供水(shui)工程是包含發(fa)電廠在内的衆(zhong)多工業生産項(xiàng)目的重要基礎(chu)設施,在供水過(guò)程中必須确保(bao)所供的生活用(yong)水、生産用水以(yi)⁉️及其他用水具(ju)有符合要求的(de)水📱質、水量和水(shuǐ)壓。輸水管道流(liu)量儀表發揮着(zhe)重要作用:水廠(chang)進出口水流量(liang)計
量是水廠計(jì)算供水量、産水(shui)成本以及供水(shui)系統中管道漏(lòu)失等重要生産(chǎn)指标的依據,是(shì)供水行業必🔱不(bu)可缺的計量環(huan)節。
1電磁流量計(ji)在供水行業的(de)應用
電磁流量(liang)因具有良好的(de)線性、較寬的量(liàng)程比、較強的⚽可(kě)靠性以及較高(gāo)的精度等優點(dian)在供水行業得(de)到了廣泛應用(yong)。
(1)
電磁流量計
的(de)選型。①口徑的選(xuan)擇。電磁流量計(jì)能夠對較寬的(de)流量範圍🍉進行(háng)連續的流量測(cè)量,在規定的流(liu)速範圍内(0.5~10m/s)内可(ke)以進行任意調(diào)整。爲了促進流(liú)量儀表在适宜(yí)的流速範圍📧内(nèi)開展工作,當工(gong)藝管道内流速(su)偏📱低,流量較⭕爲(wèi)穩定,同時允許(xu)有一定壓力損(sun)失的基礎上,可(kě)以選擇比工藝(yi)管道口徑小的(de)儀表口徑,通過(guo)在儀表口徑前(qian)後兩端加固異(yì)徑管,促進儀表(biǎo)内⁉️部流速的提(tí)升。此外,要想确(que)保儀表🌈測量的(de)精度,所加🚩固的(de)異徑管中心♋錐(zhui)角不得大于 15°,并(bìng)㊙️且異徑管上段(duàn)至少應當有相(xiang)當于工藝管徑(jing) 5 倍的直管段。②流(liu)速的設定。根據(ju)經濟、實用、精度(dù)等方面的考量(liàng),在使用電磁流(liu)量計時适宜的(de)使用♊流速範圍(wei)爲 1~5m/s;對于液體中(zhōng)含有固體顆粒(li)的流體⁉️介質,其(qi)使用的流速範(fan)圍應當控制在(zài) 1~3m/s;如果是對于可(kě)能會對管道造(zao)成沉積物的流(liu)體介質,使用的(de)範圍最好是在(zài) 2~5m/s。
(2)電磁流量計的(de)特點。由于電磁(ci)流量計的測量(liang)結果與水的壓(ya)力、溫度、電導率(lü)等物理參數并(bing)沒有太大💜的關(guan)系,因此具💘有較(jiào)強的可靠性和(hé)較高的精度。測(ce)量管内沒有阻(zǔ)礙流件,所以流(liu)量儀表🌂沒有額(e)外的壓力損失(shi)。在測量過程中(zhong),隻有管道和電(diàn)🏃♀️極與被測♉液體(tǐ)進行接👅觸,所以(yi)隻需要選擇合(hé)适⭐的電極材料(liào)🧑🏾🤝🧑🏼,就可以起到抗(kàng)腐蝕的效果。此(cǐ)✔️外,電磁流量計(jì)還具⛹🏻♀️有較長的(de)🥵使用壽命,維護(hù)要求不高等特(te)點。電磁流量計(jì)能夠測定正向(xiang)⭕水的流量。而且(qiě)與其他流量計(ji)相比,其輸出信(xìn)号的方式較爲(wei)靈活多樣。
(3)電磁(cí)流量計的使用(yòng)和安裝。在口徑(jìng)的選擇中我們(men)提到異徑管上(shàng)段至少應當有(you)相當于工藝管(guan)徑 5 倍的直管段(duàn)⚽,而它的下段則(ze)⭐至少需要 3 倍長(zhang)度的直管段。流(liú)量計的前置管(guǎn)道長度至少在(zài) 10 倍管徑以上。在(zai)對電磁流量計(jì)進行👉安裝的過(guò)程中,傳感器接(jiē)地環必須緊緊(jǐn)接地,接地電阻(zu)不得大于 10Ω。同🏃♂️時(shi),在使用電磁流(liu)量計測量的環(huán)境中要特别注(zhu)意外部電🏃♀️磁的(de)幹擾,尤其是避(bì)免工頻電磁場(chǎng)幹擾🔞。此外,在電(dian)磁流量📐計上 5~10 倍(bei)管徑的直管内(nei)安裝整流器是(shi)☔穩定水流流态(tai)的方⭕式。
(4)電磁流(liú)量計在線校驗(yan)的方式。電磁流(liú)量計在線校驗(yàn)的方式主要有(you)電參數法和标(biao)準表法兩種。電(dian)參數法通過🌈一(yī)定的測🌈量原理(li),檢驗管道式電(dian)磁流量🔞計的有(you)關參數💃🏻,其中包(bao)括勵磁線圈電(diàn)阻、勵磁線圈絕(jué)緣電阻⭕、電極對(dui)地電阻等。通✔️過(guo)檢測這些的參(cān)數變化程度,與(yǔ)出廠的原始數(shu)據進行比較,如(ru)果在限🥰定範圍(wei)内,其精度不會(huì)受到影響,可以(yǐ)放心使用;标準(zhǔn)表法是利用标(biao)準表原理,在同(tong)一間隔時間内(nèi),在被校表和标(biāo)準表内🐇讓水(流(liu)體)連續通過,對(dui)比産生的輸出(chū)流量值,判定被(bei)🍓校表的💛精度。
2 超(chao)聲波流量計在(zài)供水行業中的(de)應用
(1)
超聲波流(liu)量計
的原理。時(shi)差式超聲波流(liú)量計通過先進(jìn)的數字信息💛處(chu)🧡理技術和聲波(bo)時差探測法,測(cè)量水流流速對(duì)雙向聲波信号(hào)🐆産生的影⛱️響,兩(liang)個傳感探頭(T1、T2)按(an)照限♉定的間隔(gé)距離安裝在管(guǎn)道的外側,相互(hù)交替發射和接(jiē)收信号波。當發(fa)出的超聲波在(zai)靜止的水流中(zhong)傳播時,處于上(shàng)遊傳感探頭 T1将(jiāng)會向下遊的傳(chuán)感探㊙️頭 T2發送信(xin)号😄。此時,下遊 T2探(tan)頭也㊙️向上遊 T1探(tan)頭發送信号。由(you)于水流速度對(duì)超聲波信号的(de)作用,加劇了從(cong)上到下的信号(hào)傳遞🏃♀️速度,減緩(huan)了從下📐到上的(de)信号傳遞速度(du),由此兩個信号(hao)之間就産生了(le)時間差,就可以(yǐ)算出水流的流(liu)速,再通過相關(guān)的計算公式計(ji)👉算出對應的流(liú)量。如圖 1 所示。
(2)超聲(sheng)波流量計在供(gong)水行業應用的(de)優勢。①不需要額(e)外🏃🏻♂️的技術加工(gōng)。超聲波流量計(jì)是一種非接觸(chù)式的結構儀器(qi),通過管道💛外部(bu)環境就可以完(wán)成流量的測量(liàng)工作。此外,測量(liang)部件全部安裝(zhuāng)于管道外,不會(huì)給管道内造成(cheng)任何的壓力損(sun)失,從而也不會(huì)影響🥰水流的流(liu)動情況。②測量方(fāng)式便捷。利用超(chao)聲波流量計進(jìn)行測量的結果(guǒ)并不會受到水(shuǐ)流的粘度㊙️以及(ji)水質的其他特(tè)點的影響,水流(liu)流量的測量在(zai)管道🏒内部水流(liu)流動的過程中(zhōng)就可以完成🌈。
(3)超(chāo)聲波流量計的(de)實際應用。根據(ju)使用場合的不(bu)同🔞,超🥵聲波流量(liàng)計分爲固定式(shì)超聲波流量計(jì)和便攜式超聲(shēng)波流量計。①固定(dìng)式超聲波流量(liang)計。如果是在某(mou)一個💃固定位置(zhì)進行安裝,那麽(me)使用固定式超(chāo)聲❗波流量計。對(duì)特定管道内水(shuǐ)流流量的長期(qī)持續的計量時(shi),需要使用220V 的交(jiao)流電源。同時,固(gù)定式超聲波💚流(liú)量計通常🔆都具(jù)有信号輸出功(gong)能,以便遠傳顯(xian)示時使用,它的(de)内部隻能對一(yi)條管道🐆的參數(shu)進行存儲。②便攜(xié)式超聲波流量(liàng)計。與固定式超(chāo)聲波流量計🌍相(xiang)比,便攜式超聲(shēng)波流量計具有(you)更強的機動性(xing),應用于各種不(bu)同管道的水流(liú)流量的臨時計(ji)量。使用便攜式(shì)超聲波流量計(jì)時既可以使用(yong)計量現場的🛀🏻任(rèn)何交流電源,也(yě)可以使用其内(nei)💘設的充電電源(yuán)。因爲便攜式✨超(chao)聲波流量計主(zhǔ)要是對管道水(shui)流進行臨時的(de)計量測量,因此(ci)不具有輸出👣功(gōng)能,但是它可☔以(yi)存儲多條管道(dào)的參數。
(4)超聲波(bō)流量計在線校(xiao)驗的方法。根據(ju)管道的實際情(qíng)況🌐選👉擇合适的(de)超聲波流量計(ji),将傳感器用适(shi)宜的方式安裝(zhuang)在被測👈管道上(shàng),記錄便攜式超(chāo)聲波流量計與(yǔ)固定式超聲波(bō)流量計的初始(shǐ)🐅流量值,經過一(yī)段時間後,再對(dui)兩種超聲波流(liú)量計的最終值(zhí),從而得出累積(jī)的流量值,然⛱️後(hòu)通過公式計算(suàn)出修正系數。
P 修(xiū)正系數 =[1-(S 便攜 -S 固(gu)定 )/S 便攜 ]×100%
根據便(bian)攜式超聲波流(liu)量計相較于固(gù)定超聲波流量(liàng)計的修正✔️參數(shu)對固定超聲波(bo)流量計進行參(can)數修正⚽,從而确(que)保供水計量中(zhōng)各個數據的準(zhun)确性。
3 渦街流量(liàng)計在供水行業(ye)中的應用
(1)
渦街(jiē)流量計
的原理(li)。渦街流量計又(you)稱之爲卡門渦(wo)街流量計,它🔱是(shì)通過水流的自(zì)然振蕩原理進(jin)行研制的一種(zhong)分離型流量計(jì)。當水流流量🤟以(yi)足夠大的流速(sù)通過垂直于水(shuǐ)流方向🚶的物體(tǐ)時,就會在物理(lǐ)的後面兩條平(píng)行的直線上産(chan)生轉向相反☎️但(dan)是排列整齊的(de)渦列。通過公式(shi)F=S×v/d(其中 S 爲斯特羅(luó)哈數,v 爲管✏️道内(nèi)水流的🏃♀️平均流(liú)速,d 爲柱🐕狀體迎(yíng)面的寬💁度),再根(gēn)據渦街的頻率(lǜ)與水流流速成(cheng)正比的㊙️原理,測(cè)量出渦街的頻(pin)率✊從而推導出(chu)水流的流速,進(jin)而測量出水流(liú)的流量。
(2)渦街流(liu)量計的結構組(zu)成。渦街流量計(jì)一共由變送器(qì)殼、渦街發生、信(xìn)号檢測、輸出放(fang)大器、脈沖整形(xing)器、輸入放大器(qi)六個部分組🛀🏻成(cheng)。其中變送器殼(ke)體是水流管道(dao)👄的組成🔅部分,通(tōng)過選擇合适的(de)⭐渦街發聲體的(de)形狀和♉尺寸,水(shui)流在變送器殼(ke)内流動過程中(zhong)可🛀🏻以在雷諾數(shù)範圍内産生相(xiàng)對穩定的渦街(jiē)信号。而渦街發(fa)生體讓水流在(zai)流動過程中産(chan)生渦列,信号💛檢(jiǎn)測器就🏃♂️對渦列(lie)進行轉換,将其(qí)轉⭐換成脈沖信(xìn)号。輸出放大器(qi)就将微🎯弱不易(yì)察覺的電信号(hao)進行放大。而脈(mo)沖💚整形器就将(jiāng)❓并不規則的電(diàn)脈沖轉換成了(le)幅度與寬度成(chéng)一定比例的方(fāng)波信号㊙️。輸出放(fang)大器又對方波(bo)信号進行放大(dà)轉換成,同時對(dui)方波脈沖信🙇♀️号(hao)進行輸出。
(3)渦街(jie)流量計的安裝(zhuang)。爲了确保使用(yong)渦街流量計時(shí)的測量準确👈性(xing),在對渦街流量(liang)計進行安裝時(shi),必須在安裝的(de)前後加固🧑🏾🤝🧑🏼長度(du)📱适宜的直管段(duàn)。渦街流量計的(de)上遊側如💯果有(you)縮☁️徑阻力物的(de)時候,要加固 15D 長(zhang)的直管段;如果(guo)在同一片面有(yǒu)彎頭時,則必須(xu)加固 20D 的直管段(duàn);而渦街流量計(ji)的下遊側應當(dāng)加固大于 5D 的直(zhí)管段。渦街🔞流量(liang)計可以被安裝(zhuang)在水平、垂💃直等(děng)😄其他位置,如果(guo)對水流進行垂(chui)直測量時,必須(xū)保證🆚水流從下(xià)往上流量🌐,以确(que)保管道中完全(quan)充滿水流。
(4)渦街(jiē)流量計的應用(yong)。在供水系統中(zhong)使用渦街流量(liang)計,爲了防✏️止雨(yu)季時儀表進水(shui)而造成儀表損(sun)失,必須提前将(jiang)儀表移出儀表(biao)井,亦或是采取(qu)分離型傳感器(qi)對🔞其進行🚩改造(zao)。當渦街流量計(jì)的♍周圍有大功(gōng)率的發電機時(shí),要避免工頻幹(gan)擾影響其準确(què)性。對此,可以對(duì)傳輸電纜進行(háng)屏蔽裝置,而👅将(jiāng)信号的輸出方(fāng)式改爲💘使用 4~20m A的(de)直流信号,不再(zai)采取脈沖信号(hao)。
4 結語
輸水管線(xiàn)流量測量儀表(biǎo)的選擇上,電磁(ci)流量計、超聲波(bo)流量計、渦街流(liú)量計因爲工作(zuò)的原理不同,在(zài)不同的應用場(chang)合下🔴,各有優劣(lie)。我們應當依據(ju)其特性,選用合(hé)适的💜儀表,并充(chong)分借鑒其安裝(zhuang)使用和校驗的(de)經驗反饋,确保(bǎo)‼️儀表的準确性(xing)、可靠性和經濟(ji)🔴性。