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        電磁流量計在水廠流量計量中偏差原因分析及應對策略

        來源:作者:發表時間:2017-10-23 09:46:56

                摘要:電磁流量計在水廠承擔了非常重要的角色,尤其進出總管上的結算流量計,它們出現計量偏差將直接影響供水計量,從而影響供水費用結算。本文主要以宋六陵水廠電磁流量計流量偏差問題例,從電磁流量計的原理入手,對儀表設計、安裝、維護、管理等方面進行探討,淺析電磁流量計產生偏差因素,來提高水廠流量計準確性、可靠進行探討;針對水廠實際,對儀表設計、安裝、管理提出應對控制策略,為相關部門在電磁流量計管理及準確性研究提供參考借鑒。

         
        1  導言
                電磁流量計具有許多優點而被廣泛應用于水廠流量計量,并在水廠與相關單位水量結算過程中發揮著越來越重要作用。紹興市制水公司宋六陵水廠在進、出水總管上,分別安裝有多臺口徑在 DN500 及以上電磁流量計流量計。從 2001水廠投運以來,水廠進、出水偏差基本在流量計誤差±1%范圍內。但近年來,水廠進、出水量偏差有增大趨勢,為此我們對流量偏差原因進行分析,以提高電磁流量計準確性。
         
        2  計量偏差原因查找與分析
                電磁流量計基本原理是法拉第電磁感應定律,即導體在磁場中切割磁力運動時在其兩端產生感應電動勢。導電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內流動,與流動方向垂直的方向上產生與流量成比例的感應電勢。由于受 K(系數)、B(磁感應強度)、D(兩電極間距離)的變化及磁場方向、連線與液體方向三者的垂直度都會引起測量誤差,因此影響電磁流量計測量誤差的原因很多,包括儀表的使用及維護、安裝條件及方式、設計及選型等因素。
         
        2.1  安裝條件不符
                電磁流量計作為高精度檢測儀表,在設計安裝過程中有嚴格技術要求,如流量計前后直管段長度不符,管道流體不滿管、管道水流中氣泡因素等。
         
        2.2  計量儀表的電纜線過長
                電磁流量計是由特定的電纜將傳感器和轉換器連接成的一個系統,電纜長度、絕緣情況、屏蔽層數、分布電容及道題橫截面積等都會對測量結果產生影響,嚴重的還可以使流量計無法正常工作。一般安裝過程中電纜應越短越好,其長度應在允許的范圍之內,**大長度由待測液體的電導率、屏蔽層數、分布電容、導體橫截面面積等決定,同時應盡量避免出現中間接頭,末端應處理好。為減少計量儀表電纜線干擾。
         
        2.3  一、二次儀表匹配
                在流量計使用過程中由于儀表本身生命周期或故障,對部件更換以后,由于設備匹配性問題產生誤差。在電磁流量計故障中,一次儀表和二次儀表的部件故障較為常見。
        2.4  儀表存在零位飄移
                電磁流量計在使用一段時間后,因各種原因容易出現零位飄移現象。
        2.5  儀表存在流速偏低
                一般電磁流量計要求**低流速在 0.3m/S,流速過低會導致計量誤差偏大。
        2.6  儀表電極存在結垢
                電磁流量計經過一定時間運行后,流量計電極表面和管道內壁常會受到污染。若附著層電導率與流體電導率相近,則會使傳感器二電極間電阻變得很小,甚至短路,輸出顯示負偏差,甚至不能正常工作,若附著物為絕緣性物質,則電極間阻力增大,使誤差增大,嚴重時流量計不能正常使用。
         
        2.7  傳感器、轉換器性能參數指標不符標準要求
                傳感器的輸出信號很小,通常只要幾毫伏,為了提高抗干擾能力,傳感器的零電位必須單獨可靠接地,且傳感器輸出幸好接地點應與被測流體電氣連接。傳感器的接地電阻通常應小于 10Ω,在連接傳感器的管道內涂有絕緣層或采用非金屬管道時,傳感器兩側應安裝接地環,并可靠接地,以使流體接地,流體電位與地電位相同。在對傳感器檢測中國,傳感器電極電阻、勵磁電阻、勵磁對地絕緣等指標都有明確的控制標準。對儀表轉換器在摸擬高、中、低三種不同流量工況下,其偏差值均在誤差標準范圍內,要求實際測量值與計算值偏差<設定點的 1.5%。通過檢測,能及早發現部分儀表參數異常,從而通過分析,落實整改措施,對相關儀表加以優化和維護,保證儀表運行穩定、可靠。
         
        3  宋六陵水廠電磁流量計偏差問題
        3.1  部分轉換器儀表已停產無法維修
                在 2006 年以前科隆 DN1600 口徑以上電磁流量計的轉換器均采用 SC100 或 IFC110 且配有外置放大器,目前全部改為配置 IFC300 做為二次儀表,外置放大器變為了內置放大器。
        3.2  二次儀表更換后無法準確匹配
                根據廠家介紹,現有的 IFC300 理論上與原傳感器是可以匹配使用,不同型號的轉換器理論上也能相互替換,但是有功率放大器的存在,和內部參數勵磁頻率的不同(IFC300和IFC110在口徑大于1000mm時的勵磁頻率為1/36,SC100AS的勵磁頻率為 1/32),會影響流量,會存在一定誤差。若要真正的測量準確,只能將新 IFC300 和舊傳感器進行實流標定。
        3.3  電極上的結垢無法清除
                在 2015 年 1 月公司對一期進水閥進行檢修期間,利用供水總管停水間隙對一期進水總管電磁流量計內部進行了檢查,發現流量計電極表面附著物嚴重,表面附著厚厚一層粘稠物,幾乎無法辨別電極所在位置。
        3.4  部分流量計流速過低
                按儀表出廠要求流量計管道流速不能低于 0.3m/s,而水廠內及輸水管上流量計一般按照**高流量設計,口徑一般都進行放大,部分儀表檢測流量達不到流量計**低流量要求,從而影響正常計量。
        3.5  部分儀表有零位漂移現象
                從對進、出水流量計檢查來看,電磁流量計使用一段時間后,因各種原因會存在儀表零位漂移現象。
        3.6  部分流量計設計安裝不規范
                從水廠進出流量計安裝位置看,由于場地限制,設計過程中,沒有對流量計技術指標進行系統考慮,進水流量計前后直管段長度達不到流量計安裝要求。部分流量計井設計不合理,流量計連接直管預留太少,比對管段長度不夠,便攜式流量計無法參與比對。
        4  控制策略
        4.1  定期計量儀表傳感器、轉換器檢測
                定期邀請廠家技術人家對水廠進、出水主要電磁流量計的傳感器進行檢測,可以從中對電磁流量計的勵磁對地絕緣、電極電阻、勵磁電阻、勵磁對地絕緣、轉換器實測偏差等性能參數檢查,發現問題及時處理。傳感器絕緣電阻和各信號阻值如下表:
        傳感器絕緣電阻和各信號 阻值
        4.2  適時對儀表零位漂移的檢測
                利用施工及低水量供水等時段,適時組織技術人員對儀表的零位進行檢測,確保儀表精度準確正常。
        4.3  及時檢修故障儀表
        及時協調組織相關部門,做好結算流量計故障儀表的檢修工作。
        4.4  建議建立超聲波流量計定期比對制度
                為加強流量計準確性管理,在現有每年安裝 4.1 條方法進行參數檢測檢查基礎上,建議建立超聲波流量計定期比對制度,每年定期對流量計的準確性進行比較,以及時發現流量計的偏離。
        4.5  合理調度
                通過合理調度,盡可能減少低流速現象發生,達到既保證水質達標、水量水壓充足,又盡可能滿足流量計儀表**低流速參數的要求。
        4.6  加強替代流量計的選型研究
                鑒于供水企業部分進、出流量計配件已停產,無法維修、更新現狀,平時應加大對新型流量計選型研究,特別是在現有流量計井和流量計基礎上,在不停水前提下,做好流量計故障后的替換儀表的選型工作,有條件時推廣應用新技術。
        4.7  重視對流量計設計階段規劃
                設計時重點分析儀表安裝要求,對流量計前后直管要求,流量計口徑選擇,**低流速、一、二次儀表就近安裝等進行控制。同時,設計應考慮新裝流量計井內流量計前后加裝標準管段,有利于定期開展檢測、比對。
         
        作者:三暢電磁流量計
        版權屬于:紹興市制水有限公司:傅阿二
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