摘要:城市引水(shui)工程通常采用地(dì)下開挖隧洞進行(hang)調配水資源,而超(chao)大口徑流量計 作(zuo)爲計量水資源調(diào)配的關鍵設備，是(shi)施工過程中的🥰一(yi)個關鍵節點,由于(yú)其屬于精密儀器(qì)、體積大、重量重且(qie)通常安裝在♻️相對(duì)狹小的空間内,不(bu)能受到撞擊或者(zhě)磕碰🤞,因此流量計(ji)在安裝方法和工(gong)藝要✍️求上比較高(gao),工期及成本也是(shi)一個需要考量的(de)因素。在實際施工(gong)中，要結合🈲現場實(shi)際去🈲選擇更爲優(yōu)化的施工方案，根(gen)據對采用汽車吊(diao)和龍門吊🌈安裝方(fang)法的比較,采用電(diàn)動葫蘆結合龍門(men)架的安裝方式在(zai)工期、成本、安裝質(zhi)量、操作方式上更(geng)具優勢,安裝完成(chéng)後流量計運轉正(zheng)常、計📞量正确,安裝(zhuāng)方案适用。
　　在現代(dai)城市不斷擴容的(de)大背景下，城市的(de)水資源💋戰略儲備(bei)和調配越來越重(zhòng)要，地下大型輸水(shuǐ)管網‼️作爲水資源(yuán)調配的重要手段(duàn)也越來越多。對輸(shu)水的實時流量、累(lèi)計流量的計量關(guān)乎水資源調配的(de)☁️成敗，而應用超大(da)口徑輸水管線電(diàn)磁流量計進行輸(shū)水流量計量檢測(ce)已經成爲常态化(hua)。 超大口徑電磁流(liú)量計 的安裝質量(liang)直接影響儀表的(de)安全穩定運行和(hé)檢💋測正确🤩性♻️。爲确(què)保儀表運行穩定(ding)可靠、系統計量正(zheng)确，對儀表安裝工(gong)藝、方法💞、系統抗幹(gan)擾措施、焊接質量(liàng)檢驗✊以及關鍵工(gong)序🏒的施工，要進行(háng)嚴格的過程控制(zhi)。
1工程概況
　　水庫引(yin)水工程設計引水(shuǐ)隧道長10km，隧道直徑(jing)爲DN3600mm，采用鋼筋混凝(ning)土内襯結構,調配(pèi)輸水的實時流量(liang)和累積流量數☂️據(ju)的采集采用SKLD系列(liè)電磁流量計。
　　本工(gong)程采用的口徑爲(wei)DN3400mm的電磁流量計長(zhang)3.4m、重9t、額定壓📱強🔞0.6MPa,最大(dà)計量量程30000m3/h,安裝深(shēn)度26m,安裝部件包括(kuo)流量計及伸縮節(jiē)，均安✏️裝在流量計(jì)井内;井口有洞内(nèi)施工用物料提升(sheng)機及龍門架一套(tao)，龍門架高7.8m,井口爲(wèi)長方形，長7.2m,寬🔴6m;流量(liang)計井施工場地🌂地(dì)表以荒地爲主,地(dì)勢較平整,場地寬(kuan)闊，四面爲丘陵坡(pō)地環繞,呈凹字形(xíng)，無其他建築物或(huò)構築物,無外部幹(gàn)擾因素。
　　與流量計(jì)相連接的兩端隧(sui)道設置漸變段，隧(suì)道内📞徑由3600mm縮小爲(wèi)🙇🏻3460mm,内襯鋼管，管材選(xuǎn)用原設計DN3400mm壓力鋼(gang)管,管壁厚30mm,鋼管爲(wèi)🈲成品加工,兩端鋼(gāng)管各焊接寬300mmx厚30mm環(huán)向鋼闆止水翼環(huan)兩道㊙️。
　　流量計井施(shī)工期間作爲隧洞(dòng)開挖及二次襯砌(qi)工作井,作爲物料(liào)設備進出口和人(ren)員進入口。工作井(jing)開挖💋尺寸爲8mx9.2m的豎(shu)井,深度30m,井底闆高(gāo)程爲黃海高程29.00m,井(jing)頂面高程爲✨黃海(hai)高程55.00m,壁厚1m。底闆、井(jing)🌈壁鋼筋防滲混凝(níng)土标号爲C25P8。
2電磁流(liu)量計的工作原理(lǐ)和結構組成
　　電磁(cí)流量計 測量原理(lǐ)爲法拉第電磁感(gǎn)應定律。其傳感器(qi)部分由線圈、電極(ji)和絕緣内襯組成(cheng)，安裝在測量管内(nei)部，測量管是一種(zhong)非導磁合金短管(guǎn)。兩隻電極沿管道(dào)橫向貼着管壁内(nei)部固定在測💜量管(guan)上。在測量時傳感(gǎn)器中的勵磁線圈(quān)通電産生磁場，将(jiāng)在👈與測量管軸線(xian)垂直的方向産生(shēng)一磁通量密度爲(wei)B的工作磁場，此時(shi)如果具有一定導(dao)電率的流體經過(guo)測量管,将切割磁(cí)力線感應出電🏃‍♀️勢(shì)E,由電極将這些微(wei)小的感應電勢采(cǎi)集,并輸送至儀表(biǎo)的轉換器部分,對(duì)信号進行放大、修(xiu)正等操作,再通過(guo)公式将其換算成(chéng)相應的流量數據(ju),最終顯示到儀表(biǎo)或輸出到上位機(jī)系統。
　　導電流體在(zài)磁場中作垂直方(fang)向流動而切割磁(ci)感應力線‼️時，也💞會(huì)在管道兩邊的電(diàn)極上産生感應電(dian)勢。感應電勢的方(fāng)向由右手定則判(pàn)定,感應電勢的大(dà)小計算公式🙇‍♀️[0爲
E=KBD?(1)
式(shì)中:E爲電極間的感(gan)應電勢，V;K爲與磁場(chang)分布及軸向🏃長☔度(du)有🤞關的系數;B爲磁(ci)感應強度，T;D爲測量(liang)管内徑，m;v爲💃🏻平均流(liú)速♻️，m/s。
體積流量Qv等于(yu)流體的流速v與管(guǎn)道截面積πD2/4的乘積(jī)，将式(1)代入得:
Qv=πDE/(4KB)(2)
　　由式(shì)(2)可知，在流量計直(zhi)徑D确定且保持磁(ci)感應強度B不變時(shi)，被測💃體積流量與(yu)感應電勢呈正相(xiang)關關系。爲了更好(hao)得出⛷️最終測量結(jie)果,還需在流量計(jì)兩側各安裝一根(gen)電🌈極，引入感應電(diàn)勢E,利用感應電勢(shi)測量原理測量此(ci)感應電勢的大小(xiǎo)，就可計算出體積(jī)流量,得出測量值(zhí)。
3電磁流量計的安(ān)裝要求
(1)電磁流量(liàng)計的安裝位置要(yào)根據設計圖紙來(lái)确定，具體型号由(yóu)業主方确定。電磁(ci)流量計的傳感器(qi)也🔴需嚴格按🌈照設(she)🏃‍♂️計圖紙及設備形(xíng)式确定其安裝位(wei)置，其安裝形式♉不(bú)可随意更改。安裝(zhuang)時,要特别注意二(èr)個電極的軸線必(bì)須大緻在水平方(fāng)向上。
(2)電磁流量計(ji)的傳感器安裝要(yao)能保證測量管中(zhōng)充❤️滿🌈被測介質,所(suo)以在設計時,選擇(zé)較爲平直的一.段(duan)隧洞，在流量計兩(liang)端各100m處将隧洞直(zhi)徑由3.6m變爲3.4m,以保證(zhèng)隧洞内水流充滿(mǎn)測量管，流量計傳(chuán)感器最好安😍裝在(zai)測量管的中部，避(bì)免端部真空影響(xiǎng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計量效果。
(3)安裝傳(chuan)感器時要注意傳(chuán)感器上箭頭的方(fāng)向是指🎯水流的方(fang)向，在安裝之前需(xu)調整好流量計的(de)方向而後進行🔴吊(diào)裝。
(4)在安裝電磁流(liú)量計的傳感器時(shí)，要安裝在相對固(gù)定的位置,确保其(qí)不受周圍環境的(de)影響,特别是振動(dong);如果必須安裝在(zài)有振動的地方時(shí)，需要在安裝傳感(gan)器的管道兩側進(jin)行加固，減少振動(dòng)對儀器的🍉幹擾。
(5)在(zai)電磁流量計傳感(gan)器安裝要求上，對(duì)直管段長度的⭐要(yào).求一.般👈在傳感器(qì)上遊側不小于10倍(bèi)管道直徑✌️,在下遊(yóu)側🔅不小于2倍管道(dao)直徑。
(6)流量計安裝(zhuang)偏差要求:垂直度(dù)偏差≤326",平面位置偏(pian)差👌≤10mm,高程偏差≤15mm。
(7)轉換(huàn)器一般安裝在室(shi)内，注意防水防塵(chen)，避免陽光直射。
4電(diàn)磁流量計的安裝(zhuāng).
4.1流量計安裝方案(àn)的确定
　　由于流量(liang)計安裝在豎井内(nei)26m的位置，且豎井口(kǒu)尺寸較小，所以流(liu)量計安裝的重點(dian)在于流量計的起(qi)吊❓和運輸。爲了解(jie)決流🤞量計在受限(xiàn)空間的吊裝運輸(shū)問題，計劃采用兩(liǎng)種方案:方案一采(cai)用150t汽車起重機進(jin)行吊裝，方案二采(cai)🔅用龍門吊加電動(dòng)葫蘆的組合方式(shì)進行吊🈚裝。汽車起(qi)重機吊裝可以✌️将(jiang)流量計一次吊運(yun)到位，省去二次倒(dǎo)運,但安裝的穩定(ding)性和可操作性不(bu)及龍門♻️吊，且采用(yòng)汽車起重機起吊(diao)必須🤞将龍門吊和(he)物料提🧑🏾‍🤝‍🧑🏼升機拆除(chu)之後方可❤️吊裝,有(yǒu)可能超出施工工(gong)期,經過綜合各方(fang)面因素考慮,采用(yòng)第二種方案進行(háng)流量計吊裝。
4.2流量(liàng)計吊裝
4.2.1準備工作(zuò)
(1)對隧洞兩端鋼管(guǎn)進行安裝澆注,鋼(gang)管長度2m、直徑3460mm、厚度(du)30mm,采用自密實C30W8鋼筋(jin)混凝土澆築，完成(cheng)之後進行隧洞回(huí)🐉填灌漿,确⛱️保隧洞(dòng)無滲水。
(2)委托具有(you)相應資質的單位(wèi)對龍門吊2台電動(dong)葫蘆的性能進行(háng)🔴檢測，并出具檢測(cè)報告,确保電能葫(hu)蘆性能正常。本工(gōng)🌈程電動葫蘆設計(ji)吊裝重量爲10t,根據(ju)☎️計算,起吊重量符(fú)合使用要求👄。
(3)對龍(long)門架各構件進行(hang)檢查,對有損傷的(de)部位進行🔞更換，确(que)保其承載力達到(dào)使用要求。
(4)試吊，将(jiāng)流量計用2個電動(dong)葫蘆吊起,離地約(yue)500mm,靜止2h,流量計高度(dù)無下降即爲合格(gé)。
4.2.2吊裝流量計
　　本工(gong)程流量計管徑爲(wèi)DN3400mm,長度爲3400mm,重9t,采用2台(tai)10t電動葫蘆進行📱吊(diào)裝。兩根電動葫蘆(lú)鋼絲繩平行,則每(měi)根鋼絲繩承載重(zhong)量4.5t。取動荷載系數(shu)爲1.1,不均衡系數爲(wèi)1.2,則每根鋼絲繩承(cheng)重爲4.5x1.1x1.2=5.94t,符合吊裝承(cheng)載力要🔴求。
鋼絲繩(shéng)、卸扣的規格、型号(hao)及選型計算。
(1)鋼絲(sī)繩。本工程流量計(ji)整節重量9t,即重力(lì)爲88200N,用繩扣捆系吊(diao)裝,所有鋼絲繩采(cai)用同一型号,根據(ju)圖1所示,鋼絲👉繩b受(shòu)力最大,分支數爲(wei)2根,分支頂端夾角(jiao)爲60°。

①每一股鋼絲繩(sheng)受力計算公式爲(wèi)

式中:S爲鋼絲繩的(de)容許拉力,N;G爲吊物(wù)重量,N;n爲鋼絲繩分(fen)🍓支數🌂;C爲角度系數(shu),取1.2;h;爲動荷系數,取(qǔ)1.1;k2爲不均衡系數,取(qǔ)1.2。
②鋼絲繩極限屈服(fú)拉力計算公式爲(wei)

式中:d1爲鋼絲繩直(zhí)徑，mm;爲抗拉強度，按(àn)1770N/mm2計。
　　直徑采用标準(zhun)規格，管道鋼管吊(diao)裝鋼絲繩選用直(zhí)徑爲32mm、抗拉♉強度爲(wèi)1770N/mm2的規格。其他構件(jiàn)吊裝重量在3．0t以内(nei)，經計算吊裝鋼絲(sī)繩選用直徑爲16mm。
(2)卸(xiè)扣。由式(3)可知，1個卸(xie)扣需承受的荷載(zai)P爲69854．4N。卸扣銷軸直徑(jìng)計算公式爲

式中(zhong):d2爲卸扣銷軸直徑(jìng)，mm;P爲卸扣承受的載(zǎi)荷，N。
　　直徑采用标準(zhun)規格，管道鋼管吊(diao)裝選用卸扣銷軸(zhou)直徑爲45mm。其他🈲構件(jian)吊裝重量在3.0t以内(nèi)，吊裝選用卸扣銷(xiāo)軸直徑不小于20mm。
4.3流(liu)量計和伸縮節對(dui)接
　　流量計法蘭預(yù)留螺栓孔126個,孔徑(jing)28mm,采用螺栓連接,中(zhong)間采用密封膠墊(niàn)片粘貼，伸縮節可(ke)以自由伸縮100mm,在對(dui)接過程中,伸縮節(jiē)先調整在伸縮狀(zhuang)态士50mm位置,螺栓安(an)裝時需對稱,确保(bao)全部螺栓均可💃🏻安(ān)裝到位。安裝後對(duì)流量計進.行複測(ce)，誤差🏃均在允許偏(piān)差範圍🐉之内,符合(he)施工要求。
　　施工過(guò)程中必須注意以(yi)下幾點:①吊裝設備(bèi)安裝高度及平行(háng)位置必須經過測(cè)量打點,确保安裝(zhuāng)位置正确;②密封膠(jiāo)墊片須整圈粘貼(tiē)牢固;③在安裝過程(chéng)中,測量必須嚴格(gé)🐕把關,根💋據現場情(qing)況,将垂直度、平面(miàn)位置、高程控制在(zài)誤差允許範圍之(zhī)内;④孔位對準後,固(gù)定螺杆及螺帽在(zai)擰緊過程中采用(yòng)人工配合機械的(de)方式對💋稱、均勻緊(jǐn)固,以免受力不均(jun1)勻對螺紋💛産生影(ying)響。
4.4系統水壓試驗(yan)
　　引水隧洞爲有壓(ya)隧洞，流量計、伸縮(suō)節及傳感器等整(zheng)體安裝結束後，需(xū)進行水壓試驗，試(shì)驗壓力爲1.5倍的工(gong)🐇作壓力，水壓試驗(yan)合格後，方可投入(rù)運行。
4.5系統調試與(yǔ)投運
　　根據儀表參(cān)數、工藝參數、運行(hang)控制方式、測量介(jie)質以及測量環境(jìng)來對智能變送器(qi)進行主菜單、子程(cheng)序的功能和數據(ju)組态.設定。測試日(rì)期爲2025年12月16日,當管(guǎn)道充滿水後，對傳(chuán)感器電纜、電極進(jìn)行阻抗及絕緣性(xing)能測試，利用模拟(nǐ)器對智能變送器(qi)模拟測試，在安裝(zhuang)完成之後，組織人(rén)員對流量計進行(hang)試運行，确定流量(liàng)計運行良好且計(jì)量正确，運行計量(liang)部分測試結果見(jiàn)表1。

5結語
　　采用龍門(mén)吊吊裝流量計安(an)裝施工時間爲14d,包(bāo)括電動葫蘆的檢(jiǎn)測和維修、試吊、吊(diao)裝、試運行等,相對(dui)150t汽車起重機吊裝(zhuang)🔴，節約了時💘間和資(zī)金，達到了節約時(shí)間和成本的目标(biāo)。
　　 超大口徑電磁流(liu)量計在城市引水(shuǐ)工程輸水管線中(zhōng)應用越來越廣泛(fàn),在安裝過程中，必(bi)須嚴格控制其各(gè)個構件的安裝工(gōng)藝和方法，包括流(liu)量計構件的安裝(zhuang)、伸縮節的對中及(ji)調平、傳感器的防(fáng)幹擾措施等，嚴格(gé)控制影響測量精(jīng)度的幾個關鍵工(gōng)藝點,對現場安裝(zhuāng)流程中的運輸、組(zǔ)裝、吊裝、對中、調平(ping)、焊接、無損檢測、防(fáng)腐等環節的質量(liang)必須控制到位，根(gen)據工藝參數、控制(zhi)參數、儀器參數設(shè)定菜單程序的功(gōng)能和數據，以保證(zheng)測量數據正确有(yǒu)效。水庫引水工程(cheng)實踐表明，采用上(shang)述施工方法，可以(yǐ)減少對儀器的損(sun)傷，确保工期可控(kòng)、安裝質量有保證(zheng)，繼而保證計量的(de)正确性、運行的可(kě)靠性等。

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