汙水處理廠對流量計的(de)選型及運行問題處理
點擊次數:2193 發布時間:2020-08-10 07:05:17
摘要:紹(shào)興汙水處理廠(chǎng)的流量(liàng)計檢測係統與工藝(yì)流程相適(shì)應,進廠管線及各工藝段流量數據通過在(zài)線流量計通訊至分站PLC,再傳輸(shū)到中央控製室。通(tōng)過對流量計的選型及維修的(de)研究,可提高流量計(jì)的運行可靠性,從而為汙水處理智能化控(kòng)製提供了有(yǒu)力的(de)保障。
紹興水處理發展有限公司是國內工業廢(fèi)水處理量*大的汙水處(chù)理(lǐ)廠之一,一期(qī)工藝為厭(yàn)氧/好氧/混凝沉澱,處理規模為30×10^4m³/d;二期采用好氧延時曝氣工藝,處(chù)理(lǐ)規(guī)模為30×10^4m³/d;2004年-2006年通過對(duì)一(yī)、二期工程實施挖潛改造,汙水處理能力達到70×10^4m³/d;三期工藝(yì)采用物化混(hún)凝沉澱/水解酸化/延時(shí)曝氣,處理能(néng)力為20×10^4m³/d,總處理能力為(wéi)90×10^4m³/d。
目前,我國城市(shì)汙水處理行業側重於工藝的建設,對於優化運營尚未進(jìn)行過(guò)係統研究,汙水處理廠的過程控製和管(guǎn)理沒有得到足夠的重(chóng)視,從而造成(chéng)各處理段工(gōng)藝參數不穩定、處(chù)理過程中物耗能耗高等問(wèn)題。要(yào)使汙水處(chù)理運營正常,汙水處理的水質、水量達到**排放標準,對流量計量檢測儀表的配置和管理提出(chū)了新的要求,這主要體現在以下幾個方麵: 汙(wū)水處(chù)理企業加強對外結(jié)算(suàn)和(hé)內部核算,以及環保部門進、出水水量的監視,需(xū)合(hé)理配置進、出水及過程流量儀表(biǎo);汙水處理普遍(biàn)實現了(le)自動化,對流量檢測儀表的性能提出了更高(gāo)的要求;高穩定性(xìng)和較低的維護、校準成本,對流量計的使用(yòng)提出可靠性要求。
1、流量計的選型
1.1流(liú)量計選(xuǎn)型原則
對於一個特定的使用場合(hé),流(liú)量計的選擇取決於被測管道(dào)工藝特性(例如流量計在(zài)現場安裝條件下的準確度、安裝條件的局限或被測介質的特(tè)殊性等),因此(cǐ)對流量計的選擇必須結合工藝要求與使用條件(jiàn)作出判(pàn)斷。根(gēn)據經驗,主要從以下四(sì)個方麵進行選型:
①確定(dìng)被測流體的類(lèi)型(xíng)。包括被測(cè)流體是液體還是氣體;被測(cè)流體是否有腐蝕性,是否有導電性(xìng)。
②確定流量計工作條件和管道內壓力的(de)界限值。
③確定流量計的安裝條件。包括管道(dào)的內徑尺寸,安裝流量計的上、下遊直管(guǎn)段長度,是否有擾流件,是否能滿足流量計的(de)基本安裝條件;管道內(nèi)被測流體是否能達到滿管要(yào)求等。
④確定性能和測量能力方麵總的要求。包括準確度要(yào)求,以及在多大的流量測量範圍(wéi)內保證上述精度;對用於結算(suàn)的流(liú)量計,其精度要求高於國標;確定流量(liàng)計(jì)使用模擬量或總(zǒng)線的通訊方式。
1.2流量計的選型配置
紹興汙(wū)水處理廠根(gēn)據工藝要求,配合自控係統,結合生(shēng)產運行經驗,在進廠、出廠管線及各工藝段配置與工藝流程相適應的流量監測(cè)儀表,各(gè)流量計瞬時和累計信號通(tōng)過4~20mA電流信號或者profibus-PA現場總線送至各控製分站(PLC),再傳送到(dào)中央控製室。
根據流量計(jì)選型原則,同時比較汙水流量計和時差式(shì)超聲波流量計的(de)特(tè)點,全廠共配置汙水流量計140餘台(tái),主要分布在進、出(chū)廠管線及(jí)加藥管道上。由於管道內有一定的靜壓且流量較大,排除了明渠流量計的選用,且其流量不(bú)僅對工藝十分(fèn)重要,還作(zuò)為結算的依據(jù),因此(cǐ)在選(xuǎn)型上*先要考慮(lǜ)精度和穩定性,汙水流量計為(wéi)*佳選擇,並且應使用精度高的汙水流量計,同時因工業廢水具(jù)有一定的腐蝕性,故(gù)選(xuǎn)擇耐腐蝕的電*和襯裏,並應根據汙水流(liú)量計安裝所需直管段要求(流量計前為(wéi)5DN,後(hòu)為3DN),選擇適合的安裝位置。進(jìn)廠管線所用的汙水流量(liàng)計見圖1。
紹興水處理發展有限公司是國內工業廢(fèi)水處理量*大的汙水處(chù)理(lǐ)廠之一,一期(qī)工藝為厭(yàn)氧/好氧/混凝沉澱,處理規模為30×10^4m³/d;二期采用好氧延時曝氣工藝,處(chù)理(lǐ)規(guī)模為30×10^4m³/d;2004年-2006年通過對(duì)一(yī)、二期工程實施挖潛改造,汙水處理能力達到70×10^4m³/d;三期工藝(yì)采用物化混(hún)凝沉澱/水解酸化/延時(shí)曝氣,處理能(néng)力為20×10^4m³/d,總處理能力為(wéi)90×10^4m³/d。
目前,我國城市(shì)汙水處理行業側重於工藝的建設,對於優化運營尚未進(jìn)行過(guò)係統研究,汙水處理廠的過程控製和管(guǎn)理沒有得到足夠的重(chóng)視,從而造成(chéng)各處理段工(gōng)藝參數不穩定、處(chù)理過程中物耗能耗高等問(wèn)題。要(yào)使汙水處(chù)理運營正常,汙水處理的水質、水量達到**排放標準,對流量計量檢測儀表的配置和管理提出(chū)了新的要求,這主要體現在以下幾個方麵: 汙(wū)水處(chù)理企業加強對外結(jié)算(suàn)和(hé)內部核算,以及環保部門進、出水水量的監視,需(xū)合(hé)理配置進、出水及過程流量儀表(biǎo);汙水處理普遍(biàn)實現了(le)自動化,對流量檢測儀表的性能提出了更高(gāo)的要求;高穩定性(xìng)和較低的維護、校準成本,對流量計的使用(yòng)提出可靠性要求。
1、流量計的選型
1.1流(liú)量計選(xuǎn)型原則
對於一個特定的使用場合(hé),流(liú)量計的選擇取決於被測管道(dào)工藝特性(例如流量計在(zài)現場安裝條件下的準確度、安裝條件的局限或被測介質的特(tè)殊性等),因此(cǐ)對流量計的選擇必須結合工藝要求與使用條件(jiàn)作出判(pàn)斷。根(gēn)據經驗,主要從以下四(sì)個方麵進行選型:
①確定(dìng)被測流體的類(lèi)型(xíng)。包括被測(cè)流體是液體還是氣體;被測(cè)流體是否有腐蝕性,是否有導電性(xìng)。
②確定流量計工作條件和管道內壓力的(de)界限值。
③確定流量計的安裝條件。包括管道(dào)的內徑尺寸,安裝流量計的上、下遊直管(guǎn)段長度,是否有擾流件,是否能滿足流量計的(de)基本安裝條件;管道內(nèi)被測流體是否能達到滿管要(yào)求等。
④確定性能和測量能力方麵總的要求。包括準確度要(yào)求,以及在多大的流量測量範圍(wéi)內保證上述精度;對用於結算(suàn)的流(liú)量計,其精度要求高於國標;確定流量(liàng)計(jì)使用模擬量或總(zǒng)線的通訊方式。
1.2流量計的選型配置
紹興汙(wū)水處理廠根(gēn)據工藝要求,配合自控係統,結合生(shēng)產運行經驗,在進廠、出廠管線及各工藝段配置與工藝流程相適應的流量監測(cè)儀表,各(gè)流量計瞬時和累計信號通(tōng)過4~20mA電流信號或者profibus-PA現場總線送至各控製分站(PLC),再傳送到(dào)中央控製室。
根據流量計(jì)選型原則,同時比較汙水流量計和時差式(shì)超聲波流量計的(de)特(tè)點,全廠共配置汙水流量計140餘台(tái),主要分布在進、出(chū)廠管線及(jí)加藥管道上。由於管道內有一定的靜壓且流量較大,排除了明渠流量計的選用,且其流量不(bú)僅對工藝十分(fèn)重要,還作(zuò)為結算的依據(jù),因此(cǐ)在選(xuǎn)型上*先要考慮(lǜ)精度和穩定性,汙水流量計為(wéi)*佳選擇,並且應使用精度高的汙水流量計,同時因工業廢水具(jù)有一定的腐蝕性,故(gù)選(xuǎn)擇耐腐蝕的電*和襯裏,並應根據汙水流(liú)量計安裝所需直管段要求(流量計前為(wéi)5DN,後(hòu)為3DN),選擇適合的安裝位置。進(jìn)廠管線所用的汙水流量(liàng)計見圖1。

在生產(chǎn)運行中,檢測各工藝段處(chù)理的汙水(shuǐ)流量(liàng)及汙泥的流量,對工藝運行都具有重要意(yì)義。在選擇各工藝段使用的流量計時,由於其基本用於內部生(shēng)產工藝的控製和選擇,精度要求略低於進廠管(guǎn)線流量(liàng)的精度要求,且應(yīng)便於維修車間的安裝、檢修和保養,故采用超聲波時差式流(liú)量計,共計250餘台(tái)。廠區內使用的美國格萊時差式超聲(shēng)波流量計如圖2所示(shì)。

2、運行中存在的主要問題及處理方法
流量計運行中引起故障的原因可分為兩大類,*一類為儀表本身故障,即傳感器或變(biàn)送器損壞引起的故障;*二類為外界原因引(yǐn)起的故(gù)障,如安(ān)裝(zhuāng)不妥、流態變化(huà)、沉積和結垢等。常見故障表現(xiàn)為以下幾方麵(miàn): 無流量信號輸出;輸出晃動(dòng);流量測量值與實際值不符等。在維修過程中,一般采用以下方法(fǎ)來排除: 采(cǎi)用萬(wàn)用(yòng)表檢查,測量電*對稱性,電*對地的絕緣電阻,激(jī)磁線圈對地的絕緣電阻等;替(tì)代法檢查,利用相同型號(hào)流量計的傳感器、變送器以及變送器內各線路(lù)板器件間的互換性,以替代法判別故障所在位置(zhì);信號蹤跡法檢查,用模擬信號器替代(dài)傳感器,在液體未流動條件下提供流量信號,以測試變送器(qì)。
2.1無流量信號輸出的故障原因和采(cǎi)取措施
在使用過程中,流量計(jì)出現無流量(liàng)信號輸出現象,大體上可歸納為(wéi)4個方麵故障,分別為:
①電源未通等電(diàn)源方麵故障。出(chū)現此類故障時(shí),*先(xiān)確認己接(jiē)入電源,再檢查電源各部分,查電源線路板輸出各路電壓是(shì)否正常,或(huò)嚐試(shì)置換整個電源線路板。
②連接電纜(激磁回路,信號回路)係統方麵故障。應分別檢查(chá)連接激磁係統和(hé)信號係統的(de)電(diàn)纜是否通暢,連接是(shì)否正確。
③液體流動狀況。檢查管道內是否充滿(mǎn)測量液體(主要針對超聲波流量(liàng)計),檢查傳感器安裝位置是否符合要求。
④傳感器零部件損(sǔn)壞或測量內壁附著層引起等方麵的故障。出現此類故障時,可用萬用表(biǎo)測(cè)量電*對稱性、電*對地的絕緣(yuán)電阻、激磁線圈對地的(de)絕緣電阻等,並清洗汙水流(liú)量計(jì)傳感(gǎn)器內壁或超聲波流(liú)量計探頭。
2.2輸(shū)出晃動的故障原因和采取措施
流量計輸出流量信號出現晃動現象,可歸結為(wéi)以下幾個故障:
①流動本(běn)身是波動(dòng)或脈動的,實質上不(bú)是流量計的故障(zhàng),僅如(rú)實(shí)反映流動狀(zhuàng)況。
②管道未充滿液體或液體(tǐ)中含(hán)有(yǒu)氣泡。為避免(miǎn)此(cǐ)類現象發生,在設計安裝中應盡量選擇直管上升管道安裝流(liú)量計,若現場條件不允許,可在橫管段采用下沉“U”管(guǎn)道設計,並符合安裝直(zhí)管(guǎn)段要求。
③外界電、磁幹擾。此類故障主要出現在汙水流量計上,需檢查其接地保護,通常接地電阻要小(xiǎo)於10Ω,不與(yǔ)其他電機設備(bèi)共用接地。同時(shí)將汙水流量計傳(chuán)感器遠離強磁場源(yuán),避免磁場幹擾。
④汙水流量計電*材料與液體(tǐ)匹配不妥。一般情(qíng)況下,電*材料的選擇應考慮被測液體的腐蝕性,若選配不妥產生電*表麵效應會形成輸出晃動(dòng)等故障。
2.3測量值與實際(jì)值不符的(de)原因和采取(qǔ)措施
紹(shào)興(xìng)汙水(shuǐ)廠廠區內流量計分布較多,常出現流量(liàng)計測(cè)量值與實際值不符的現象,這會造成運行(háng)生產上的不便。在(zài)檢查此類故(gù)障現象之前,*先要評估流(liú)量計輸出(chū)信號的準確性和(hé)正確(què)性(xìng),可以將係統(tǒng)運行過程中(zhōng)的進、出流量作比較,同時采取(qǔ)外夾裝式超聲流量計檢測流量作參考進行比對,根據經驗及比對檢測數據,判斷流量計測量值是否與實際值不符,確認其故障後再作下一步檢查。根據實(shí)踐維修經驗的積累,導致流量計測量值與實際值不符的故障,大體(tǐ)上可歸納成以下幾個方麵:
①變送(sòng)器設定值不正確。此類故障需複核(hé)流量計(jì)傳感器型號、口徑、量程和計量單位等設定值,並(bìng)用模擬信號器檢(jiǎn)查轉換器(qì)零點和量程。
②傳感器(qì)安裝位置不妥。未(wèi)滿管或液體中含有氣泡(pào),此類故障主要(yào)是設計(jì)安(ān)裝不當所致。
③使用過程中電纜絕緣下降。這種情況(kuàng)下,一般(bān)檢查電纜(lǎn)線的(de)絕緣,同時核查電纜線的長度是(shì)否超出了(le)電纜*長長度要求,導(dǎo)致信號衰減。
④傳(chuán)感器*間電阻變化或電*絕緣下降,導致流量計測(cè)量值與實際值(zhí)不符。可用萬用表在充(chōng)滿液體時測量電*接觸電(diàn)阻,雖然隻是確定大體的值,卻(què)是判斷管壁狀況較方便的方法。
⑤核查所測量(liàng)管係是否存在未納入考核的(de)流入/流出管道,同時確定流量計間閥(fá)門是否緊閉(bì)。
3、結語
通過流(liú)量計檢(jiǎn)測工藝管道流量數據,已成為紹興汙水處理廠進行水(shuǐ)量(liàng)控(kòng)製的主(zhǔ)要手段。在十(shí)多年的運行過(guò)程中,不斷總結流量計的使用經驗,提高維(wéi)修技能水平(píng),建立健全運行維護管理製度,流量計(jì)的設備(bèi)完(wán)好率得到了顯著的提高(gāo),並有效地降低了運行人員的勞動強度,提高(gāo)了工作效率,為汙(wū)水(shuǐ)處理(lǐ)智能(néng)化控製運行提供了有力的(de)保障。
流量計運行中引起故障的原因可分為兩大類,*一類為儀表本身故障,即傳感器或變(biàn)送器損壞引起的故障;*二類為外界原因引(yǐn)起的故(gù)障,如安(ān)裝(zhuāng)不妥、流態變化(huà)、沉積和結垢等。常見故障表現(xiàn)為以下幾方麵(miàn): 無流量信號輸出;輸出晃動(dòng);流量測量值與實際值不符等。在維修過程中,一般采用以下方法(fǎ)來排除: 采(cǎi)用萬(wàn)用(yòng)表檢查,測量電*對稱性,電*對地的絕緣電阻,激(jī)磁線圈對地的絕緣電阻等;替(tì)代法檢查,利用相同型號(hào)流量計的傳感器、變送器以及變送器內各線路(lù)板器件間的互換性,以替代法判別故障所在位置(zhì);信號蹤跡法檢查,用模擬信號器替代(dài)傳感器,在液體未流動條件下提供流量信號,以測試變送器(qì)。
2.1無流量信號輸出的故障原因和采(cǎi)取措施
在使用過程中,流量計(jì)出現無流量(liàng)信號輸出現象,大體上可歸納為(wéi)4個方麵故障,分別為:
①電源未通等電(diàn)源方麵故障。出(chū)現此類故障時(shí),*先(xiān)確認己接(jiē)入電源,再檢查電源各部分,查電源線路板輸出各路電壓是(shì)否正常,或(huò)嚐試(shì)置換整個電源線路板。
②連接電纜(激磁回路,信號回路)係統方麵故障。應分別檢查(chá)連接激磁係統和(hé)信號係統的(de)電(diàn)纜是否通暢,連接是(shì)否正確。
③液體流動狀況。檢查管道內是否充滿(mǎn)測量液體(主要針對超聲波流量(liàng)計),檢查傳感器安裝位置是否符合要求。
④傳感器零部件損(sǔn)壞或測量內壁附著層引起等方麵的故障。出現此類故障時,可用萬用表(biǎo)測(cè)量電*對稱性、電*對地的絕緣(yuán)電阻、激磁線圈對地的(de)絕緣電阻等,並清洗汙水流(liú)量計(jì)傳感(gǎn)器內壁或超聲波流(liú)量計探頭。
2.2輸(shū)出晃動的故障原因和采取措施
流量計輸出流量信號出現晃動現象,可歸結為(wéi)以下幾個故障:
①流動本(běn)身是波動(dòng)或脈動的,實質上不(bú)是流量計的故障(zhàng),僅如(rú)實(shí)反映流動狀(zhuàng)況。
②管道未充滿液體或液體(tǐ)中含(hán)有(yǒu)氣泡。為避免(miǎn)此(cǐ)類現象發生,在設計安裝中應盡量選擇直管上升管道安裝流(liú)量計,若現場條件不允許,可在橫管段采用下沉“U”管(guǎn)道設計,並符合安裝直(zhí)管(guǎn)段要求。
③外界電、磁幹擾。此類故障主要出現在汙水流量計上,需檢查其接地保護,通常接地電阻要小(xiǎo)於10Ω,不與(yǔ)其他電機設備(bèi)共用接地。同時(shí)將汙水流量計傳(chuán)感器遠離強磁場源(yuán),避免磁場幹擾。
④汙水流量計電*材料與液體(tǐ)匹配不妥。一般情(qíng)況下,電*材料的選擇應考慮被測液體的腐蝕性,若選配不妥產生電*表麵效應會形成輸出晃動(dòng)等故障。
2.3測量值與實際(jì)值不符的(de)原因和采取(qǔ)措施
紹(shào)興(xìng)汙水(shuǐ)廠廠區內流量計分布較多,常出現流量(liàng)計測(cè)量值與實際值不符的現象,這會造成運行(háng)生產上的不便。在(zài)檢查此類故(gù)障現象之前,*先要評估流(liú)量計輸出(chū)信號的準確性和(hé)正確(què)性(xìng),可以將係統(tǒng)運行過程中(zhōng)的進、出流量作比較,同時采取(qǔ)外夾裝式超聲流量計檢測流量作參考進行比對,根據經驗及比對檢測數據,判斷流量計測量值是否與實際值不符,確認其故障後再作下一步檢查。根據實(shí)踐維修經驗的積累,導致流量計測量值與實際值不符的故障,大體(tǐ)上可歸納成以下幾個方麵:
①變送(sòng)器設定值不正確。此類故障需複核(hé)流量計(jì)傳感器型號、口徑、量程和計量單位等設定值,並(bìng)用模擬信號器檢(jiǎn)查轉換器(qì)零點和量程。
②傳感器(qì)安裝位置不妥。未(wèi)滿管或液體中含有氣泡(pào),此類故障主要(yào)是設計(jì)安(ān)裝不當所致。
③使用過程中電纜絕緣下降。這種情況(kuàng)下,一般(bān)檢查電纜(lǎn)線的(de)絕緣,同時核查電纜線的長度是(shì)否超出了(le)電纜*長長度要求,導(dǎo)致信號衰減。
④傳(chuán)感器*間電阻變化或電*絕緣下降,導致流量計測(cè)量值與實際值(zhí)不符。可用萬用表在充(chōng)滿液體時測量電*接觸電(diàn)阻,雖然隻是確定大體的值,卻(què)是判斷管壁狀況較方便的方法。
⑤核查所測量(liàng)管係是否存在未納入考核的(de)流入/流出管道,同時確定流量計間閥(fá)門是否緊閉(bì)。
3、結語
通過流(liú)量計檢(jiǎn)測工藝管道流量數據,已成為紹興汙水處理廠進行水(shuǐ)量(liàng)控(kòng)製的主(zhǔ)要手段。在十(shí)多年的運行過(guò)程中,不斷總結流量計的使用經驗,提高維(wéi)修技能水平(píng),建立健全運行維護管理製度,流量計(jì)的設備(bèi)完(wán)好率得到了顯著的提高(gāo),並有效地降低了運行人員的勞動強度,提高(gāo)了工作效率,為汙(wū)水(shuǐ)處理(lǐ)智能(néng)化控製運行提供了有力的(de)保障。
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