自來水流量計在水務(wù)系統(tǒng)中測量工程中選型與應(yīng)用
點擊次數(shù)：3060 發(fā)布時間：2021-09-01 09:13:44
在石油煉化生產(chǎn)企業(yè)的許多環(huán)節(jié)都需要各類水基原料，并且在許多的輔助環(huán)節(jié)也會有對于對水的需求，化工廠的水務(wù)部擔(dān)負著公司生產(chǎn)、生活用水的供給任務(wù)，擔(dān)負著公司下屬煉油部、烯烴部、化工部及熱電部的循環(huán)水和除鹽水的供給任務(wù)，擔(dān)負著各作業(yè)部污水處理的任務(wù)。每天需要計量供出水量的多少，這就需要安裝必備的流量測量儀表來時刻記錄供水的瞬時流量、累積流量。外供水量是直接與本單位成本、效益掛鉤的，實現(xiàn)外供水量計量是十分重要的任務(wù)。流量測量儀表的作用還為水務(wù)部節(jié)水管理、工藝調(diào)整等提供幫助，在確認流量儀表完好情況下，出現(xiàn)水量大幅度增加或減少的狀況，說明管道有漏點，查出漏水部位，采取堵漏措施，可以提高節(jié)水管理水平，保證工藝流程的正常。所以合理選擇正確可靠的計量儀表是計量工作重中之重。本文介紹了煉化企業(yè)水務(wù)系統(tǒng)中流量計量儀表的重要性，輸水管網(wǎng)的特點，測量流量方法的具體運用。簡述了幾種主要流量計應(yīng)用歷史，詳細地說明了多種流量計在相應(yīng)工況下該如何選擇及在使用流量計時需要注意的事項。
一、水務(wù)部流量計量點的分布特點
水務(wù)部有循環(huán)水裝置11套、污水處理裝置3套、除鹽水裝置4套，涉及到了公司各個作業(yè)部.管網(wǎng)分布較復(fù)雜，管徑范圍從100mm至14000mm。
二、流量計的選擇
1.螺翼式水表選擇與應(yīng)用
根據(jù)水務(wù)部新鮮外供特點，多供于外部用戶管徑相對較小（DN100至DN150）且水表大多設(shè)置在室外表井中，根據(jù)以上情況將原有老舊的螺翼式水表改換成可直讀式WSD型螺翼式水表（申舒斯**產(chǎn)品）。此流量計利用隨機附帶手抄器可以直讀累計流量，對于數(shù)據(jù)的收集提供了極大的便利性。
1.1組成
1.2原理
當(dāng)水流入水表后，沿軸線方向沖擊水表螺翼形的葉輪旋轉(zhuǎn)后流出，葉輪的轉(zhuǎn)速與水流速度成正比，經(jīng)過減速齒輪傳動后，在指示裝置上顯示通過水表的水總量。
1.3使用注意事項及優(yōu)缺點
注意事項：直管段要求：上流直管長為10D（螺翼式水表口徑）以上（實際大于8D即可），下流直管長為5D以上，水表必須水平安裝，應(yīng)字面朝上，并使表殼上的箭頭方向與管道流水方向相同。其使用優(yōu)點有：體積小、流通量大、壓力損失小、精確度高、便于維護保養(yǎng)等特點。其缺點是對水質(zhì)水溫有一定要求一般為0至50攝氏度，粘性較大的流體、成分較復(fù)雜的流體會影響其精度，甚至造成損壞。
1.4儀表正常使用情況
根據(jù)上述使用情況螺翼式水表具有較高的計量精確度，其測量誤差率均≤0.5%。大口徑的螺翼式水表**只有幾家可生產(chǎn)，且對過流介質(zhì)有一定要求，體積大重量大，維護相對小口徑螺翼式水表難度大，經(jīng)濟性實用性綜合考慮，螺翼式水表能夠較好完成對較小管徑流量的準(zhǔn)確計量，不適于較大管徑計量使用。
2.較大管徑流量計選型（插入式超聲波）
根據(jù)水務(wù)部裝置內(nèi)管網(wǎng)瞬時流量跨度較大、過流介質(zhì)種類較多等特點，對過流介質(zhì)較干凈且管徑較大（DN400以上），從經(jīng)濟性實用性考慮選用插入式超聲波流量計。對過流介質(zhì)狀況較復(fù)雜，且管徑相對適中（DN100至DN400），考慮選用精度較高、靠擾動性更強的自來水流量計。
2.1插入式超聲波流量計組成：插入式轉(zhuǎn)換器、超聲傳感器及專用球閥、球閥底座。
2.2工作原理：如圖，上游端探頭發(fā)射超聲信號，沿順流方向傳播，為下游傳感器接收，傳播時間為T+，下游端發(fā)射的超聲信號，逆流傳播至上游傳感器的時間為T-，上下游傳感時間記為△T，如果測量出這一差值，即可算出流體平均流速2.3注意事項：直管段要求，如下表
保證直管段的長度可保證管內(nèi)流體流暢穩(wěn)定性，能保證測量的準(zhǔn)確度。
2.4插入式超聲波流量優(yōu)缺點
優(yōu)點：適用范圍廣，精度高、可靠性高、性能高，功耗低、價格低等特點。其菜單方式為4到20mA流量比例信號并帶有RS232/RS-485通訊接口，便于與計算機進行網(wǎng)絡(luò)通訊。安裝維護簡便，可帶壓安裝拆除，保證了正常的維修、保養(yǎng)、校驗。
缺點：當(dāng)液體中含有氣泡或有雜音出現(xiàn)時，會影響聲傳播，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)。管內(nèi)有較厚的襯層或因介質(zhì)等原因管內(nèi)易形成污垢層，均會對其計量準(zhǔn)確造成影響。根據(jù)上述原因，超聲波流量計一般用于循環(huán)水、除鹽水、大管輸新鮮水及處理達標(biāo)的排放污水的計量。
3.較大管徑流量計選型（自來水流量計）
水務(wù)部需處理過流介質(zhì)成分較復(fù)雜的污水，污水會使管道形成污垢、結(jié)垢，針對這種狀況我們選用性能更佳電磁流量。
3.1電磁流量主要種類及外型結(jié)構(gòu)
如圖所示，水務(wù)系統(tǒng)中一體式及分體式自來水流量計是*廣泛使用的兩種自來水流量計。
3.2自來水流量計工作原理：基于法拉*電磁感應(yīng)原理。在自來水流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉*實驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
3.3注意事項：流量計上游側(cè)應(yīng)有不少于5D（D為管道內(nèi)徑）的直管段，如果上游側(cè)有非全開的閥門，則流量計上游側(cè)直管段應(yīng)增加到10D的距離。流量計下游側(cè)的直管段要求不高，一般不大于3D即可。安裝時，流量計通常應(yīng)安裝在水平位置上，兩電極的連線應(yīng)處于同一水平面上，當(dāng)流量計為傾斜或垂直安裝，流向應(yīng)自上而上。
3.4電磁流量優(yōu)缺點
優(yōu)點：自來水流量計除可測量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可測量介質(zhì)組成較復(fù)雜的固液兩相流。其測量精度不受被測介質(zhì)的種類及溫度、粘度、密度、壓力等物理參數(shù)的影響。儀表結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件，無截流阻流部件，不存在壓力損失和流體阻塞現(xiàn)象，工作壽命長。
缺點：自來水流量計因其工作原理，不能準(zhǔn)確對電導(dǎo)率過低的流體進行計量，其工作環(huán)境若有較強的電磁干擾，也會大大影響其準(zhǔn)確度甚至無法正常運行。自來水流量計口徑越大價格越高，且安裝、維護都困難較大，除特殊情況相對超聲波流量，對大口徑管輸就行計量，從經(jīng)濟性到實用性自來水流量計均無優(yōu)勢。
三、結(jié)論
通過上述情況，水務(wù)系統(tǒng)中應(yīng)按管徑及介質(zhì)的不同，并考慮其經(jīng)濟性實用性等因素選擇*適合的計量用流量計。流量計的正確選型與使用會為裝置工藝調(diào)整、保質(zhì)保量完成工作提供保障，對企業(yè)的成本核算、節(jié)能減排、經(jīng)濟效益都有著十分重要的作用。
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一、水務(wù)部流量計量點的分布特點
水務(wù)部有循環(huán)水裝置11套、污水處理裝置3套、除鹽水裝置4套，涉及到了公司各個作業(yè)部.管網(wǎng)分布較復(fù)雜，管徑范圍從100mm至14000mm。
二、流量計的選擇
1.螺翼式水表選擇與應(yīng)用
根據(jù)水務(wù)部新鮮外供特點，多供于外部用戶管徑相對較小（DN100至DN150）且水表大多設(shè)置在室外表井中，根據(jù)以上情況將原有老舊的螺翼式水表改換成可直讀式WSD型螺翼式水表（申舒斯**產(chǎn)品）。此流量計利用隨機附帶手抄器可以直讀累計流量，對于數(shù)據(jù)的收集提供了極大的便利性。
1.1組成
1.2原理
當(dāng)水流入水表后，沿軸線方向沖擊水表螺翼形的葉輪旋轉(zhuǎn)后流出，葉輪的轉(zhuǎn)速與水流速度成正比，經(jīng)過減速齒輪傳動后，在指示裝置上顯示通過水表的水總量。
1.3使用注意事項及優(yōu)缺點
注意事項：直管段要求：上流直管長為10D（螺翼式水表口徑）以上（實際大于8D即可），下流直管長為5D以上，水表必須水平安裝，應(yīng)字面朝上，并使表殼上的箭頭方向與管道流水方向相同。其使用優(yōu)點有：體積小、流通量大、壓力損失小、精確度高、便于維護保養(yǎng)等特點。其缺點是對水質(zhì)水溫有一定要求一般為0至50攝氏度，粘性較大的流體、成分較復(fù)雜的流體會影響其精度，甚至造成損壞。
1.4儀表正常使用情況
根據(jù)上述使用情況螺翼式水表具有較高的計量精確度，其測量誤差率均≤0.5%。大口徑的螺翼式水表**只有幾家可生產(chǎn)，且對過流介質(zhì)有一定要求，體積大重量大，維護相對小口徑螺翼式水表難度大，經(jīng)濟性實用性綜合考慮，螺翼式水表能夠較好完成對較小管徑流量的準(zhǔn)確計量，不適于較大管徑計量使用。
2.較大管徑流量計選型（插入式超聲波）
根據(jù)水務(wù)部裝置內(nèi)管網(wǎng)瞬時流量跨度較大、過流介質(zhì)種類較多等特點，對過流介質(zhì)較干凈且管徑較大（DN400以上），從經(jīng)濟性實用性考慮選用插入式超聲波流量計。對過流介質(zhì)狀況較復(fù)雜，且管徑相對適中（DN100至DN400），考慮選用精度較高、靠擾動性更強的自來水流量計。
2.1插入式超聲波流量計組成：插入式轉(zhuǎn)換器、超聲傳感器及專用球閥、球閥底座。
2.2工作原理：如圖，上游端探頭發(fā)射超聲信號，沿順流方向傳播，為下游傳感器接收，傳播時間為T+，下游端發(fā)射的超聲信號，逆流傳播至上游傳感器的時間為T-，上下游傳感時間記為△T，如果測量出這一差值，即可算出流體平均流速2.3注意事項：直管段要求，如下表
保證直管段的長度可保證管內(nèi)流體流暢穩(wěn)定性，能保證測量的準(zhǔn)確度。
2.4插入式超聲波流量優(yōu)缺點
優(yōu)點：適用范圍廣，精度高、可靠性高、性能高，功耗低、價格低等特點。其菜單方式為4到20mA流量比例信號并帶有RS232/RS-485通訊接口，便于與計算機進行網(wǎng)絡(luò)通訊。安裝維護簡便，可帶壓安裝拆除，保證了正常的維修、保養(yǎng)、校驗。
缺點：當(dāng)液體中含有氣泡或有雜音出現(xiàn)時，會影響聲傳播，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)。管內(nèi)有較厚的襯層或因介質(zhì)等原因管內(nèi)易形成污垢層，均會對其計量準(zhǔn)確造成影響。根據(jù)上述原因，超聲波流量計一般用于循環(huán)水、除鹽水、大管輸新鮮水及處理達標(biāo)的排放污水的計量。
3.較大管徑流量計選型（自來水流量計）
水務(wù)部需處理過流介質(zhì)成分較復(fù)雜的污水，污水會使管道形成污垢、結(jié)垢，針對這種狀況我們選用性能更佳電磁流量。
3.1電磁流量主要種類及外型結(jié)構(gòu)
如圖所示，水務(wù)系統(tǒng)中一體式及分體式自來水流量計是*廣泛使用的兩種自來水流量計。
3.2自來水流量計工作原理：基于法拉*電磁感應(yīng)原理。在自來水流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉*實驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
3.3注意事項：流量計上游側(cè)應(yīng)有不少于5D（D為管道內(nèi)徑）的直管段，如果上游側(cè)有非全開的閥門，則流量計上游側(cè)直管段應(yīng)增加到10D的距離。流量計下游側(cè)的直管段要求不高，一般不大于3D即可。安裝時，流量計通常應(yīng)安裝在水平位置上，兩電極的連線應(yīng)處于同一水平面上，當(dāng)流量計為傾斜或垂直安裝，流向應(yīng)自上而上。
3.4電磁流量優(yōu)缺點
優(yōu)點：自來水流量計除可測量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可測量介質(zhì)組成較復(fù)雜的固液兩相流。其測量精度不受被測介質(zhì)的種類及溫度、粘度、密度、壓力等物理參數(shù)的影響。儀表結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件，無截流阻流部件，不存在壓力損失和流體阻塞現(xiàn)象，工作壽命長。
缺點：自來水流量計因其工作原理，不能準(zhǔn)確對電導(dǎo)率過低的流體進行計量，其工作環(huán)境若有較強的電磁干擾，也會大大影響其準(zhǔn)確度甚至無法正常運行。自來水流量計口徑越大價格越高，且安裝、維護都困難較大，除特殊情況相對超聲波流量，對大口徑管輸就行計量，從經(jīng)濟性到實用性自來水流量計均無優(yōu)勢。
三、結(jié)論
通過上述情況，水務(wù)系統(tǒng)中應(yīng)按管徑及介質(zhì)的不同，并考慮其經(jīng)濟性實用性等因素選擇*適合的計量用流量計。流量計的正確選型與使用會為裝置工藝調(diào)整、保質(zhì)保量完成工作提供保障，對企業(yè)的成本核算、節(jié)能減排、經(jīng)濟效益都有著十分重要的作用。
上一篇：未來軟化水流量計測量技術(shù)的發(fā)展方向及趨勢