平或（huò）垂直、傾斜（xié）均可，不受限製。本裝置采用了水平安裝，並保證了（le）流量計上遊管道直管段大於5D(實際達12D)，下遊管道直管段（duàn）大於3D(實際達10D)要求。
傳感器安裝處應具有一定（dìng）背壓，否則傳感器出口直接排空易造成測量管內液體非滿管，為（wéi）不良的安裝（zhuāng）位置，應予以避免，因（yīn）此在出水管道的安（ān）裝上考慮了一段向上傾斜的安裝位置見圖2，使自來水（shuǐ）流量計的安裝位置始（shǐ）終位於出口管道（dào）下方，保證液體在任何時候都能夠充滿測量管道，避免了測量誤差，滿足了必要的安裝要求。管道采用了法蘭連接，便（biàn）於（yú）安裝、檢（jiǎn）修維護方便。

自來水（shuǐ）流（liú）量計安裝在一根DN50mm的管道上，原供（gòng）水管為95108mm，將其（qí）作為旁（páng）通用途。正常情況時，打開V1、V3閥，關閉（bì）V2閥，補充水通過自來水流量計計量後向蓄水池供水。當自（zì）來水流量計故障（zhàng）或者檢（jiǎn）修時，關閉v3閥（fá），打開V1、V2閥向蓄水池供水，以（yǐ）保證（zhèng）生產不受影響，還可以方（fāng）便自來水（shuǐ）流量（liàng）計的零點校驗。安裝示意圖見圖3。

由於自來水流量計安裝在露天現（xiàn）場，考慮到現場的環境以及安全，自來水（shuǐ）流量計的供電（diàn）采用了DC·24V電源，由泵站儀表櫃內的穩壓電源供給。電（diàn）氣連接見原理（lǐ）框圖4。自來水流量計將拾取的流量信號，通過轉換和運算處理，轉換（huàn）成標準的電流信（xìn）號，送到泵站儀表櫃的（de）二次儀表(數顯控製儀WPS一80型)上顯示，同時將其數（shù）據傳輸到機組控製室的Dcs—PKs係統上，通過監視畫麵可監測供水量的瞬時流量和累計流量，操作工即可根據其（qí）顯示數（shù）據（jù）調節供水（shuǐ）量。

四、關於幹擾與接（jiē）地須知（zhī）
自來水流量計是基於導電（diàn）性流體在磁場（chǎng）中運動所產（chǎn）生的感應電動勢（shì）來推（tuī）算流（liú）體流（liú）量（liàng）的測量儀表，其基本工作原理是電磁（cí）感應定律。因此電磁（cí）耦合、靜電感應（yīng）是自來（lái）水流量計幹擾噪聲的*要來源，在管線上存在雜散電壓幹擾。為了保證液體與地同電位，避免（miǎn）液體與地有電位差以及因空間電磁幹擾而造成（chéng）的測量誤差，所以，對接地做了嚴格的要求。本（běn）裝置與管（guǎn）道為固定法蘭連接，固定法蘭和管道以及流量傳感器均用
2．5mm2的銅芯線作了良好的（de）接地見圖5。經檢測，該裝置（zhì）的接地電阻為8．212，(安裝要求小於10012)，除了將傳感器接地外，還用銅線跨接在管道（dào）的兩法蘭上，保證了接地牢固（gù）、可靠（kào），減（jiǎn）少了電磁耦合、靜電感應引起的幹擾。空間（jiān）電磁幹擾一般經過電纜引入（rù），我們采（cǎi）用了單層屏蔽信號電纜予以保護，同（tóng）時（shí），由於該自來水流量計為一體型(其傳感器和轉換器組裝在一（yī）起)，縮短了信號線與激磁線的長度並且隱蔽在儀表內部，也減少了信號衰減和空間電磁波的噪聲侵人，保證了測量（liàng）數據的準確、可靠。實際使用運行中（zhōng），定期用萬用表檢查（chá）兩電（diàn）*與地端的絕緣（yuán）電（diàn）阻。

五、自來水（shuǐ）流量計的校驗檢查
(1)係統零位檢查
當（dāng）係統安裝（zhuāng）完成後，按照廠家要求做了係統零點校驗。自來水流量計係統零點（diǎn）的校驗可用手（shǒu）動和自動兩種方式（shì）進行。檢查時，流（liú）量傳（chuán）感器的（de）流體應處於絕對靜止，同時保證流（liú）量傳感器測量管內充（chōng）滿液體，然後對system zeFo(係統零位)參數進行手動或（huò）自動零位調整，用“ENTER”鍵選擇參數，用ARROWA鍵選擇方式(手動或自動)，這裏選擇自動(automatic)，按ENTER啟動程序。在調（diào）整中，顯示（shì）器上從255至實際“0”值的倒計數（shù），過程（chéng）約20s完成，在實際操作中該過程進行兩次。
(2)量程檢查根據該自（zì）來水流量計的生產（chǎn）廠家說明書說明，量程的校驗在流量計出廠前有專門的稱重實驗裝置進行了（le）校準，我們在使（shǐ）用中隻對（duì）其量程值進行（háng）了確認，以（yǐ）及對相關參數的設（shè）定作了檢查。
六、自來水流量計的可靠性及維護
提高自來水流量計的可靠性，就是（shì）盡可能的減少和消除故障。而實（shí）際上故障是（shì）多樣的，有的是儀表線路、電氣（qì）以及環境（jìng）因素（sù）引起的；有的是係統中元件，元件（jiàn）／組件組合因素造成的；有的是安裝不規範造成的。還有流體介質的導電性能、或水中帶有大量空氣等（děng），均會影響測（cè）量計量的準確可靠。有些故障通過（guò）調整可（kě）以解決，有些故障（zhàng）則需要在（zài）使用中通（tōng）過有效的維護管理來解（jiě）決。
與其它儀（yí）控設備一樣，為保證自來（lái）水流量計的可靠性，除了（le）在（zài）規（guī）定的條件下運行外，需（xū）要維（wéi）護人員加強專業知識的掌握，還（hái）需要加強初（chū）期的維護。大部（bù）分儀表設備的故障均在（zài）運行初（chū）期較高，要勤觀察，勤巡、點檢，發現問題，**處理和報告。還（hái）應作好其運行數據的管理，作為一種新型儀表的應用，應加強對其進行跟蹤，作好曆史記錄（lù），便（biàn）於對其掌握及推廣應用。
七、本（běn）文結語
流（liú）量計量是企業（yè）能源消耗的計算工具，是企（qǐ）業生產（chǎn）過程中重要參數之一。流（liú）量計量儀表得到了越（yuè）來越多的應用，隨著科學技術的飛速發展，人們對高精度、高（gāo）可靠性、高智能化儀表日益青睞。我公司選用的自來水流量計體現了安裝方便，測量數據直觀（guān）可靠（kào），易於操作等特點，給計（jì）量（liàng）部門提供（gòng）了準確真實的數據，為節約能（néng）源提供了依據，起到了良好的效果，有較好的推廣前景。

上一（yī）篇：自來水流量（liàng）計在供水行業流量（liàng）測量中的應用現狀

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