摘要(yào)：文中主要針對(duì)在生産實踐中(zhōng)大口徑電磁流(liú)量計 由于出現(xian)故障或臨近使(shǐ)用壽命出現流(liu)量計不能正🐆常(cháng)工♌作以及計量(liàng)偏差過大需要(yào)更換流量計的(de)問題進行分析(xi)研究，探讨利用(yòng)原有流量計管(guǎn)段在線不斷流(liu)帶壓安裝流🐆量(liàng)計的❗方案。實🔆踐(jiàn)發現，應用 多聲(sheng)道超聲流量計(ji) 可實現在線帶(dài)壓開孔安裝，不(bú)僅對生産企業(yè)降低生産成本(běn)、提高生産效率(lü)具有重要意義(yì)，也避免了由于(yu)🔴停水造成的連(lian)帶經🔴濟損失和(he)社會影響。
1項目(mu)背景
　　由于 管段(duàn)式電磁流量計(ji) 具有測量精度(du)高、穩定、可靠、不(bú)産生壓力損失(shi)、可滿足DN3000管💔徑的(de)應用需求等特(tè)點，目前市政工(gōng)程中大量使用(yong)了 大口徑管段(duan)式電磁流量計(jì) 。生産實踐中,當(dang)大口徑電磁流(liu)量計出現故障(zhang)或臨🈚近🏃‍♀️使用壽(shou)命時，易出現流(liú)量計不能正常(cháng)工作以及測量(liàng)偏差過大需要(yào)更換流量計的(de)問題,而這些大(da)✔️口徑電磁流量(liàng)☂️計大多使用在(zai)市政管網的重(zhong)要計量點，如:城(chéng)✉️市水源引水管(guǎn)線的流量計量(liàng)、自來水廠的進(jìn)出廠流量計量(liang)、污水廠進出廠(chang)流量計量等。一(yi)旦流量計出現(xian)問題,就會導緻(zhì)停水施工，停水(shuǐ)施工不但成本(ben)高、周期長,還
會(huì)有連帶的經濟(ji)損失和社會影(ying)響。
2問題分析
　　研(yan)究發現，通過應(ying)用具有不斷流(liú)安裝特點的流(liu)量計,可以有效(xiao)㊙️應對上述問題(tí),該流量計的選(xuǎn)用應優🌈先考慮(lü)以下幾方面。
(1)準(zhǔn)确度等級。流量(liang)計不僅用于安(an)裝位置所在地(di)點⭕的流量計量(liang),還要通過流量(liang)計監測管網漏(lou)損和系統的平(píng)衡，所以新選用(yong)的流量計準确(què)度等級不能🏃🏻‍♂️低(dī)于原有流量計(jì)，否則不但影響(xiǎng)該計🐉量點的測(cè)量還會影響系(xì).統的誤差和平(ping)衡。
(2)流速範圍。通(tōng)常供水管網中(zhōng)的流量變化比(bǐ)較大,方面随📐着(zhe)生活水平的提(ti)高，人均用水量(liang)在不斷增加，另(ling)一方面🧑🏾‍🤝‍🧑🏼集中用(yong)水現象日趨嚴(yan)重，夏季傍晚高(gao)峰時的用水量(liang)是夜間低谷的(de)數倍甚至💁數十(shi)倍以上。因此，要(yào)求♻️流量計量程(cheng)比要大,通常在(zai)40:1以上，最好應💋達(da)到100:1以上，且保證(zheng)量程範圍内的(de)測量準确度和(hé)重🔴複性。.
(3)直管段(duàn)要求。通常流量(liang)計要求較長的(de)前後直管段,特(te)别是👌速度式流(liú)量計要求在流(liú)态充分發展(對(duì).稱📐、态分布)的狀(zhuàng)态下方可準确(què)計量。管段式電(diàn)磁流量計直管(guǎn)段至少🈲要求爲(wèi)前5D後2D(D=流量計直(zhi)徑)，而大部分速(sù)度式流量計要(yao)求直管段更長(zhǎng)。要選擇的流量(liàng)計直管段要求(qiu)要與原有 電磁(cí)流量計 相當，保(bao)證測量穩定性(xìng)。
(4)在線不斷流帶(dài)壓安裝、維護。通(tōng)常在安裝、維護(hu)或檢定傳統⛷️形(xing)式的流量計時(shi)要進行斷流施(shi)工,爲了避免斷(duan)流帶🔴來的麻煩(fán)，通常采用安裝(zhuāng)旁路備份流量(liang)計，但需要增加(jia)設備和🐅土建的(de)✏️投資，而且現場(chǎng)要有足夠的空(kong)間。所以，選用的(de)流量計應具備(bèi)♌在無旁路、不斷(duan)流的情況下能(néng)夠安裝維護，且(qiě)能夠在線标定(ding)。
(5)不産生壓損，滿(mǎn)足節能降耗的(de)要求
　　部分流量(liang)計在測量過程(cheng)中易産生不同(tong)程度的壓力損(sun)失,出現⭕投資多(duō)、計量成本高、管(guan)網效率低的問(wèn)💰題,所🐅以選擇流(liu)量計要在🏃🏻‍♂️測量(liang)過程中不産生(shēng)壓損，滿足節能(néng)降耗的要求💜。
3應(yīng)對措施
　　結合技(jì)術可行性和經(jing)濟性分析，多聲(shēng)道超聲流量計(ji)能滿足上述要(yao)求。
3.1原理分析
　　選(xuǎn)用多聲道超聲(shēng)流量計主要取(qǔ)決于該流量計(ji)具有以下🚶特點(dian)。
(1)測量精度更高(gao)
　　相對其他速度(dù)式流量計，雙聲(shēng)道超聲流量計(jì)對上🚶‍♀️遊☀️障礙物(wu)如彎管、泵或閥(fa)的敏感度較低(dī),測量結果的可(kě)靠性🐇高，即使由(you)🍓于某些原因導(dao)緻一個通道停(tíng)止工作，流量儀(yí)表仍可繼續測(cè)🙇‍♀️量。典型的入口(kou)直管段的要求(qiú)是上遊至少5D,"下(xia)遊至少2D,在滿足(zu)上述安裝要求(qiú)的前提下，多通(tōng)道超聲流量計(jì)的測量精度可(kě)達+0.5%。對比此精度(du)下電磁流量計(ji)的重複性要求(qiu)🥰是該精度的1/3,超(chao)聲波流♉量計在(zài)此精度下的重(zhong)複性是該♋精度(du)的1/5,顯然超聲波(bo)♍流量計能達到(dào)的要求高于電(diàn)磁流量。
(2)對直管(guǎn)段要求更低
　　多(duo)通道超聲流量(liàng)計由于采用對(dui)流速分布和面(mian)積分布💁的二❤️重(zhòng)🔞積分計算流量(liang)，所以在層流和(he)紊流的情況下(xia)都能準确測✔️量(liàng)出流量,可做到(dao)計量交接的精(jing)度，同時可實現(xian)流量測量範圍(wéi)和測量口徑大(dà),對直管段要求(qiú)小(前10D後3D)，目前市(shi)場上的産品可(ke)以做到🈲最大的(de)适用管道口徑(jìng)是DN5000,而且口徑越(yue)🍓大越容易實現(xiàn)高精度，多聲道(dào)超聲流量計的(de)口徑在理論上(shàng)可以做成任意(yi)大。
(3)測量靈敏度(du)更高
　　多聲道超(chao)聲流量計的另(lìng)一特點是由于(yú)時間測量精度(du)非常高,可達到(dao)皮秒級，所以可(kě)實現高測量靈(líng)敏度，從而保證(zheng)低流速下✔️的準(zhun)确測量(0.05m/s時可達(da)到0.5%)。量程比相對(dui)也較♈高，最高可(kě)達400:1.
(4)可實現不斷(duàn)流帶壓施工和(hé)在線維護
　　插入(rù)式超聲流量計(jì) 與外卡式流量(liàng)計不同,其傳感(gan)器直接與水(介(jiè)質)接觸🈲。與🏃🏻其他(ta)🌐流量計一樣有(yǒu)用法蘭連接形(xíng)式的工廠❄️化的(de)🍉管段式産品，而(ér)且還可以在使(shi)用的管道上進(jìn)❗行現場安裝。大(da)部分插入式超(chāo)聲波流量計可(ke)以通過帶壓安(ān)裝工具實💁現不(bú)斷流帶壓安裝(zhuang)👄,這種技術不僅(jǐn)可以在舊管網(wǎng)改造工程中應(yīng)用，還可以在新(xin)㊙️建工程中應用(yòng)，免去伸縮節和(hé)連接法蘭，如在(zai)管網💃通水後再(zài)進行安裝，則可(ke)節省投資和工(gong)期。使用多年後(hòu)，由于水質問題(ti)發生的管壁結(jié)垢🐕和傳感器前(qián)端結垢，這樣有(yǒu)可能導🚶緻傳感(gǎn)器信号發送和(hé)🌈接收受到影響(xiang)，此時傳感器可(kě)以在線通過帶(dai)壓安裝工⛹🏻‍♀️具在(zai)不斷流情況下(xià)将傳感器退出(chū)清洗,繼續保證(zhèng)流量計測量精(jing)度和穩定性。
(5)其(qí)他特點
　　超聲流(liu)量計還具備其(qí)他一系列的特(tè)點,如對流體沒(méi)有🐕任何阻礙，也(ye)沒有壓力損失(shī)和流量損失，耗(hao)電小;使用壽命(ming)長，可以用不斷(duàn)流安裝方式更(geng)換換能器;維護(hu)運營費用低;可(kě)🤞以市電供電，也(ye)可以電池供電(diàn)，通過電池供電(diàn)時可以很好地(dì)解決電源引入(ru)的雷擊問題;全(quan)套材料不鏽鋼(gang),經久耐用,造型(xíng)美觀。
3.2應用案例(lì)
　　某供水集團第(di)N水廠某原安裝(zhuāng)管段式電磁流(liú)量計進行👄計量(liang)的DN1600管道，由于鄰(lín)近使用壽命(已(yǐ)使用近15年)，出現(xian)流量計測㊙️量偏(piān)差和波動過大(dà)的現象，需要更(geng)換流量♻️計。更換(huan)🏃‍♂️過程中，将DN1600電磁(cí)流量計外殼在(zài)現場用氣焊切(qiē)㊙️割掉,拆下勵磁(ci)線圈後在原有(yǒu)流量計本體的(de)管段上現場開(kāi)孔安裝雙聲道(dào)超聲流量計。整(zheng)個安裝過程🔞采(cǎi)🔱用現場不斷流(liú)在線帶壓安裝(zhuang),安裝之後測得(de)的流量穩定性(xing)♌、線性度都⛷️能達(da)到使用要求。
　　經(jīng)實踐總結，更換(huan)實施過程中要(yao)注意的幾個問(wen)題。
(1)要确認在用(yòng)電磁流量計的(de)管壁厚度及内(nei)襯材料特性，保(bao)證換🏃‍♀️能器在管(guan)段内壁的突出(chu)長度;(2)用氣焊切(qie)割電磁流量計(jì)外殼時，一定要(yao)在管道内充滿(mǎn)水的情況下(最(zui)好💁是帶壓并繼(jì)續🐅保持管㊙️内水(shuǐ)在運行流動的(de)狀态)進行，以🈲免(mian)内襯受熱凸起(qi)變形影響流态(tai);(3)要有足夠🐪安裝(zhuāng)空間(流💯量井)，可(ke)以用原有的流(liu)量井,但管壁與(yu)流量井牆壁最(zuì)小🌈距離不小于(yu)500mm,流量井長不小(xiao)于🈚1.5倍管徑。超聲(shēng)波💔流量計空管(guǎn)安裝和帶壓安(ān)裝要求空間如(rú)圖♍1所示。

　　爲進-步(bù)确認現場開孔(kǒng)安裝多聲道超(chao)聲流量計的性(xing)能指标，采用曆(lì)史數據、泵機的(de)電耗數據、流量(liang)計前端的清水(shui)池的庫☎️容等🏃‍♂️多(duō)個校核手段，對(dui)本次現🔞場開孔(kong)安裝的🐆雙聲道(dào)超聲波流量計(jì)進行了測量數(shu)據的核定。核定(ding)的結果是線性(xing)誤差在0.48%以内，重(zhòng)複性在0.288%以内。
4結(jié)論
(1)通過以上分(fen)析研究及核定(ding)數據可以看出(chū)，對大口徑電磁(ci)流量計由于出(chu)現故障或臨近(jin)使用壽命出現(xiàn)流量計不能正(zhèng)常工作🔅以及測(ce)量偏差過大需(xu)要更換流量計(jì)的問題,采用在(zai)線不斷流帶壓(ya)現場開孔安裝(zhuāng)多⛷️聲道超聲流(liu)量計實現流量(liang)計更替的方法(fa)是可行的，能夠(gou)滿足生産實踐(jiàn)的計量要求。
(2)對(duì)多聲道超聲流(liu)量計特點的了(le)解和供水管網(wǎng)對流量計♌的要(yao)求來看，多聲道(dào)超聲流量計比(bi)較适合用于供(gòng)水管網改造及(jí)不斷流安裝的(de)現場,特别是🆚大(dà)口徑管道的計(ji)量。多聲道超聲(sheng)流量計的廣泛(fan)應🆚用可爲供🧑🏾‍🤝‍🧑🏼水(shui)企業降低産銷(xiāo)差率、控制漏👣失(shi)率提供有效的(de)監控手段，可在(zai)類似工況中推(tui)🔞廣使用。

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