1  導(dǎo)言

        電磁流量計(jì)具有許多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于水廠(chǎng)流量計(jì)量，并在水廠(chǎng)與相關(guān)單位水量結(jié)算過(guò)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要作用。紹興市制水公司宋六陵水廠(chǎng)在進(jìn)、出水總管上，分別安裝有多臺(tái)口徑在 DN500 及以上電磁流量計(jì)流量計(jì)。從 2001水廠(chǎng)投運(yùn)以來(lái)，水廠(chǎng)進(jìn)、出水偏差基本在流量計(jì)誤差±1%范圍內(nèi)。但近年來(lái)，水廠(chǎng)進(jìn)、出水量偏差有增大趨勢(shì)，為此我們對(duì)流量偏差原因進(jìn)行分析，以提高電磁流量計(jì)準(zhǔn)確性。

 

2  計(jì)量偏差原因查找與分析

        電磁流量計(jì)基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)。由于受 K(系數(shù))、B（磁感應(yīng)強(qiáng)度）、D（兩電極間距離）的變化及磁場(chǎng)方向、連線(xiàn)與液體方向三者的垂直度都會(huì)引起測(cè)量誤差，因此影響電磁流量計(jì)測(cè)量誤差的原因很多，包括儀表的使用及維護(hù)、安裝條件及方式、設(shè)計(jì)及選型等因素。

 

2.1  安裝條件不符

        電磁流量計(jì)作為高精度檢測(cè)儀表，在設(shè)計(jì)安裝過(guò)程中有嚴(yán)格技術(shù)要求，如流量計(jì)前后直管段長(zhǎng)度不符，管道流體不滿(mǎn)管、管道水流中氣泡因素等。

 

2.2  計(jì)量?jī)x表的電纜線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)

        電磁流量計(jì)是由特定的電纜將傳感器和轉(zhuǎn)換器連接成的一個(gè)系統(tǒng)，電纜長(zhǎng)度、絕緣情況、屏蔽層數(shù)、分布電容及道題橫截面積等都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的還可以使流量計(jì)無(wú)法正常工作。一般安裝過(guò)程中電纜應(yīng)越短越好，其長(zhǎng)度應(yīng)在允許的范圍之內(nèi)，最大長(zhǎng)度由待測(cè)液體的電導(dǎo)率、屏蔽層數(shù)、分布電容、導(dǎo)體橫截面面積等決定，同時(shí)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)中間接頭，末端應(yīng)處理好。為減少計(jì)量?jī)x表電纜線(xiàn)干擾。

 

2.3  一、二次儀表匹配

        在流量計(jì)使用過(guò)程中由于儀表本身生命周期或故障，對(duì)部件更換以后，由于設(shè)備匹配性問(wèn)題產(chǎn)生誤差。在電磁流量計(jì)故障中，一次儀表和二次儀表的部件故障較為常見(jiàn)。

2.4  儀表存在零位飄移

        電磁流量計(jì)在使用一段時(shí)間后，因各種原因容易出現(xiàn)零位飄移現(xiàn)象。

2.5  儀表存在流速偏低

        一般電磁流量計(jì)要求最低流速在 0.3m/S，流速過(guò)低會(huì)導(dǎo)致計(jì)量誤差偏大。

2.6  儀表電極存在結(jié)垢

        電磁流量計(jì)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間運(yùn)行后，流量計(jì)電極表面和管道內(nèi)壁常會(huì)受到污染。若附著層電導(dǎo)率與流體電導(dǎo)率相近，則會(huì)使傳感器二電極間電阻變得很小，甚至短路，輸出顯示負(fù)偏差，甚至不能正常工作，若附著物為絕緣性物質(zhì)，則電極間阻力增大，使誤差增大，嚴(yán)重時(shí)流量計(jì)不能正常使用。

 

2.7  傳感器、轉(zhuǎn)換器性能參數(shù)指標(biāo)不符標(biāo)準(zhǔn)要求

        傳感器的輸出信號(hào)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(dú)可靠接地，且傳感器輸出幸好接地點(diǎn)應(yīng)與被測(cè)流體電氣連接。傳感器的接地電阻通常應(yīng)小于 10Ω，在連接傳感器的管道內(nèi)涂有絕緣層或采用非金屬管道時(shí)，傳感器兩側(cè)應(yīng)安裝接地環(huán)，并可靠接地，以使流體接地，流體電位與地電位相同。在對(duì)傳感器檢測(cè)中國(guó)，傳感器電極電阻、勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁對(duì)地絕緣等指標(biāo)都有明確的控制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)儀表轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，要求實(shí)際測(cè)量值與計(jì)算值偏差＜設(shè)定點(diǎn)的 1.5%。通過(guò)檢測(cè)，能及早發(fā)現(xiàn)部分儀表參數(shù)異常，從而通過(guò)分析，落實(shí)整改措施，對(duì)相關(guān)儀表加以?xún)?yōu)化和維護(hù)，保證儀表運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

 

3  宋六陵水廠(chǎng)電磁流量計(jì)偏差問(wèn)題

3.1  部分轉(zhuǎn)換器儀表已停產(chǎn)無(wú)法維修

        在 2006 年以前科隆 DN1600 口徑以上電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)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?yōu)榱藘?nèi)置放大器。

3.2  二次儀表更換后無(wú)法準(zhǔn)確匹配

        根據(jù)廠(chǎng)家介紹，現(xiàn)有的 IFC300 理論上與原傳感器是可以匹配使用，不同型號(hào)的轉(zhuǎn)換器理論上也能相互替換，但是有功率放大器的存在，和內(nèi)部參數(shù)勵(lì)磁頻率的不同（IFC300和IFC110在口徑大于1000mm時(shí)的勵(lì)磁頻率為1/36，SC100AS的勵(lì)磁頻率為 1/32），會(huì)影響流量，會(huì)存在一定誤差。若要真正的測(cè)量準(zhǔn)確，只能將新 IFC300 和舊傳感器進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定。

3.3  電極上的結(jié)垢無(wú)法清除

        在 2015 年 1 月公司對(duì)一期進(jìn)水閥進(jìn)行檢修期間，利用供水總管停水間隙對(duì)一期進(jìn)水總管電磁流量計(jì)內(nèi)部進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)電極表面附著物嚴(yán)重，表面附著厚厚一層粘稠物，幾乎無(wú)法辨別電極所在位置。

3.4  部分流量計(jì)流速過(guò)低

        按儀表出廠(chǎng)要求流量計(jì)管道流速不能低于 0.3m/s，而水廠(chǎng)內(nèi)及輸水管上流量計(jì)一般按照最高流量設(shè)計(jì)，口徑一般都進(jìn)行放大，部分儀表檢測(cè)流量達(dá)不到流量計(jì)最低流量要求，從而影響正常計(jì)量。

3.5  部分儀表有零位漂移現(xiàn)象

        從對(duì)進(jìn)、出水流量計(jì)檢查來(lái)看，電磁流量計(jì)使用一段時(shí)間后，因各種原因會(huì)存在儀表零位漂移現(xiàn)象。

3.6  部分流量計(jì)設(shè)計(jì)安裝不規(guī)范

        從水廠(chǎng)進(jìn)出流量計(jì)安裝位置看，由于場(chǎng)地限制，設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有對(duì)流量計(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)考慮，進(jìn)水流量計(jì)前后直管段長(zhǎng)度達(dá)不到流量計(jì)安裝要求。部分流量計(jì)井設(shè)計(jì)不合理，流量計(jì)連接直管預(yù)留太少，比對(duì)管段長(zhǎng)度不夠，便攜式流量計(jì)無(wú)法參與比對(duì)。

4  控制策略

4.1  定期計(jì)量?jī)x表傳感器、轉(zhuǎn)換器檢測(cè)

        定期邀請(qǐng)廠(chǎng)家技術(shù)人家對(duì)水廠(chǎng)進(jìn)、出水主要電磁流量計(jì)的傳感器進(jìn)行檢測(cè)，可以從中對(duì)電磁流量計(jì)的勵(lì)磁對(duì)地絕緣、電極電阻、勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁對(duì)地絕緣、轉(zhuǎn)換器實(shí)測(cè)偏差等性能參數(shù)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。傳感器絕緣電阻和各信號(hào)阻值如下表：

4.2  適時(shí)對(duì)儀表零位漂移的檢測(cè)

        利用施工及低水量供水等時(shí)段，適時(shí)組織技術(shù)人員對(duì)儀表的零位進(jìn)行檢測(cè)，確保儀表精度準(zhǔn)確正常。

4.3  及時(shí)檢修故障儀表

及時(shí)協(xié)調(diào)組織相關(guān)部門(mén)，做好結(jié)算流量計(jì)故障儀表的檢修工作。

4.4  建議建立超聲波流量計(jì)定期比對(duì)制度

        為加強(qiáng)流量計(jì)準(zhǔn)確性管理，在現(xiàn)有每年安裝 4.1 條方法進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)檢查基礎(chǔ)上，建議建立超聲波流量計(jì)定期比對(duì)制度，每年定期對(duì)流量計(jì)的準(zhǔn)確性進(jìn)行比較，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)流量計(jì)的偏離。

4.5  合理調(diào)度

        通過(guò)合理調(diào)度，盡可能減少低流速現(xiàn)象發(fā)生，達(dá)到既保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)、水量水壓充足，又盡可能滿(mǎn)足流量計(jì)儀表最低流速參數(shù)的要求。

4.6  加強(qiáng)替代流量計(jì)的選型研究

        鑒于供水企業(yè)部分進(jìn)、出流量計(jì)配件已停產(chǎn)，無(wú)法維修、更新現(xiàn)狀，平時(shí)應(yīng)加大對(duì)新型流量計(jì)選型研究，特別是在現(xiàn)有流量計(jì)井和流量計(jì)基礎(chǔ)上，在不停水前提下，做好流量計(jì)故障后的替換儀表的選型工作，有條件時(shí)推廣應(yīng)用新技術(shù)。

4.7  重視對(duì)流量計(jì)設(shè)計(jì)階段規(guī)劃

        設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)分析儀表安裝要求，對(duì)流量計(jì)前后直管要求，流量計(jì)口徑選擇，最低流速、一、二次儀表就近安裝等進(jìn)行控制。同時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮新裝流量計(jì)井內(nèi)流量計(jì)前后加裝標(biāo)準(zhǔn)管段，有利于定期開(kāi)展檢測(cè)、比對(duì)。

 

作者：仕樂(lè)克電磁流量計(jì)

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