分体型电磁流量计在水务系统中测量工程中选型与应用

在石油炼化生产企业的许多环节都需要各类水基原料，并且在许多的辅助环节也会有对于对水的需求，化工厂的水务部担负着公司生产、生活用水的供给任务，担负着公司下属炼油部、烯烃部、化工部及热电部的循环水和除盐水的供给任务，担负着各作业部污水处理的任务。每天需要计量供出水量的多少，这就需要安装必备的流量测量仪表来时刻记录供水的瞬时流量、累积流量。外供水量是直接与本单位成本、效益挂钩的，实现外供水量计量是十分重要的任务。流量测量仪表的作用还为水务部节水管理、工艺调整等提供帮助，在确认流量仪表完好情况下，出现水量大幅度增加或减少的状况，说明管道有漏点，查出漏水部位，采取堵漏措施，可以提高节水管理水平，保证工艺流程的正常。所以合理选择正确可靠的计量仪表是计量工作重中之重。本文介绍了炼化企业水务系统中流量计量仪表的重要性，输水管网的特点，测量流量方法的具体运用。简述了几种主要流量计应用历史，详细地说明了多种流量计在相应工况下该如何选择及在使用流量计时需要注意的事项。
一、水务部流量计量点的分布特点
水务部有循环水装置11套、污水处理装置3套、除盐水装置4套，涉及到了公司各个作业部.管网分布较复杂，管径范围从100mm至14000mm。
二、流量计的选择
1.螺翼式水表选择与应用
根据水务部新鲜外供特点，多供于外部用户管径相对较小（DN100至DN150）且水表大多设置在室外表井中，根据以上情况将原有老旧的螺翼式水表改换成可直读式WSD型螺翼式水表（申舒斯专利产品）。此流量计利用随机附带手抄器可以直读累计流量，对于数据的收集提供了极大的便利性。
1.1组成
1.2原理
当水流入水表后，沿轴线方向冲击水表螺翼形的叶轮旋转后流出，叶轮的转速与水流速度成正比，经过减速齿轮传动后，在指示装置上显示通过水表的水总量。
1.3使用注意事项及优缺点
注意事项：直管段要求：上流直管长为10D（螺翼式水表口径）以上（实际大于8D即可），下流直管长为5D以上，水表必须水平安装，应字面朝上，并使表壳上的箭头方向与管道流水方向相同。其使用优点有：体积小、流通量大、压力损失小、精确度高、便于维护保养等特点。其缺点是对水质水温有一定要求一般为0至50摄氏度，粘性较大的流体、成分较复杂的流体会影响其精度，甚至造成损坏。
1.4仪表正常使用情况
根据上述使用情况螺翼式水表具有较高的计量精确度，其测量误差率均≤0.5%。大口径的螺翼式水表全国只有几家可生产，且对过流介质有一定要求，体积大重量大，维护相对小口径螺翼式水表难度大，经济性实用性综合考虑，螺翼式水表能够较好完成对较小管径流量的准确计量，不适于较大管径计量使用。
2.较大管径流量计选型（插入式超声波）
根据水务部装置内管网瞬时流量跨度较大、过流介质种类较多等特点，对过流介质较干净且管径较大（DN400以上），从经济性实用性考虑选用插入式超声波流量计。对过流介质状况较复杂，且管径相对适中（DN100至DN400），考虑选用精度较高、靠扰动性更强的分体型电磁流量计。
2.1插入式超声波流量计组成：插入式转换器、超声传感器及专用球阀、球阀底座。
2.2工作原理：如图，上游端探头发射超声信号，沿顺流方向传播，为下游传感器接收，传播时间为T+，下游端发射的超声信号，逆流传播至上游传感器的时间为T-，上下游传感时间记为△T，如果测量出这一差值，即可算出流体平均流速2.3注意事项：直管段要求，如下表
保证直管段的长度可保证管内流体流畅稳定性，能保证测量的准确度。
2.4插入式超声波流量优缺点
优点：适用范围广，精度高、可靠性高、性能高，功耗低、价格低等特点。其菜单方式为4到20mA流量比例信号并带有RS232/RS-485通讯接口，便于与计算机进行网络通讯。安装维护简便，可带压安装拆除，保证了正常的维修、保养、校验。
缺点：当液体中含有气泡或有杂音出现时，会影响声传播，导致测量不准。管内有较厚的衬层或因介质等原因管内易形成污垢层，均会对其计量准确造成影响。根据上述原因，超声波流量计一般用于循环水、除盐水、大管输新鲜水及处理达标的排放污水的计量。
3.较大管径流量计选型（分体型电磁流量计）
水务部需处理过流介质成分较复杂的污水，污水会使管道形成污垢、结垢，针对这种状况我们选用性能更佳电磁流量。
3.1电磁流量主要种类及外型结构
如图所示，水务系统中一体式及分体式分体型电磁流量计是最广泛使用的两种分体型电磁流量计。
3.2分体型电磁流量计工作原理：基于法拉第电磁感应原理。在分体型电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第实验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压，由电极检出并通过电缆送至转换器。测量管道通过不导电的内衬实现与流体和测量电极的电磁隔离。
3.3注意事项：流量计上游侧应有不少于5D（D为管道内径）的直管段，如果上游侧有非全开的阀门，则流量计上游侧直管段应增加到10D的距离。流量计下游侧的直管段要求不高，一般不大于3D即可。安装时，流量计通常应安装在水平位置上，两电极的连线应处于同一水平面上，当流量计为倾斜或垂直安装，流向应自上而上。
3.4电磁流量优缺点
优点：分体型电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量介质组成较复杂的固液两相流。其测量精度不受被测介质的种类及温度、粘度、密度、压力等物理参数的影响。仪表结构简单，无可动部件，无截流阻流部件，不存在压力损失和流体阻塞现象，工作寿命长。
缺点：分体型电磁流量计因其工作原理，不能准确对电导率过低的流体进行计量，其工作环境若有较强的电磁干扰，也会大大影响其准确度甚至无法正常运行。分体型电磁流量计口径越大价格越高，且安装、维护都困难较大，除特殊情况相对超声波流量，对大口径管输就行计量，从经济性到实用性分体型电磁流量计均无优势。
三、结论
通过上述情况，水务系统中应按管径及介质的不同，并考虑其经济性实用性等因素选择最适合的计量用流量计。流量计的正确选型与使用会为装置工艺调整、保质保量完成工作提供保障，对企业的成本核算、节能减排、经济效益都有着十分重要的作用。