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  時(shí)間:2024-4-1 08:44:05

電磁流量計在供水系統中應用

摘要:供水系統中,為了能夠實(shí)現對于水流量的正確測量,需要用到流量計,流量計依照測量原理可以分為力學(xué)原理(差壓式、轉子式),電學(xué)原理(電磁式、差動(dòng)電容式、電感式),聲學(xué)(超聲波),供水系統中紅常用的是電學(xué)原理中的電磁流量計,其本身的計量結構正確可靠,操作簡(jiǎn)單,也不會(huì )受到溫度、電導率等因素的干擾。分析了電磁流量計的結構、原理、特點(diǎn)以及要求,明確了電磁流量計在實(shí)際應用中需要注意的事項,并就其在供水系統中的應用進(jìn)行了討論。
  將電磁流量計應用于供水系統中,能夠實(shí)現對供水流量的正確計量,為供水以及水資源分配提供參考和借鑒。電磁流量計的使用需要計算機信息技術(shù)的配合,做好對流量計信號的自動(dòng)采集、轉換和分析,然后運用專(zhuān)業(yè)的軟件進(jìn)行精確模擬,幫助工作人員分析供水系統中流量的變化情況。對比常規流量計,電磁流量計的操作簡(jiǎn)單,不需要進(jìn)行人工識別,而且結果:的精度更高。
1電磁流量計的結構和原理
  電磁流量計是一種對流體流量進(jìn)行測量的儀表,主要是利用電磁感應原理,依照導電爐體在通過(guò)外加磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢,完成流量測量。電磁流量計的主要結構包括:①磁路系統。產(chǎn)生直流或交流磁場(chǎng),直流磁路可以借助永久磁鐵實(shí)現,結構簡(jiǎn)單,不容易受到交流磁場(chǎng)的干擾,不過(guò)會(huì )導致通過(guò)測量導管的電解質(zhì)液體板化,繼而引發(fā)電板板化的問(wèn)題,增大兩個(gè)電柢間的內阻,影響儀表的正常工作。因此多數情況下電磁流量計都是采用的交流磁場(chǎng),由50Hz工頻電源激勵產(chǎn)生。②測量導管。測量導管的材料應該具備一定強度,使用低導電率和導熱率的材料,如玻璃鋼、不銹鋼、高強塑料等。③電板。電板的作用是引出相應的感應電勢信號,信號與被測量流量成正比。電板安裝在管道垂直方向,可以避免沉淀物堆積影響測量精度。④轉換器。液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應電勢信號柢其微羽,容易受到各種干擾因素的影響,轉換器可以將信號放大并且轉換為統一標準信號,也可以對干擾信號進(jìn)行抑制。
  電磁流量計本身利用了電磁感應定律,將流體當成一種特殊導體,經(jīng)過(guò)磁力線(xiàn)時(shí)對磁場(chǎng)進(jìn)行切割,產(chǎn)生了電動(dòng)勢。感應電動(dòng)勢的計算公式為:.
 
  式中:E為感應電動(dòng)勢,K為儀表常數,V為流體平均流速,B為磁感應強度,D為測量管內直徑。流體流動(dòng)的方向與磁場(chǎng)垂直,感應電動(dòng)勢和平均流速又或者單位體積電壓成正比,儀器可以測量感應電壓信號,放大處理后轉換為統--輸出信號。
2電磁流量計的特點(diǎn)和要求分析
  電磁流量計的特點(diǎn)體現在幾個(gè)方面:①測量結果正確可靠,不會(huì )受到注人溫度、壓力、流體密度等因素的影響;②測量管內沒(méi)有設置任何會(huì )阻礙流動(dòng)的部件,而且無(wú)壓損,在流體測量方面有著(zhù)良好的適應性;③轉換器使用了新的勵磁方式,功耗較低而且零點(diǎn)穩定,可以與傳感器一同設置,也可以分離設置;④流量計采用了雙向測量系統,設置有正向總量、反向總量和差值總量,可以將正向和反向流量顯示出來(lái);⑤感應電壓信號可以在磁場(chǎng)空間內形成,數值為管道截面_上的平均值,因此傳感器對于直管段的要求較高,長(cháng)度只需要達到管道直徑的5倍即可。
  在對電磁流量計進(jìn)行安裝使用時(shí),需要明確幾個(gè)核心要求:①上、下游管道必須滿(mǎn)足一定的標準:上游管道直段管超過(guò)管道直徑5倍,下游管道直段管超過(guò)管道直徑3倍,如果遇到特殊工作環(huán)境,這個(gè)長(cháng)度還應該增加;②必須做好接地電阻的嚴格控制,要求數值不能超過(guò)4Ω,并且為單獨地,不允許與其他設備的地網(wǎng)鏈接,必要時(shí)要做等電位;③需要對電磁流量計的安裝位置進(jìn)行合理選擇,盡可能避開(kāi)周邊存在電磁場(chǎng)的情況,以免測量結果受到干擾;④需要在電磁流量計下游管道上安裝相應的閥門(mén),避免管道內部擾流,尤其是直角彎管和蝶閥位置,更應設置相應的整流器,以起到穩定水流的作用,保障計量結果的正確性。
3電磁流量計的應用注意事項
  供水系統本身的規模巨大,所處的環(huán)境復雜多變,要求電磁流量計具備較強的穩定性和可靠性,因此在實(shí)際使用過(guò)程中,應該對需要注意的事項進(jìn)行明確。
(1)電磁流量計本身對于直段管有著(zhù)較高的要求,一些老舊供水系統并不具備安裝條件,即便強行安裝,也無(wú)法保障測量的穩定性和可靠性。對此,在條件允許的情況下,可以通過(guò)在適當位置設置整流管的方式,對流體的流態(tài)特性進(jìn)行改善,以保障測量結果的正確性。
(2)如果被測水流的流速過(guò)低,則測量精度同樣會(huì )受到影響,這一段在供水系統管網(wǎng)的末端尤其明顯。因此,在使用電磁流量計時(shí),應該盡量將邊界兩側的閥門(mén)保持開(kāi)啟狀態(tài)。
(3)必須保障傳感器表面的干凈整潔,避免沾染污泥。在針對電極進(jìn)行選擇和使用時(shí),可以采用刮刀式電極或者采用帶有超聲波清洗模塊的電極,制定切實(shí)可行的維護計劃,盡可能減少干擾因素,保障電極的穩定性,確保其能夠正常使用。
(4)電磁流量計入口管道需要保持暢通,不能有堆積物的存在,因為堆積物會(huì )直接影響流態(tài)特性,引發(fā)結果誤差過(guò)大的問(wèn)題。供水系統管理部門(mén)應該安排人員定期做好管道清理工作。
(5)電磁流量計通常都會(huì )設置在相對空曠的地段,在雷雨天氣時(shí)容易遭到雷擊破壞,嚴重時(shí)可能出現整個(gè)模塊都被擊穿的情況。從保障安全、減少損失的角度,在電磁流量計安裝使用時(shí),需要設置相應的防雷措施,如加裝避雷針、設置防雷地網(wǎng)等。
(6)電磁流量計的正常運轉需要有電源作為支撐,如果其安裝在室外,電源的連接是一大難題,一且發(fā)生電源斷電的情況,電磁流量計就會(huì )出現數據缺失的情況,斷電后水量的計量會(huì )變得十分繁瑣,還需要與用戶(hù)進(jìn)行溝通。想要解決這一問(wèn)題,除了設置多重電源、增加電源保護等措施外,技術(shù)人員還應該加強對電磁流量計的改良,通過(guò)自帶電源的方式來(lái)對上述問(wèn)題進(jìn)行解決。
(7)應該依照具體的測量要求,確定電磁流量計的精度等級,降低使用成本。例如,如果是用于貿易結算,應該選擇0.3級、0.5級等精度等級,如果是用于過(guò)程控制,可以選擇1.0級等較低的精度等級。
(8)在測量一般介質(zhì)時(shí),電磁流量計的滿(mǎn)度測量可以在介質(zhì)流速0.3-12m/s的范圍內進(jìn)行選擇,可供選擇的范圍較大。儀表的規格不一定必須與管道口徑相同,而且應該看測量流量范圍是否在流速范圍內。如果管道流速偏低,無(wú)法滿(mǎn)足電磁流量計的工作要求,測量結果的精度會(huì )受到影響,需要適當縮小儀表口徑,提高管道流速。
4電磁流量計在供水系統中的應用
4.1做好校驗工作
  在對電磁流量計進(jìn)行安裝使用前,需要先做好相應的校驗工作,確保電磁流量計不會(huì )出現帶病工作的.情況。事實(shí)上,電磁流量計在出庫環(huán)節,就已經(jīng)過(guò)校驗,不過(guò)考慮供水系統本身的復雜性,干擾因素較多,不同區域有著(zhù)不同的外部環(huán)境,會(huì )對電磁流量計的運行產(chǎn)生不同影響。安裝完成后,電磁流量計的元器件會(huì )受到各種因素的影響,可能出現異常。因此,在首次使用前,通常都需要做好電磁流量計的現場(chǎng)校驗工作。電磁流量計安裝在供水管道內部,拆卸難度大,校驗環(huán)節采用的多是在線(xiàn)校驗的方式,校驗內容包括幾點(diǎn):①測試勵磁線(xiàn)圈電阻,確保在環(huán)境溫度相同的情況下,電阻測試值能夠與出廠(chǎng)值保持一致;②測試勵磁線(xiàn)園的絕緣性,要求絕緣電阻數值不能低于200;③測試傳感器電極對地電阻,若數值波動(dòng)較大,需要多次測試取穩定值,確保在充放電時(shí)兩級電阻值能夠接近;④在針對轉換罌勵磁電流進(jìn)行測試時(shí),應該對轉換器的電流值和輸出值進(jìn)行觀(guān)察,確保誤差在0.25mA以?xún)龋?#9316;需要對轉換器頻率以及模擬量輸出進(jìn)行測試,確保最大線(xiàn)性誤差不超過(guò)0.5%。
4.2優(yōu)化具體應用
  電磁流量計在供水系統中的應用主要體現在幾個(gè)方面。
4.2.1區域計量
  電磁流量計在實(shí)際應用中有著(zhù)巨大的優(yōu)越性,測量結果正確可靠,而且運行穩定性強,可以對正向和反向的水流流量進(jìn)行測量。供水企業(yè)能夠借助電磁流量計,對供水區域內的水流量進(jìn)行全面分析,結合數據分析確定水資源的損失和回收利用倩況。同時(shí),應該對照具體的數據信息,對區域內的水資源進(jìn)行合理分配,在滿(mǎn)足實(shí)際用水需求的同時(shí),做好水資源的優(yōu)化配置。另外,從保障供水企業(yè)經(jīng)濟效益的角度,可以將電磁流量計與壓力測量系統結合起來(lái),通過(guò)流量、壓力的分析,及時(shí)找出供水系統中存在的異常,及時(shí)安排專(zhuān)人進(jìn)行檢修。例如,在某市供水系統中,部分管材使用的是DN600和DN800材料,流量較大,部分區域存在有輕微的漏損問(wèn)題,需要使用靈敏度較高的電磁流量計,確保其具備較寬的測量范圍,以此來(lái)保障測量的效果。
4.2.2生產(chǎn)水量計量
  在水廠(chǎng)生產(chǎn)水量計量中,電磁流量計有著(zhù)廣泛的應用,能夠保證水量配置和調度工作的實(shí)施效果,也可以為生產(chǎn)管理提供可靠的數據支撐,輔助工作人員正確計量電耗、藥物消耗等,控制好凈水成本。另外,供水系統在實(shí)際運行中,還容易出現相應的故障和間題,引發(fā)計量結果不準確的情況,在合理使用電磁流量計的情況下,可以及時(shí)掌握機組運行的異常情況,了解上水管路是否存在有爆管問(wèn)題。電磁流量計能夠為市政管網(wǎng)調度提供可供參考的數據信息,可以與出水長(cháng)壓力共同工作,為系統的運行提供參考數據。電磁流量計在實(shí)際使用中,具有穩定性好,測量精度高等優(yōu)勢,不過(guò)也存在一定的不足,可以使用同等精度等級的超聲波流量計作為校核工作,控制好誤差的范圍。
4.2.3水表結算
  對于供水企業(yè)而言,水表結算是結算工作的一個(gè)重要依據,以往的結算都是以普通的機械式水平為參照,但是在新的發(fā)展形勢下,機械式水表已經(jīng)無(wú)法很好地適應供水企業(yè)的發(fā)展需求,因為其在使用的過(guò)程中,容易出現卡表、停表的問(wèn)題,給結算工作帶來(lái)不必要的麻煩。另外,部分水表安裝的位置比較偏僻,工作人員在對水表顯示的數據進(jìn)行查看時(shí),存在一定難度。電磁流量計采用的是實(shí)時(shí)計量的方式,其能夠將測量得到的數據實(shí)際傳輸到相應的系統中,對機械式水表存在的問(wèn)題進(jìn)行改善。數據在傳輸過(guò)程中,會(huì )產(chǎn)生相應的數據文檔,能夠對供水系統中的異常信息進(jìn)行展示,發(fā)出警示信息,有助于提升結算工作的效率和效果。
4.3加強日常維護
  電磁流量計本身有著(zhù)較高的穩定性,在日常維護中,只需要做好電磁流量計的外觀(guān)檢查,確認周?chē)h(huán)境是否存在異常,對塵垢進(jìn)行清掃,避免水和其他物質(zhì)進(jìn)入到設備中。應該對接線(xiàn)情況進(jìn)行檢查,確認儀表附近是否存在有新裝強電磁場(chǎng)設備或者電線(xiàn)橫跨儀表。如果測量介質(zhì)容易污染電板,又或者測量管壁內存在有沉淀、結構的問(wèn)題,應該定期做好清理工作。對于環(huán)境方面存在的問(wèn)題,如電磁干擾等,需要采取有效的措施進(jìn)行處理,例如,管道雜散電流干擾可以通過(guò)設置單獨接保護的方式處理,當然,如果雜散電流較強,還需要采取另外的措施,如設置流量傳感器,做好管道絕緣等。對于空間電磁干擾,可以采用單層或者多層屏蔽的方式,加強保護工作。
5結束語(yǔ)
  在供水系統中,電磁流量計的優(yōu)勢有很多,如運行過(guò)程穩定、測量結果正確性和靈敏度高等,受到了供水企業(yè)的高度重視,F階段,電磁流量計在供水系統中的應用已經(jīng)基本趨于成熟,不過(guò)也存在一定的問(wèn)題,如電源供應問(wèn)題、雷擊問(wèn)題等,需要技術(shù)人員做好進(jìn)一步優(yōu)化,改善電磁流量計的性能,為供水系統計量工作提供良好支撐。

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