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國內(nèi)常用流量計在水廠的應用
發(fā)布日期：2014-01-07 瀏覽次數(shù)：3459
工控摘要：水廠進出口水流量計的選型更是舉足輕重，如何正確選用流量計提高計量監(jiān)管水平是我們應該著手去做的一件事情。水廠進出口水流量計量是供水行業(yè)水計量的關鍵,是自來水企業(yè)統(tǒng)計計算產(chǎn)水量、產(chǎn)水成本、管網(wǎng)漏失和能源單耗等主要生產(chǎn)運行指標的重要依據(jù),是供水行業(yè)*的計量環(huán)節(jié)。
首先,水的流量較大,一般為數(shù)千到幾萬m3/h；其次,流量計的口徑比較大,一般大于DN1000mm,國內(nèi)使用的zui大口徑達到DN30OOmm；再次,為保證滿足供水損失率的要求,流量計的計量準確度高；還有,流量計的安裝位置對直管段的要求不能過高。
針對水源、水廠進出口水流量特點，我們選擇流量計時就要注意以下幾方面，*管路口徑大要求壓損越小越好。一般不允許用局部縮徑的方法提高流速；第二新設計安裝的管路，一般均選擇經(jīng)濟流速。因為流速太低，勢必增加管路的投資，流速太高，會造成動力損耗大幅度增加，導致運行成本上升，都是不經(jīng)濟的。但有些老管路，由于增產(chǎn)的需要而提高了流速；第三由于流速較低，流體中的污垢、淤泥等極易在管道內(nèi)壁沉積。作系統(tǒng)設計時應考慮儀表與流體接觸部分的清洗；第四測量范圍度要求大。有些水管夜間和日間、冬季和夏季流量相差懸殊，多達10～20倍，有些用戶用水，到一定季節(jié)干脆就停用，因此，這些水的流量計，就要求范圍度特別大；第五防護等級要求高。大口徑管路大多埋地敷設，為的是節(jié)省空間，在北方，也是防凍的需要。
因此流量傳感器大多被安裝在儀表井內(nèi)管段上。由于雨水、井壁滲漏和管路外漏等原因常常引起井內(nèi)水位上升而淹沒流量傳感器，所以設計時就應估計到這種情況，選用防持續(xù)浸水影響的流量傳感器，例如IP68的防護等級。
水源、水廠進出口水流量計量主要使用了以電磁流量計為主的多種流量計。各地自來水公司大量使用了電磁流量計和超聲流量計等,少量沿用插人式流量計(渦輪流量計和電磁流量計等),并大量更新為智能化、高精度、多功能的流量儀表。少數(shù)自來水公司已實現(xiàn)或部分應用了有線/總線式數(shù)字通信方式(MODBUS、PROFBUS、PP、CAN等)以及無線的通信方式,以實現(xiàn)遠程抄表,并將流量數(shù)據(jù)遠傳到公司中心調(diào)度室。
一、超聲流量計
超聲流量計多用于非接觸測量流量,它具有不干擾流場、無壓力損失、無可動易損零部件等優(yōu)點,在水源、水廠進、出口水流量計量領域得到了廣泛的應用，具有以下特點。
1、超聲流量計的夾裝式，其價格與口徑無關，用來測量大口徑管路流量，投資較省；
2、超聲流量計能得到的測量度同管徑有關,管徑越大，有可能得到的度越高。有的供應商能提供帶測量管的多聲道時差式超聲流量計，度zui高可達0.15級，但價格也相應升高；
3、既可測量導電液體，如水等，也可測量不導電液體。
目前使用的超聲流量計多為便攜式（時差法）超聲流量計，采用在管道外部夾持安裝的方式。由于其正常測量要求的直管段較長,單聲道測量精度不高,在DN≥150mm、v≥0.3m/s時，度可達±2％R。多用于流量計的比對和檢測,直接用于進、出廠水計量的較少。采用多聲道(四聲道)和濕式管段安裝以后,可以進一步提高測量準確性,也是水源、水廠進、出口水流量計量的新選擇之一。
二、電磁流量計
工作原理基于電磁感應定律的電磁流量計是水源、水廠進、出口水流量計量zui常用的流量計，該種儀表具有下列特點。
1、無可動部件，可靠性高，長期穩(wěn)定性好；
2、無附加阻力。這一點對大口徑流量計有特別重要的意義；
3、測量度高。典型產(chǎn)品在1m/s時，度可達到±0.3％R；
4、范圍度大。保證度的范圍度一般可達40∶1，可測范圍可達200∶1，例如IFM系列產(chǎn)品，在v＝0.06m/s時，基本誤差仍可小于±2％R；
5、直管段要求相對較低。對于大口徑管路，這一點也很重要。有多種流量計要求前后直管達到30D，對于管徑1m以上的管路，就意味著須具備30m以上的直管段，這在多數(shù)情況下難以滿足；
6、有大口徑產(chǎn)品。大提供DN3000的產(chǎn)品，從而能滿足大口徑水流量測量的需要；
7、品種齊全。有防浸水型IP68產(chǎn)品；
8、其不足之處是大口徑產(chǎn)品價格高，而且口徑越大價格增長得越快。
電磁流量計成為發(fā)展較快且技術較成熟的流量儀表,并成為水源、水廠進、出口水流量計量的流量計。隨著計算機技術和微電子技術的飛速發(fā)展,電磁流量計的設計和制造技術也獲得了突飛猛進的發(fā)展。傳感器的制造工藝采用了適合多種場合的各種襯里工藝(四氟塑料、F4、橡膠、陶瓷襯里等),并在勵磁線圈結構和外殼防護方面進行優(yōu)化和改進,大口徑電磁流量傳感器基本滿足IP68,可靠性進一步提高。
電磁流量轉(zhuǎn)換器智能化技術進一步完善和提高,借助單片機微處理器、DSP技術和軟件編程技術,實現(xiàn)了電磁流量計勵磁方式的優(yōu)化和智能化(多頻勵磁、雙頻勵磁等),并實現(xiàn)拓寬量程(測量范圍度50:1,再考慮上限范圍度20:1,兩者相乘可擴展到1000:1)、補償測量誤差、零點校正、勵磁及系統(tǒng)自診斷、正反相流判斷、空管與不滿管的自診斷等功能,極大地增強了電磁流量計技術性測量功能,改善了可靠性和穩(wěn)定性。
為滿足FCS新型控制系統(tǒng)的要求,新型電磁流量計應用了計算機串行通信技術,采用于PROFBUS、FP等現(xiàn)場總線數(shù)字通信協(xié)議,實現(xiàn)了與上位機的雙向數(shù)字通信,提高了系統(tǒng)的自動化水平和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br />
三、插入式流量計
上述電磁流量計用在大口徑管道上，固然很好，但價格較貴，因此，在測量度要求不高的場合，插入式流量計就成為受歡迎的方法。
插入式流量計的價格只及滿管流量計的幾分之一到十幾分之一，是流量計的一種補充。另外，重量輕，壓損小，易于安裝和維修,是這種流量計的另一優(yōu)點。在大口徑管路流量計中，由于流速普遍較低，泥沙、污垢等容易在儀表表面沉積，因此，插入式流量計常常帶配套球閥，實現(xiàn)在不斷流情況下拆下儀表維護和檢查，從而提高測量系統(tǒng)的可靠性。下面就幾種插入式流量計的性能進行比較。
（一）插入式渦輪流量計。價格較低，適合測量潔凈液體的流量。流體中含有固體顆粒或粘稠物時，極易導致渦輪卡滯。流體中夾帶的纖維、四氟生料帶之類的異物，極易繞在渦輪葉片上，導致流量系數(shù)改變，而大口徑管路上要加裝網(wǎng)目數(shù)滿足要求的過濾器又不大現(xiàn)實，因而影響了人們對該種儀表的選用。
（二）差壓式均速管流量計。這種流量計在大口徑水流量測量中用得較多。主要原因是結構簡單，價格便宜，維修方便。因?qū)購搅魉儆嬓停灰獌x表插入桿長度同管徑相吻合，儀表示值受管內(nèi)流速分布的影響較小。
（三）插入式渦街流量計。這種儀表測量本身度可達±1％R，耐臟性比插入式渦輪流量計好，被測液體中有少量泥沙時也不會像均速管那樣容易引起故障，但受其測量原理的制約用來測量水流量時，可測流速下限只能達到0.3m/s，因此，在測量對象的流速下限要求更低時，不能勝任。
（四）插入式電磁流量計。同其他插入式流量計相比，用插入式電磁流量計測量大口徑管道水流量具有明顯的*性。
1、范圍度特別大；
2、測量頭有較高的度；
3、阻塞影響可忽略；
4、有浸沒型產(chǎn)品，安裝在儀表井中被水淹沒也不影響正常測量。
插入式流量計是基于速度面積法工作的，不論測量頭是何種測量原理，管道中都必須充滿液體。為了防止液體中的氣體在管道中的積聚，管道的zui高點都應安裝排氣閥，實行自動排氣或人工定期排氣。
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