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    流量計對污水流量的監(jiān)測

    發(fā)布時間: 2017-06-07  點擊次數(shù): 1441次

    流量計是少數(shù)幾種使用比制造困難的儀器儀表之一,主要是因為流量計種類繁多,各有特點,加上被測對象又是污水,特別是未經(jīng)處理的污水,不但具有強腐蝕性,而且還含有大量的雜質,具有一定的導電性,同時選型又涉及許多技術問題和經(jīng)濟因素。因此,要做到技術上可行,經(jīng)濟上合理,必須對各流量計的性能特點和工作原理有所了解,才能保證流量計的選型更加合理。本文通過幾種常用流量計的介紹,根據(jù)實際的應用情況,說明污水流量監(jiān)測過程中如何合理選用不同的流量計。
    1 流量監(jiān)測中幾種常用的流量計
    1.1 電磁流量計
    電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。由于其*的優(yōu)點,目前被廣泛地應用于酸、堿、鹽等腐蝕性介質,易燃易爆介質,污水處理以及化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中的漿液流量的測量,并形成了*的應用領域。
    1.2 超聲波流量計
    超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。超聲波流量計的測量方法很多,有時間差法、頻率差法、相位差法、多普勒法。時間差法、多普勒法是應用zui多的測量原理。
    超聲波流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬*流量計,適用于解決流量測量困難的問題,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點,近年來它是發(fā)展迅速的流量計類型之一。
    超聲波流量計的特點是可做非接觸式測量,為無流動阻撓測量,無壓力損失,可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。時差法超聲波流量計是目前應用zui廣泛的。隨著CPU、信號處理技術的發(fā)展,測量的準確度和可靠性有了很大的提高。尤其是時間測量技術的發(fā)展,時差分辨力提高了,解決了小口徑、低流速測量難的問題。應用領域也從凈水擴展到循環(huán)水、污水、重油、原油、成品油以及空氣、天然氣等多種介質。但有較多氣泡或懸浮物的液體會阻礙聲脈沖的正常傳播,導致不能正常測量,所以超聲波流量計更適于測量純凈液體。
    多普勒法超聲波流量計一般要求流體內有足夠大的散射體存在,而且還得是連續(xù)的。通常情況下,散射體的速度與流體的速度有明顯的滑差,要求流體流動的速度必須比粒子產生沉淀的臨界速度大很多,另外測得的速度只是散射體相遇點的速度值,因此,測量的速度值對流速分布和流態(tài)有很大的依賴性,也就是說直管段的長度要求很長,需在20倍管徑以上。所以,多普勒法超聲波流量計的應用有一定的局限性,較多應用于生活污水、工業(yè)廢水、啤酒飲料等介質的測量,通常不適用于非常清潔的流體測量。
    1.3 V錐流量計
    V錐流量計是一種新穎的差壓式流量計,利用一個V形錐體在流場中產生的節(jié)流效應來測量流量,如果流體通過一個節(jié)流元件時,流速會加快,從而會使動能增加,而被加速處流體的靜壓力反而會被降低。壓降的大小與流體的流速具有一定的函數(shù)關系,在其它條件不變的情況下,壓降會隨流速的增加而增加,隨流速的減小而減小。
    V錐體流量計和其它節(jié)流式流量計不同,它改變了節(jié)流的布局,使它從中心孔節(jié)流變成環(huán)狀節(jié)流,V錐流量計是集差壓式流量計之精華的結晶,它的節(jié)流緣是鈍角,流動時形成邊界層,使流體離開了節(jié)流緣。邊界層效應使骯臟流體不能磨損節(jié)流緣,其β值(等效直徑比)長期不變,是一種接近理想狀態(tài)的節(jié)流裝置,具有長期的穩(wěn)定性。適用于各種氣體和液體、煤氣、各種臟污氣體介質、直管段不足的場所和對精度要求高的地方。由于經(jīng)濟成本和該儀表還沒有標準或國家標準,因此,還沒有得到大力的推廣和應用。
    2 流量計的選型設計
    在進行流量計的選型設計之前,我們應該首先明確被測對象,然后再綜合考慮儀表性能、安裝條件、環(huán)境條件和經(jīng)濟因素這幾方面因素。
    2.1 明確被測對象
    被測對象就是工業(yè)廢水,工業(yè)廢水含有大量的雜質,有一定的導電性和腐蝕性。那么哪一種更適合這類水質的測量呢?
    電磁流量計適合測量導電液體(電導率≥5μS/cm)的流量,應根據(jù)被測介質物性、管道材質,合理選擇電極形式、電極材質、襯里材質、接地方式、防護等級。
    超聲波流量計對被測介質要求十分苛刻,像多普勒法超聲波流量計只能正常測量雜質含量相對穩(wěn)定的流體,而時間差法流量計主要用來測量潔凈的流體。
    V錐流量計適用于臟污的流體測量,但前提條件是雷諾數(shù)應滿足要求。當雷諾數(shù)無限制地下降時,V錐流量計的流出系數(shù)隨著雷諾數(shù)的減小而減小,其不確定度將增加。在高壓的場合,V錐流量計使用有局限性,因為錐體負壓管的結構在承受高壓的情況下會發(fā)生脫落,導致事故的發(fā)生,選型應注意。
    2.2 流量計性能方面
    在選用某種流量計時,首先應綜合考慮該種流量計的精度、重復性、線性度、量程比、壓力損失、輸出信號特性、響應時間、不可測性等因素。
    電磁流量計的傳感器結構簡單,測量管內沒有任何阻礙介質流動的節(jié)流部件,所以不會引起任何附加的壓力損失,是流量計中耗能zui低的流量儀表之一。電磁流量計的量程范圍極寬,并且在測量過程中不受被測介質的溫度、粘度、一定范圍內電導率的影響,反應靈敏,可提供選擇的口徑范圍極寬,從幾mm到3m都可以滿足,選擇電磁口徑時應保證zui小流量工況下被測介質流速不小于0.5m/s。
    超聲波流量計是一種非接觸式的測量儀表,沒有機械傳動部件,通道內也沒有阻礙件,無壓力損失,能量損失小,測量精度不高。
    V錐流量計是一種具有*性能的新型流量計,具有高精度、高穩(wěn)定性,量程比較寬,而且重復性好(≤0.1%),準確度高(≤0.5%)。因為它是靠節(jié)流效應來測量壓差的,所以有一定壓損。
    2.3 安裝條件方面
    許多流量計在運行過程中存在問題,大部分是由于安裝出現(xiàn)了問題。
    電磁流量計水平、垂直(下進上出)、傾斜(底進頂出)安裝都可以,但要求前、后需有直管段,一般的要求是前直管段大于等于5D,后直管段大于等于3D。電磁流量計安裝時應保證滿管流,不能安裝在管道zui高點。儀表井內安裝的電磁流量計傳感器防護等級應為IP68。
    超聲波流量計的安裝對前、后直管段的要求比較高,安裝位置至少要有15D的直管段長度,不能受振動的影響,否則測量不。
    V錐流量計的安裝使用非常方便,安裝方式靈活,可選管道法蘭式、直接焊接式、方管式,所需的直管段很短,前直管段小于或等于3D,后直管段小于或等于1D就可以滿足要求。當測量臟污介質時,應合理選擇V錐流量計取壓方式,避免測量管線堵塞。
    2.4 環(huán)境方面
    環(huán)境方面主要是考慮周圍溫度、濕度、安全因素、信號調節(jié)及變送、壓力、大氣及電子干擾等對流量計性能穩(wěn)定方面的影響。安裝時都應盡量避開大電機、大變壓器等,以防引入電磁干擾。
    電磁流量計的環(huán)境溫度一般在-30~80℃,對相對濕度的要求在5%~95%之間,大氣壓力為86~106kPa;超聲波流量計對環(huán)境溫度的要求為:轉換器是-10~45℃、傳感器是-30~60℃(常溫型)和-30~160℃(高溫型);而V錐流量計環(huán)境溫度在-25~60℃范圍內,一體型結構溫度還受制于電子元器件,范圍要窄些,環(huán)境相對濕度在10%~90%范圍內。
    2.5 經(jīng)濟成本方面
    流量計的選擇要在初期投資和長期可靠運行之間綜合考慮,例如購買費用、安裝費用、操作費用、維護費用、校驗費用、流量計壽命、備件及消費品、可靠性方面等各種因素都要在有效滿足工業(yè)生產可靠運行的前提下,進行*的經(jīng)濟選型。
    電磁流量計目前常用的德國E+H、科隆、日本橫河等公司產品均價格不菲,以DN200mm管徑為例,價格一般在2萬元左右,但隨著被測管徑的增大和抗腐蝕性的要求,價格也會相應增加。而像國內比較的北京中瑞能、上海光華、四川川儀等生產的電磁流量計產品,精度上也有了很大的提高,并且價格方面也有很大的優(yōu)勢。
    超聲波流量計目前常用的進口品牌有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系列、迪納聲DYNASONISERIES901系列、日本橫河、英國MICRONES,固定式價格一般在3~5萬元之間。在國內,像廣州怡文、開封儀表、上海肯特等所生產的產品在工程應用上也很廣泛,與國外的產品在成本方面有很大的競爭優(yōu)勢。
    V錐流量計中的V錐由于用料多、加工工藝復雜、標定費用高、基本上依賴國外技術,使得其售價較高,在國內使用還不廣泛,因成本關系還不能取代其它流量計。

     

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