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水库引水工(gōng)程(chéng)中超(chāo)大口径排污管流量(liàng)计的安(ān)装与运行

点击次数:2161 发布时间:2020-02-22 14:35:58
哈(hā)尔滨市磨盘山水库引水工程,设计规模为900km3/d。输水管线长176km,管(guǎn)道直径为DN2200,输(shū)水的实时流量和累积流量数据,采(cǎi)用超大口径排污管流量计进行计量。
1 排污管流量计原理及优点
1.1 排污管流量计原(yuán)理
传感器由测量管、激磁(cí)线圈和测量电*等元件组成。测量(liàng)原理基于法拉(lā)*电磁感应定律。激磁绕组供(gòng)电产生磁场,导电的输水介质(zhì)通过测量管磁场时,切割磁力线运动,在垂直于磁场及流速的方向上(shàng)产生感应电势U,其表达式如下:

式中:K为仪表结构常数;B为磁感应强度;V为平均(jun1)流速;D为测量(liàng)管内径(jìng)。
排污管流量计传感器中,感应电势原始(shǐ)电压信号是平均(jun1)流速的线(xiàn)性函数,它(tā)与流速分布及介质(zhì)的其他特性无关。
感应电势(毫伏电信号)经专用电缆传送至智(zhì)能转换器,进行数字化(huà)处理,计算实时流量、累(lèi)积流量(liàng)。并转换为标(biāo)准信号输出。
1.2 排污管流量(liàng)计测量的(de)优点
输水计量采用排污管流量计测量具(jù)有以下几(jǐ)个优点。
①输水管线管内(nèi)无缩径或突出(chū)部件,压力损失几乎为零(líng);
②感应电信号与管截面的平均值相关,仅需较短的(de)前后(hòu)直管段,这对减小流量计井的尺寸、降低工程成本尤为重要;
③输水介质(zhì)含有一定泥沙的量,而(ér)排污管流量计传感器(qì)只有衬里(lǐ)和电*与水接触,并(bìng)防腐、耐磨,仪表寿命长;
④超(chāo)大(dà)口径排污管流量计通过接口与实时计算机监控系统连接,可对输水流量信息进行数据通信。
2 传感(gǎn)器安(ān)装的防干扰控制
2.1 传感器安装接地措施
传(chuán)感(gǎn)器安装接地直接影响系统抗干扰性能,所用接地线必须防止感应到任何其他干扰电压。因此,不能把接(jiē)地线与其他带电电气设备的接地连线在一起;接(jiē)地施工(gōng)采用就地打接地*方式接地。在流量计井外侧安装接地*,采(cǎi)用扁钢引入流量计接地(dì)点。接地电阻值(zhí)不大于10,传感器接(jiē)地如图1所示。

图1 传感器接地
2.2 接地(dì)环(huán)安装措施
输水管道采(cǎi)用内有绝缘(yuán)涂层的(de)金属管道,必须安装接地环(huán),提高抗干扰性能,否则会造成仪表工作不稳定。接地环安装方式如图2所示。

图2 接地环安装
图(tú)2中:V1、V2为专用接地线(xiàn),由制造厂提供(gòng);PE为功能接地线,施工现场(chǎng)采用扁(biǎn)钢制作。D1、D2为密封(fēng)垫(diàn)片;E为接地环;F1为(wéi)管道法兰;F为传感器法兰;Y为传感器信号输出端。
2.3 电缆的(de)敷设(shè)与屏(píng)蔽措施(shī)
超大口径排污管流量计励磁绕组功率较大,在流量计井的传感(gǎn)器IFS4000F与智能转换器IFC110F之间,必须加设放大器NB900F,才可(kě)满足(zú)励磁要(yào)求(qiú)。
排污管流(liú)量计接线及屏蔽连(lián)接要(yào)注意以下几点。
排污管流量计传感器与转换器之间的连接电缆采用厂商供应的专用(yòng)电缆。不可引(yǐn)入外界干(gàn)扰(rǎo)。专用电缆的敷设采用钢管保护。
②励磁电源、信号电缆,为防止被机械(xiè)压伤、门齿(chǐ)类动物(老鼠)咬伤,要求电缆分(fèn)别穿管敷设。
③接线盒中的电缆(lǎn)不(bú)允许交叉(chā)或盘绕。
④保护接地(dì)线PE必须接(jiē)到(dào)接线盒中单独的U型夹头接线端子。
⑤施工中切勿松开信号转换器内黄绿线U型夹头接线端子和端子10之间的保护连接导体。
3 关键工(gōng)艺控制点
现场安装过程中,为了不(bú)影响计量系统的(de)检测精度,必须严格满足下述(shù)工艺要求。
①电(diàn)*轴(zhóu)线保持水平(píng)。排污管流量计传感器安装(zhuāng)时,2个电*的轴(zhóu)线必须在水平方向上(shàng)。
②被测介质充(chōng)满测量(liàng)管。测量管内(nèi)保证充满水,不能有非满管或有气泡聚集在测量管中的现象。
③满足流动方向与(yǔ)直管段要求。传感器上箭(jiàn)头所指的方向为介(jiè)质流(liú)动的正方向;超大(dà)口径排污管流量计(jì)(传感器与转换器分体安装(zhuāng))设计均安装在管道的流(liú)量计井内。为了保证计量准确,必须(xū)保(bǎo)证流量计前10D/后2D直管段要求(D为公称直径)。
4 超大口径排(pái)污管流量计(jì)的安装
4.1 传感器与伸缩节的组装
按(àn)传(chuán)感器(qì)上的箭头在流量计(jì)的下游侧安装接地环及伸(shēn)缩节,并将伸缩节预调节为*短状态。
4.2 流(liú)量计井内(nèi)断口(kǒu)
流(liú)量计(jì)井内(nèi)断口步骤如下。
①确认安装传感(gǎn)器断口部位,精确测量断管尺寸(按(àn)伸缩节伸展后尺寸)。
②管道断口区开天窗,进入管内做米字型钢支撑,确保管道圆(yuán)度,防止断口后管端变(biàn)形(xíng)而影响(xiǎng)法兰安装。
③断口后,在两(liǎng)侧管端(duān)用机械方法处(chù)理坡口,达到焊接法兰要求。
4.3 吊装
组装后的传感器(qì)加伸缩节,总重约6t,现场采用25t汽车起重机吊装就位。吊装就位后(hòu),调节释放伸(shēn)缩节,在(zài)上游法兰与(yǔ)传感器之间加装接地环、密(mì)封垫,穿入螺栓找正并紧固;同(tóng)样在下游法兰与伸(shēn)缩(suō)节之(zhī)间加装密封垫、穿入螺栓并紧固。
4.4 法兰焊接
调整管道(dào)上下游法(fǎ)兰、接地环和密封垫的位置,紧固螺栓,并(bìng)点焊固定。拆除上下游法(fǎ)兰预(yù)紧固螺栓,调节收缩伸缩节,使上下游法兰脱离流量计及(jí)伸缩节,法兰内侧留出施焊空间。法兰内外采用角焊缝方式焊接上下游2片法兰。
4.5 焊口无损检测与防腐处理
①检测标准与合(hé)格等级
所有法兰接口角焊缝需进行无损检(jiǎn)测,采用电磁探伤方式(shì),检查比(bǐ)例(lì)为100%。质量应符合标准JB4730-2005的二级(jí)要(yào)求。若检查出管道法兰的(de)焊缝有超标缺陷(xiàn),应及(jí)时处(chù)理,*终使复(fù)检合格。任何焊缝只能修补一次。
②内侧防腐法兰焊缝外
法兰的钢制管(guǎn)件内外防腐与钢管本(běn)体处理方式相同,法兰焊缝外防腐(fǔ)涂刷改性氯磺化聚乙烯防腐涂料;法兰内防腐涂料为饮用水级无毒环氧涂料。内多侧均(jun1)采用二底二面涂层。
4.6 传感器伸缩节整体紧固定(dìng)位
上下游法兰焊缝经(jīng)探伤合格后,进入传感器伸缩节整体紧固定位工序。
①调节释放伸缩(suō)节,在上游法(fǎ)兰与传感器之间,加装接地环、密封垫,穿入螺栓并紧(jǐn)固。
②在下游法兰与伸缩节之间加装密封垫,穿入螺(luó)栓(shuān)并紧固。
③按对称方式,紧固全部法兰螺栓并安装定位传感器与伸缩节(jiē)。
4.7 系(xì)统水压试验
传感器与伸(shēn)缩节整体安装结束后,应(yīng)随输水管道一同进行水(shuǐ)压试验。试验压(yā)力为1.5倍工作压力。水压试(shì)验合格后,可以投入(rù)运行。
5 系统调试与投运
根据仪表参数、工(gōng)艺参数、运行控制方式,对智能变送器进行主菜单、子程序的功能和数据组态设(shè)定;当管道充(chōng)满过程流体(水)后,针对传感器电(diàn)缆(lǎn)、电*进行阻抗及绝缘(yuán)性(xìng)能测试;利用GS8A模拟器(qì)对智能变送器模拟测(cè)试。
6 系统检查与投(tóu)入运行
6.1 检查传感(gǎn)器
①准备(bèi)工作(zuò)
测量管道充(chōng)满过程流体(水)并静止。在打开壳体(箱)之前必须先停电。检查所需的测量仪表和工具包括欧姆表或交流电压/电阻电桥。检查前必须拔出(信号和(hé)励磁)插头(tóu),注意不要移开信号转换器端子箱内部的连接(在U形夹(jiá)和端子10间的黄绿导线)。
②检查内容(róng)
测(cè)量7和(hé)8两线间(励磁(cí)绕组)电阻,正(zhèng)常应为20~170Ω。测量(liàng)1对(duì)7回路间(励磁与信号回路)绝缘电阻(zǔ),正常值应﹥20MΩ。电*回路的测量,用(yòng)交流电压/电阻电(diàn)桥分别测1-2和1-3回路间电阻,两个值正常为1kΩ~1MΩ,并应大致相等,检测的阻(zǔ)抗主要决(jué)定于输水的电导率。
③电*回路检查结果分(fèn)析
如果*大差(chà)异,表明电*接线断裂或电*污染;小于此范围,则排出管(guǎn)内流体再测(cè)量;如果仍然(rán)太低(dī),电*线路短路。
6.2 用GS8A模拟器检查智能转(zhuǎn)换器(qì)
①检查接线
从端子箱中断开所有与传感器的接线(xiàn)1、2、3、7、8,并记(jì)录每颗电缆端子的接线位置。将毫安表连接到端子I+/I-,精度0.1级,内阻Ri=15~500Ω,量程范围(wéi)0~20mA,脉冲范围0~10kHz;时间基准至少为1s。
②检查步骤及方法
根据Ftc1.011.051.063.02程序(xù)数据设定,计算、校核零点、mA输出范围、脉冲输出值。
GS8A模(mó)拟器发出零点模拟信号,校(xiào)验变送器零点值;GS8A模拟(nǐ)器电流输出设定点的mA值应在允差范围内;GS8A模拟器脉冲输出(chū)设定点的每小时脉冲值应在允许范围内。
6.3 系统(tǒng)投(tóu)运
校核结(jié)束,停电后拆卸(xiè)校验接线,恢复传感器电缆接线。系统检查、校核(hé)无误后,再次送电,系统即可正式投入运行。
7 结束语
城市引水工程输水管线超大口径排污管流(liú)量计在安装(zhuāng)过程中,必须严格控制传感器的防干扰措施(shī);严格控制影响测量精度的几个(gè)关键工艺点;控制现场安装流程中组(zǔ)装、吊装、焊接、无损检测、防腐等环节的质量(liàng);根据仪表参数、工艺参数、控制参数(shù),正确地设定菜单程序的功能和数据(jù),以保证系统(tǒng)预期指标。哈尔滨引水工程实践表明,采用上(shàng)述工程方法(fǎ),仪表系统运行一(yī)年来,计量的准确(què)性、运行的可靠性(xìng)均满足设计要求。

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