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发布时间：2014-07-15 浏览：1048次 字号：大 中 小
2009 年夏浇，夹马口泵站与夹马口干渠站水量交接方式由人工流速仪测流变革为插入电磁流量计计量。
流量计投入运行以后，给交接双方管理者的总体印象是稳定性特别差、误差特别大。2010 年12 月9 ～10 日用流速仪校核的流量为2. 0m3 /s，而流量计却平均偏大0. 533m3 /s，造成干渠站千吨·公里损失指标严重亏损。通过对2009 年夏浇至2011 年春浇年灌溉运行数据进行比较分析，初步摸索出了以下规律: 千吨·公里损失指标正常时，干渠站和夹马口泵站双赢; 指标浮动时，干渠站持平或亏损，夹马口泵站亏损; 指标失实时，干渠站严重亏损，夹马口泵站单耗指标低于理论值范围。
电磁流量计运行的不稳定性完全打破了内部管理平衡，造成管理指标严重失真，严重干扰了内部的正常管理秩序和管理方向。尤其是干渠站因水量无故亏损而受罚，挫伤了职工的积极性和创造性。
【问题剖析】
【流量计工作原理】
电磁流量计安装于水泵出口的钢制管件上，数字仪表置于调度值班室的仪表柜中; 二者间用数据线连接，将电磁流量计的流速信息传输到仪表，并计算、显示相关运行数据。其工作原理是: 将泵站压力输水管道的直径参数输入仪表计算出过水断面面积，电磁场扫描通过流量计断面的瞬时流速，仪表据此显示水泵机组的瞬时流量和累计水量值。
【问题分析】
由电磁流量计的工作原理可知: 当管道中通过的流体全部为水时，仪表的显示是准确无误的，对应的千吨·公里损失指标正常; 当水体中夹杂少量气体时，机组由于气蚀而效率下降，表现为泵站单耗上升、千吨·公里损失指标浮动; 当含气量大到一定的程度时，机组由于做功少而单耗下降，对应的千吨·公里损失指标则失实。
【误差计算】
根据经验总结，当水中混有1% 空气时，水泵效率下降5% ～ 15%，当混入10% 时，水泵就不能工作了。管道中水和气的运行情况是十分复杂的，只能通过纯物理理论来进行粗浅的分析和计算，计算的结果可以说明生产实际中发生的问题，下面以2011 年6 月22日的运行数据为例计算如下。
【运行参数】
夹马口泵站运行机组7 台，单机流量1. 110m3 /s，日提水量737958m3，当日单耗0. 275kW·h /m3 ; 干渠站当日千吨·公里损失10. 3841m3，按指标7m3 核算日亏损40540m3。
【含气率1%的水量误差】
a. 体积误差。假设水中含气率为1%，则过水断面面积、流量、水量即误差1%。
b. 物理误差。以当日运行的6 号管道的平均流量Q = 4. 439m3 /s、1400 管道面积A = 1. 539m2 计算，管道中水平均流速v流量计= 2. 884m/s。
由牛顿第二定律F = ma = Vρa 可知，将压力输水管道中水和气的作用力F 和微小颗粒的体积V 视为相等，则加速度a 的大小由水和气的密度ρ 决定，由资料可查得在0. 7MPa 绝对压力( 夹马口泵站扬程为70m)下常温ρ气= 8. 1837kg /m3、ρ水= 1000kg /m3，则a气=（ρ水/ρ气）*a水= 122a水。由匀速直线运动公式vt = v0 + at 可知，假设水和气经叶轮加压后在水泵出口的起始速度相等且为零，
则v气/v水= a气/a水= 122，由此流量计测得的管道中水平均流速v流量计= 2. 884 = v水× 99% + 122v水× 1%，解得水体实际流速v水= 1. 305m/s，仅占v流量计的45. 25%。
c. 合计误差。因45. 25% × 99% = 44. 80%，则误差率为55. 20%。按2011 年6 月22 日水量折算，多计水量为737958 × 55. 20% = 407353m3。
【以当日亏损水量折算水体含气率】
折算的误差率为40540 /737958 = 5. 49%。
由此可知，体积误差很小，可忽略以方便计算，则
v水/v流量计= v水/2. 884 = 1 － 5. 49%，解得v水= 2. 726m/s。
设水体含气率为x，则v水( 1 － x) + v气x = v流量计，即
2. 726( 1 － x) + 122 × 2. 726x = 2. 884，解得x =0. 00048 = 0. 48‰。
【结果说明】
a. 在1% 含气率的假定下，理论计算的误差率55. 20%即为水泵效率的下降值，是经验值5% ～ 15%最大值的近4 倍，恰恰证明了泵体和管路中水和气运动状态的复杂性，单单依靠理论计算是不能完全解释
清楚的。
b. 以2011 年6 月22 日运行数据算得的水体含气率0. 48‰，虽然不是十分准确，但能证明电磁流量计的稳定性对水体含气率十分敏感。
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