大口徑市政管網汙水流量計的安裝與運行

哈爾濱市磨盤山水庫（kù）引水工程，設計規模為（wéi）900km3/d。輸水管線（xiàn）長176km，管道直徑為DN2200，輸水的（de）實時流量和累積流量數據，采用（yòng）超大口徑市政管網汙水流量計進行計量。
1 市政管網汙水流量計原理及優點
1.1 市政管網汙水流量計原（yuán）理
傳感器由測量（liàng）管、激磁線圈和測量電*等元件組成。測量原理基於法（fǎ）拉（lā）*電磁（cí）感應（yīng）定律。激磁繞組供電產生磁場，導電的輸水介質（zhì）通（tōng）過測量管磁場（chǎng）時，切割磁（cí）力線運動，在垂直於磁場（chǎng）及流速（sù）的方向上產生感應電（diàn）勢U，其（qí）表達式如下（xià）：

式中：K為儀表結構常數；B為磁感應強度；V為平（píng）均流速；D為測量管內徑。
市（shì）政管網汙（wū）水流量計（jì）傳（chuán）感（gǎn）器中（zhōng），感（gǎn）應電勢原始電壓信號（hào）是平均流速的（de）線性函數，它與流速分布及介質的其他特性無關。
感應電（diàn）勢(毫伏電信號)經專用電纜傳送至（zhì）智能轉換（huàn）器，進行數字化處理，計算實時流量、累積流（liú）量。並（bìng）轉換為標準信號輸出（chū）。
1.2 市政管網汙水流量計測量的優點
輸水計量采用市政管網汙水流量計測量具有以下幾個優點。
①輸水管（guǎn）線管內無縮徑或突出部（bù）件，壓（yā）力損失（shī）幾乎（hū）為零；
②感應電信號與管截（jié）麵的平均值（zhí）相關，僅需（xū）較短的前後直管（guǎn）段，這對減小流量計井的尺寸、降低工程（chéng）成本尤為重要；
③輸水（shuǐ）介質含（hán）有一（yī）定泥沙的量，而市政管網汙水流量計傳感器隻有襯裏和電*與水（shuǐ）接觸（chù），並防腐、耐磨，儀（yí）表壽命長；
④超大口徑市（shì）政管網汙水流量計通過接口與（yǔ）實時計算機（jī）監控（kòng）係（xì）統連接，可對輸水流量信息進行數據通信。
2 傳感器安裝的防幹擾控製（zhì）
2.1 傳感器安裝（zhuāng）接地措施
傳感器安裝（zhuāng）接地直接影響係統抗幹擾性能，所用接地線必須防止感應到任何其（qí）他幹擾（rǎo）電壓（yā）。因此，不能（néng）把接（jiē）地線與其他帶電電氣（qì）設備的接地連線在一起；接地施（shī）工采用就地打接地（dì）*方式接地。在流量計井外側安裝接地（dì）*，采（cǎi）用扁鋼引入流（liú）量計接地點。接地電阻值不大於10，傳感器接（jiē）地如圖1所示。

圖1 傳感器接地（dì）
2.2 接地環安裝措施
輸水管（guǎn）道采用（yòng）內有（yǒu）絕緣塗層的金屬管道，必須安裝接地環，提高抗幹擾性能，否（fǒu）則（zé）會造成儀表工作不穩（wěn）定（dìng）。接地（dì）環安裝方式如圖2所示。

圖（tú）2 接地（dì）環安裝
圖2中：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（yòng）扁鋼製作。D1、D2為密封墊片；E為接地環；F1為管道法蘭（lán）；F為傳感器法蘭；Y為傳感器信號輸出（chū）端。
2.3 電纜的敷設與屏蔽措施
超大口徑市政管網（wǎng）汙水流量計勵（lì）磁繞組功（gōng）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。
市政（zhèng）管網汙水流量（liàng）計接線（xiàn）及屏蔽連接要注意以下幾點。
①市政管網汙水（shuǐ）流量計（jì）傳感（gǎn）器與轉換器（qì）之間的連接電纜采用廠商供（gòng）應的專用電（diàn）纜。不可引入外界（jiè）幹擾。專用電纜的敷設采用鋼管保護。
②勵磁電（diàn）源、信號電纜，為防止被機械壓（yā）傷、門（mén）齒類動物(老鼠)咬傷，要求電纜分別穿管敷設。
③接（jiē）線盒中的電（diàn）纜不（bú）允許交叉或盤繞。
④保護接（jiē）地線PE必須接到接線盒中單獨（dú）的U型夾頭接（jiē）線端（duān）子。
⑤施工中切（qiē）勿鬆開信號轉換器內黃綠線U型夾頭接（jiē）線端子和端子（zǐ）10之間的保護連接（jiē）導體。
3 關鍵工藝控製點
現（xiàn）場安裝過程中，為了不影響計量係統的（de）檢測精（jīng）度，必（bì）須嚴格滿足下述工藝要求。
①電*軸線保持水平。市政管網（wǎng）汙水（shuǐ）流量計傳感器安裝時，2個電*的軸線必須在水平方向上。
②被測介質充滿測量管。測量管內保（bǎo）證（zhèng）充滿水，不能有非滿管（guǎn）或有（yǒu）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（jiè）質流動的正（zhèng）方向（xiàng）；超大口徑市政管（guǎn）網汙水流量計(傳感器與轉換器分體安裝)設計均安裝在管道的流量計井內。為了保（bǎo）證計量準確，必須保證流量計前10D/後2D直管段要（yào）求(D為公（gōng）稱直徑)。
4 超大口徑市（shì）政管網（wǎng）汙水流量計（jì）的安（ān）裝
4.1 傳感器與伸縮節的（de）組裝
按傳感器上的箭頭在流量計的下遊側安裝接地環及伸縮節，並將伸縮節預調節為*短狀態。
4.2 流量計井（jǐng）內斷口
流量計井內（nèi）斷口步驟如下。
①確認（rèn）安裝傳感器斷（duàn）口部位，精確測量斷管尺寸(按伸縮節伸展後尺寸)。
②管道斷口區開天窗，進入管內做米字型鋼支撐，確（què）保（bǎo）管道圓度，防止斷（duàn）口後（hòu）管端變形而影響法蘭安裝。
③斷口後，在兩（liǎng）側管端用機械方法處理坡口，達到焊接法蘭（lán）要求。
4.3 吊裝
組裝後的傳感（gǎn）器加伸縮節，總重約6t，現場采用25t汽車起重機吊裝就位。吊裝就位後，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，穿入螺栓找正並緊固；同樣（yàng）在下遊法蘭與伸縮節之間加（jiā）裝密封墊、穿入螺栓並緊固。
4.4 法（fǎ）蘭焊接
調整管道（dào）上下遊法蘭、接地環和密封（fēng）墊的位（wèi）置，緊固螺栓（shuān），並點焊固定（dìng）。拆除上下遊法蘭預緊固螺栓，調節收縮伸縮節，使上（shàng）下遊法蘭脫（tuō）離流量計及伸（shēn）縮節，法蘭內側留（liú）出施焊空間。法蘭內外采用角焊縫方式焊接上（shàng）下遊2片法蘭。
4.5 焊口無損檢（jiǎn）測與防腐處理
①檢測（cè）標準與合格等級
所有法（fǎ）蘭接口角焊縫需（xū）進（jìn）行無損檢測，采（cǎi）用電磁探傷方式，檢查比例為100%。質量（liàng）應符合標準JB4730-2005的二級要求。若檢查出管道法蘭（lán）的焊縫有超標缺陷，應及時處理，*終使複檢合格。任何焊縫隻能修補一次。
②內側防腐法蘭焊縫外
法蘭（lán）的鋼製管件內外（wài）防腐與鋼管本體處理方式相同，法（fǎ）蘭焊縫外防腐（fǔ）塗（tú）刷改性氯磺化聚乙烯防（fáng）腐塗料；法蘭內防腐（fǔ）塗料為飲用水級無毒環氧塗料。內多側均采用二底二麵塗（tú）層。
4.6 傳感（gǎn）器伸縮節整體緊固定位（wèi）
上下遊法蘭焊（hàn）縫經探傷合格後，進入（rù）傳感器伸縮節整體緊固定位（wèi）工序。
①調節釋放（fàng）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（bìng）緊固。
②在下遊（yóu）法蘭與伸（shēn）縮節之間加裝密封墊，穿入螺（luó）栓並（bìng）緊固。
③按對稱方式，緊固全部法蘭螺栓並安裝定位傳感器與伸縮節（jiē）。
4.7 係統水壓試驗
傳感器與伸縮節整體安裝結束後（hòu），應（yīng）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（lì）。水壓試驗合格後，可以投（tóu）入運行。
5 係統調試與投運
根據儀表參數、工藝參數、運（yùn）行控製方式，對智能（néng）變送器進行主菜單、子（zǐ）程序的功能和數據組（zǔ）態設定；當（dāng）管道充滿過程流體(水（shuǐ）)後，針對傳感器電纜、電*進行阻抗及絕緣性能（néng）測（cè）試；利用GS8A模擬器對智（zhì）能變送器模擬測試。
6 係統檢查與投入運行
6.1 檢查傳感器（qì）
①準備工（gōng）作
測量管道充滿過（guò）程流體(水)並（bìng）靜止。在打開殼體（tǐ）(箱)之前必須先停電。檢查所需的測量儀表和工具（jù）包括歐姆表或（huò）交流電壓/電阻電橋（qiáo）。檢查前必須拔出(信號和勵磁)插頭，注意不要移開信（xìn）號轉換器端子箱內部的連接(在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(勵磁繞組)電阻（zǔ），正常應為20~170Ω。測量1對7回路（lù）間(勵磁與（yǔ）信號回路)絕緣電阻，正常值（zhí）應﹥20MΩ。電*回路的測量，用交流電壓/電阻電橋分（fèn）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，檢測的阻抗主要決定於輸水的電（diàn）導率。
③電*回路檢查結果分析
如果*大差異，表明電*接線斷裂或電*汙（wū）染；小於此範圍，則排出管內（nèi）流體再測量（liàng）；如果仍然太低，電*線路短路。
6.2 用（yòng）GS8A模擬（nǐ）器檢查智能轉換器
①檢查接線
從端子箱中斷開所有（yǒu）與傳（chuán）感器的接（jiē）線1、2、3、7、8，並記錄（lù）每顆電（diàn）纜（lǎn）端（duān）子的接線位（wèi）置。將毫安表連接到（dào）端子I+/I-，精度（dù）0.1級，內阻Ri=15~500Ω，量程範圍0~20mA，脈衝範（fàn）圍0~10kHz；時間基準至少為1s。
②檢查步驟及（jí）方法
根據Ftc1.011.051.063.02程序數據設定，計算（suàn）、校核零點、mA輸出範圍、脈衝（chōng）輸出值。
GS8A模擬（nǐ）器發（fā）出零點模擬信號，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模擬器脈衝輸出設定點的每小時脈衝（chōng）值應在允許範圍內。
6.3 係統投運
校核結束，停電後拆卸校驗接線，恢複傳感器電纜接線（xiàn）。係統檢查、校（xiào）核無誤後，再次送（sòng）電，係統即可正式投（tóu）入運行。
7 結束語
城市（shì）引水工程輸水管線超大口徑市政管網汙水流量計（jì）在安裝過程中，必須（xū）嚴格控製傳感器的（de）防幹擾（rǎo）措施；嚴格控製影響測量精度的幾個關鍵工藝點；控製現場安裝流程（chéng）中組裝、吊裝、焊接（jiē）、無損檢測、防（fáng）腐等環節的（de）質量；根據儀表參數、工（gōng）藝參數、控（kòng）製參（cān）數，正確地設定菜單程序的功能和數據，以保證係統預期指（zhǐ）標。哈（hā）爾濱（bīn）引水工程實踐表明，采用上述工程方法，儀表係統運行一（yī）年來，計量的準確性、運（yùn）行（háng）的可靠性均滿足設計要（yào）求。

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