摘要(yao)：文中主要針(zhen)對在生産實(shí)踐中大口徑(jìng)電磁流量計(ji) 由于出現故(gu)障或臨近使(shǐ)用壽命出現(xian)流量計不能(neng)正常工作以(yǐ)及計量偏差(chà)過大需要更(geng)換流量計的(de)🌈問題🚩進行分(fen)析研究，探讨(tao)利用原有流(liu)量計管段在(zai)線不斷流帶(dài)壓安裝流量(liàng)計的方案。實(shí)💋踐發現，應用(yong) 多聲道超聲(sheng)流量計 可實(shí)現在線帶壓(ya)開孔安裝，不(bu)僅對生産企(qi)業降低生産(chǎn)成本、提高生(shēng)産效率具有(you)重要意義，也(ye)避免了由于(yu)停水造成的(de)連⛹🏻‍♀️帶經濟損(sǔn)失和社會影(yǐng)響。
1項目背景(jǐng)
　　由于 管段式(shi)電磁流量計(jì) 具有測量精(jīng)度高、穩定、可(kě)靠、不産生壓(yā)力損失、可滿(man)🔞足DN3000管徑🈚的應(yīng)用需求等特(tè)點，目前市政(zhèng)工程中大量(liàng)使用了 大口(kou)徑管段式電(diàn)磁流量計 。生(sheng)産實踐中,當(dang)大口徑電磁(cí)流量計出現(xian)故障或臨近(jìn)使用壽命㊙️時(shi)，易出現流量(liang)計不能正常(chang)工作以及📱測(cè)量偏差過大(da)需要🔱更換流(liu)量計的問題(tí),而這些大口(kǒu)徑電🏃‍♀️磁流量(liàng)🈲計大多使用(yong)在市政管♉網(wang)的重要計量(liàng)點，如:城市水(shuǐ)源引水管線(xian)的💞流量計量(liang)、自來水廠的(de)進出廠流量(liàng)計量、污水廠(chǎng)進出廠流量(liang)計量等。一🛀旦(dan)流量計出⭐現(xiàn)問題,就會導(dǎo)緻停水施工(gong)，停水施工不(bú)但成本高、周(zhōu)期長,還
會有(yǒu)連帶的經濟(ji)損失和社會(hui)影響。
2問題分(fen)析
　　研究發現(xian)，通過應用具(ju)有不斷流安(an)裝特點的流(liú)量計,可以有(you)效👌應對上述(shu)問題,該流量(liàng)計的選用應(yīng)優先考慮以(yǐ)下幾方面。
(1)準(zhǔn)确度等級。流(liú)量計不僅用(yòng)于安裝位置(zhi)所在地點的(de)流量計量,還(hái)要通過流量(liang)計監測管網(wang)漏損和系統(tǒng)的平衡，所以(yi)⁉️新選用的流(liu)量計準确度(dù)等級不能低(di)于原有流量(liàng)計，否則不但(dàn)影響該計量(liang)點的測量還(hai)會影響系.統(tǒng)的誤差和平(ping)衡。
(2)流速範圍(wei)。通常供水管(guan)網中的流量(liàng)變化比較大(dà),方🔱面随着生(shēng)活🔴水平的提(ti)高，人均用水(shui)量在不斷增(zeng)加，另一方面(mian)集中用水現(xiàn)象日趨嚴重(zhong)，夏季傍晚高(gao)峰時的用水(shuǐ)量是夜間低(di)谷的數倍甚(shen)至數十倍以(yǐ)上。因此，要求(qiú)流量計量程(cheng)比要大,通常(cháng)在40:1以上，最好(hao)應㊙️達到100:1以上(shang)，且保證量程(cheng)範圍内的測(ce)量準确度和(he)重㊙️複性。.
(3)直管(guǎn)段要求。通常(cháng)流量計要求(qiu)較長的前後(hou)直管段,特别(bie)是速度式流(liu)量計要求在(zai)流态充分發(fā)展(對.稱、态分(fèn)布)的狀态下(xia)方可準确計(jì)量。管段式電(dian)磁流量計直(zhi)管段至少要(yào)求爲🥰前5D後2D(D=流(liú)量計直🆚徑)，而(er)大部分速度(du)式流量計要(yao)求直管段更(geng)🔞長。要選擇的(de)流量計直管(guǎn)段要求要與(yu)原有 電磁流(liu)量計 相當，保(bao)證測量穩定(ding)性。
(4)在線不斷(duàn)流帶壓安裝(zhuang)、維護。通常在(zài)安裝、維護或(huò)檢定傳統形(xíng)式✌️的流量計(jì)時要進行斷(duàn)流施工,爲了(le)避🏃免斷流帶(dài)來的麻煩，通(tōng)常采用安裝(zhuāng)旁路備份流(liú)量計，但需要(yao)增加設備和(he)土建的🈲投資(zī)，而且現場要(yào)有♻️足夠的空(kong)間。所以，選用(yong)的流量計應(yīng)具備在無旁(páng)路🆚、不斷流的(de)情況下能夠(gou)安🌈裝維護，且(qie)能夠在線标(biāo)定👉。
(5)不産生壓(ya)損，滿足節能(neng)降耗的要求(qiú)
　　部分流量計(jì)在測量過程(cheng)中易産生不(bu)同程度的壓(ya)力🛀損失,出現(xian)投資多、計量(liang)成本高、管網(wǎng)效率低的問(wèn)題,所以選擇(ze)流量計🔆要在(zài)測量過程中(zhong)不産生壓損(sun)，滿足節能降(jiàng)耗的要求。
3應(yīng)對措施
　　結合(he)技術可行性(xing)和經濟性分(fen)析，多聲道超(chāo)聲流量計能(néng)滿足上述要(yào)求。
3.1原理分析(xi)
　　選用多聲道(dao)超聲流量計(ji)主要取決于(yú)該流量計具(jù)有以下特點(diǎn)。
(1)測量精度更(gèng)高
　　相對其他(tā)速度式流量(liang)計，雙聲道超(chao)聲流量計對(dui)上遊障礙物(wu)如彎管、泵或(huo)閥的敏感度(du)較低,測量結(jie)果的可靠性(xìng)高，即使由于(yu)某🌈些原因導(dao)緻一個通道(dao)停🤞止工作，流(liú)量儀表仍可(kě)繼續測量。典(dian)型的入口直(zhí)管😘段的要求(qiú)是上遊至少(shǎo)5D,"下遊至少2D,在(zai)滿足上述安(an)裝要求的前(qian)提🚶‍♀️下，多通道(dao)超聲流量計(ji)的測量精度(dù)可達+0.5%。對比此(cǐ)精度下電磁(cí)流量計👣的重(zhong)複性要求是(shi)該精度的1/3,超(chāo)聲波流量計(jì)在此精度下(xia)的重複性是(shi)該精度的1/5,顯(xiǎn)然超聲波🔞流(liú)量計能達到(dao)的要求高于(yú)電磁流量。
(2)對(dui)直管段要求(qiu)更低
　　多通道(dao)超聲流量計(jì)由于采用對(duì)流速分布和(hé)面積分布的(de)二重積分計(jì)算流量，所以(yǐ)在層流和紊(wen)流的情況下(xià)都能準♊确測(ce)量出流量,可(kě)做到計量交(jiao)接的精度，同(tóng)時可實現流(liu)量測量範圍(wéi)和測🚶量口徑(jing)大,對直管段(duàn)要求小(前10D後(hòu)3D)，目前市場上(shang)的産品可以(yi)做到最大的(de)适用管道口(kǒu)徑是DN5000,而且口(kou)徑越💋大越容(róng)易實😘現高精(jing)度，多聲🈲道超(chao)聲流量計👨‍❤️‍👨的(de)口徑在理論(lun)上可以做成(cheng)任意大。
(3)測量(liàng)靈敏度更高(gao)
　　多聲道超聲(shēng)流量計的另(lìng)一特點是由(you)于時間測量(liàng)精度非常💜高(gao),可達到皮秒(miao)級，所以可實(shi)現高測量靈(ling)敏度，從而保(bao)證低流速下(xià)㊙️的準确測量(liàng)(0.05m/s時可達到0.5%)。量(liàng)程比相對也(yě)較高，最高可(kě)達400:1.
(4)可實現不(bú)斷流帶壓施(shī)工和在線維(wéi)護
　　插入式超(chao)聲流量計 與(yǔ)外卡式流量(liang)計不同,其傳(chuán)感器直接與(yǔ)水(介質)接觸(chu)。與其他流量(liàng)計一樣有用(yòng)法蘭連接形(xíng)式的工廠化(huà)的管段式産(chan)品，而且還可(ke)以在使用的(de)管道上進行(háng)現場安裝。大(da)✂️部分插入式(shì)超聲波流🍉量(liàng)計可以通過(guò)帶壓安裝工(gong)具實現不斷(duàn)流帶壓安裝(zhuang),這種技術🤟不(bu)僅可以在舊(jiù)管網改造工(gong)程中應用，還(hai)可以在新建(jian)工程中應用(yòng)，免去伸縮節(jie)和連接法蘭(lán)，如在管網🛀🏻通(tong)水後再進行(hang)安裝，則可節(jie)省投資和工(gong)期。使用多💯年(nian)後，由于水質(zhi)問題🍉發生的(de)管壁結垢和(he)傳感器前端(duan)結垢，這樣有(you)可能導緻傳(chuán)感器信号發(fa)送和接收💁受(shòu)到影響，此時(shí)傳感器可以(yi)在線通過帶(dài)壓安裝工🈲具(jù)在不斷流情(qing)況下将傳感(gǎn)器退出清洗(xǐ),繼續保證流(liú)量計測量精(jīng)度和穩定性(xing)。
(5)其他特點
　　超(chāo)聲流量計還(hái)具備其他一(yi)系列的特點(dian),如對流體沒(mei)有🌐任何阻礙(ài)，也沒有壓力(li)損失和流量(liang)損失，耗電小(xiǎo);使用壽命長(zhǎng)，可以🈲用不斷(duàn)流安裝方式(shì)更換換能🍉器(qì);維護運營費(fèi)用低;可以市(shì)電供電，也可(ke)以電池供電(dian)，通過電池供(gòng)電時可以很(hen)好🌐地解決電(diàn)源引入的雷(léi)擊問題;全套(tào)材料不鏽鋼(gāng),經久耐用,造(zào)型美觀。
3.2應用(yong)案例
　　某供水(shui)集團第N水廠(chang)某原安裝管(guǎn)段式電磁流(liu)量計進行計(jì)量的DN1600管道，由(you)于鄰近使用(yòng)壽命(已使用(yòng)近15年)，出現💘流(liú)量計測量偏(piān)差和波動過(guo)大的現象，需(xū)要更換流量(liang)計。更換過程(chéng)中，将DN1600電磁流(liú)量計外殼在(zai)現場用氣焊(han)切割掉,拆下(xià)勵磁線圈㊙️後(hòu)在原有流量(liang)計本體的管(guǎn)段上🆚現場開(kai)孔安裝雙聲(shēng)道超聲流量(liang)計。整個安裝(zhuāng)過程采用現(xiàn)場不斷流在(zài)線帶壓安裝(zhuang)🔆,安裝🏃之後測(cè)得的流量穩(wen)定性、線性度(dù)都🙇‍♀️能達到使(shǐ)用要求。
　　經實(shi)踐總結，更換(huàn)實施過程中(zhōng)要注意的幾(jǐ)個問題🤩。
(1)要确(què)認在用電磁(cí)流量計的管(guan)壁厚度及内(nei)襯材料特性(xìng)🧡，保證換能器(qi)在管段内壁(bi)的突出長度(dù);(2)用氣焊㊙️切割(gē)電磁💯流量計(jì)外💁殼時，一定(dìng)要在管道内(nei)充滿水的情(qíng)況下(最好是(shi)帶壓并繼續(xu)保持管内水(shuǐ)在運行流動(dong)的狀🧡态)進行(hang)，以免内襯受(shou)熱凸起變🔱形(xing)影響流态;(3)要(yao)有足夠安裝(zhuāng)空間(流量井(jǐng))，可以用原有(yǒu)的流量井,但(dàn)管壁與流量(liàng)井牆壁最小(xiao)距離不小于(yú)500mm,流量井長不(bú)小于1.5倍管徑(jing)。超聲波流量(liàng)計空管安裝(zhuāng)和帶壓安裝(zhuang)要求空間如(ru)圖1所示。

　　爲進(jìn)-步确認現場(chǎng)開孔安裝多(duo)聲道超聲流(liú)量計的性能(neng)指标☔，采用曆(li)史數據、泵機(ji)的電耗數據(jù)、流量計前端(duan)‼️的清水池的(de)庫容等多個(ge)校核手段，對(duì)本次現場開(kāi)孔💰安裝的雙(shuāng)聲道🔴超聲波(bo)💘流量計進行(háng)了測量數據(ju)的核定。核定(ding)的結果是線(xiàn)性誤差在0.48%以(yǐ)内，重複👣性在(zai)0.288%以内。
4結論
(1)通(tong)過以上分析(xi)研究及核定(dìng)數據可以看(kan)出，對大口徑(jìng)🙇‍♀️電磁🆚流量計(ji)由于出現故(gù)障或臨近使(shǐ)用壽命出現(xiàn)流量計不能(neng)正常工作📱以(yǐ)及測量偏差(chà)過大需要⁉️更(gèng)換流量計的(de)❄️問題,采📱用在(zài)線不斷流🔴帶(dai)壓現場開孔(kong)安裝多🔆聲道(dào)超聲流量計(jì)實現流量計(jì)更替的方🌈法(fa)是可行的，能(neng)夠滿足生産(chan)實踐的計量(liàng)要求。
(2)對多聲(shēng)道超聲流量(liang)計特點的了(le)解和供水管(guǎn)網對流量計(jì)的🛀🏻要求來看(kan)，多聲道超聲(shēng)流量計比較(jiao)适合用于供(gòng)水管網改造(zào)🌈及不斷流安(ān)裝的現場,特(te)别是🆚大口徑(jìng)管道的計量(liang)。多聲道超聲(sheng)流量計的廣(guang)泛應用可爲(wei)供水企業降(jiang)低産銷差🌈率(lü)、控制漏♊失率(lü)提供🐇有效的(de)監控手段，可(kě)在類似工況(kuàng)中推廣使用(yong)。

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