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污水计(jì)量(liàng)中电磁流量计与超(chāo)声波流量计选型应用

点击次数:2274 发布时间:2021-09-10 03:14:59
摘要:针对污水处理场合的实(shí)际特点,在综合(hé)考虑了污水流量测(cè)量安全性、准确性和经济性等指标后,为污水处理单位选定了两种管道式流量计,并(bìng)对其性能进行了综合性(xìng)比较。
1、引言
流量计量是计量科学的重要组成(chéng)部(bù)分,同(tóng)时(shí)推动与支持了国民经济的发展(zhǎn),然(rán)而流量计却是少数几种使用比制造艰难的仪表之一(yī)。因此在针对某一现(xiàn)实工矿场合进行流(liú)量计量的时(shí)候,应从(cóng)实际情况出(chū)发,综合地考虑测量的安全性、准确性和经济性等指标,才能*终(zhōng)实现(xiàn)较好的流(liú)量测量。
2、针对污水(shuǐ)处理单位的实际工况特点选择管道式流量计
污水处(chù)理单位作为接收从污染源(yuán)排出的污(wū)染物总量或浓度较高、达不到排放标(biāo)准要求或不适应环境容量要求的污(废)水,并对其进行人工强化处理的环节,**需要流量信息,以确定系统的运行状态,以及污水信息上传。为了达到综合效益的*大化,应从安(ān)全性、准确性和经济性等指标,对污(wū)水处理厂污水流量计选型,进(jìn)行逐一考(kǎo)查。
2.1安全性
污水处理厂需要安装流量计的场合,一般不会设有复杂密集的(de)机械装置、电气装置,所以(yǐ)不(bú)会发生(shēng)机械强度或电气回路故障而引起事故。污水处理单位在运行(háng)中会(huì)产生大量气体(tǐ),如甲烷、CO、硫化氢等。其中有些气体当达到一定浓度时,是存在安全隐患(huàn)的,所以在选择流量计时(shí),流量计的防爆性应加以考虑。
2.2准确性
为了达到对(duì)污水测量的准确性,应全面分析设置在污水处理单位的流(liú)量(liàng)计的工作对象及其(qí)特点(diǎn),从中(zhōng)找到选择流量(liàng)计的依据,以及使用时的注意事项。
2.2.1被测量的介质(zhì)
污水处理单位的被(bèi)处理(lǐ)介质是污水,但是污水的来源不尽相同,各(gè)来源污水的(de)各个指标参数也有所差(chà)别,因此*先应考虑污水的(de)来源。
(1)生活污水是(shì)人们(men)在日常(cháng)生活中使用过的,并被生活废料所污染的(de)水(shuǐ)。其水(shuǐ)质、水量(liàng)随季节而变化,一般夏季用水相(xiàng)对较多,浓度低(dī);冬季相应量少,浓(nóng)度高。生活污水一(yī)般不含有毒物质,主要污染物(wù)有有机物、无机(jī)盐类等,且多悬浮物。
(2)工业废水是在工矿生产(chǎn)活动中产生的废水,工业废水可(kě)分为生产污水与生产废水。生产污水(shuǐ)是在生产过(guò)程(chéng)中形成、并被生产原料、半成品或成品等原料所污染,也包括(kuò)热污染(指生(shēng)产(chǎn)过程中产生的、水温超过60℃)的水;生产废水是在生产过程中形成,但未(wèi)直接(jiē)参与生(shēng)产(chǎn)工(gōng)艺、未被生产原料、半成品或(huò)成品等原料所污染或(huò)只是(shì)温度(dù)少有上升的水。生产污(wū)水需要(yào)进行净化处理;生产废水不需要净化处理或仅需做简单(dān)的处理,如冷却处(chù)理。生产污水,它与生产行业有关系,不(bú)同的生产行业(yè),或是同一行业不同的生产工艺其污染物也是有很大别的。生产污水中主要(yào)污染物不外乎:有机需氧物质、化学毒物、无机固体悬浮物、重金属、酸、碱(jiǎn)、植物营养物质、病原体等。
(3)被污染的雨水主要是指初期雨水。由于初期雨水冲刷了地表的各种污染物,污染程度很高,故宜作净化(huà)处理。
由此可见(jiàn),对于污水处理单(dān)位而言,被测量的介质是混合(hé)介质,含有一定的悬浮(fú)物质(zhì)等污物,因其含有大(dà)量物质,往往具有一定的酸碱性、腐(fǔ)蚀性、导(dǎo)电性。由于污水中悬浮物质且具有一定的腐蚀性,对于如涡轮式(shì)流量(liàng)计、容积式流量计、差压式流量计、转子(浮子)流(liú)量计等接触式的流量计,如果进行长时间的(de)测量,污水中污物可能将流量计堵塞,腐蚀流量计的工作元件,使流(liú)量计不能正常工作。所以在测量污水流量时,*好应选用(yòng)非接触式的(de)流量计,以免被污水侵蚀无法长时间正常工作。
2.2.2被测量(liàng)介质的温度
污水处理单位通常是在常温常压运行,因此可认为(wéi)被测介质的温度为常温(wēn),所以在进行流(liú)量计的选择时(shí),无需过多考虑。
2.2.3被测量介质的压力
污水处理单位通常是在常温常压运行,因此可认为被测介质的温度为常压,所以在进行(háng)流量计的选择时(shí),无需过多考虑。
2.2.4被测量介(jiè)质的(de)流量
对于不同的污水(shuǐ)处(chù)理单位,其处理能力有所不同,其管道直(zhí)径大小也不同,需要根据具体的污水处理(lǐ)单位进行实际的分析。当管道的直径较小时,多数的流量计是能胜任的。由于有些流量计,如差压(yā)流量计,安装时要求安装点前后应有数(shù)倍管道直径(jìng)的直管段长度,但当管径较大时,这点是很难(nán)做到的。在测量大口径管道流量时,电磁流量计、超声波流量计和插入式流量计具有较大的优势。但是结合上述对污水本身含有悬浮物且具(jù)有一定腐蚀性(xìng)的特点的分析,插入式流量计(jì)在污水处理单位这样的工(gōng)况场合,一般应用较少,不予考虑。
2.3经(jīng)济性
在测量精度(dù)方面,电(diàn)磁(cí)流量计要比超声波流量计要高,但是两者的价格都会随着管径的增大(dà)而增大。超声(shēng)波流量计的测量精度(dù)会随着管径的增大,变得精确。在实际应用时,应在充分考虑实际要求精度、管径等因素,作出决定。
根据以上(shàng)的分析(xī),电磁流量计其测量的精(jīng)度较高(gāo),而超声波流量(liàng)计的(de)测量精度会随着管径的增大,变得精确。考虑到一般性,较好地面向不(bú)同的污水处理单位,故本文给出了电磁流量计与超声波流量计,作为污水处理单位流量计选型的备选方案。针对具(jù)体污水处理单位,应根据实际工况,如管径的大小(xiǎo)、要求的测量精度等,灵活的选择电磁流量计与超声波流量(liàng)计,以达到较好的效果。
3、电磁(cí)流量计与超声波流量计(jì)
3.1电磁流量计(jì)
电磁(cí)流量(liàng)计的测量是基于法拉*电磁感应定律,导电介质在电磁场中作切割磁力线运动时,导体会产生电动势为Ed,而该电动势Ed与被测介质流量(流速(sù))成正比。正因为电动势只与介质的流速有关,所以电磁流量计一般不受温度、压力、粘度、密度等其他外界(jiè)因(yīn)素的干扰。另(lìng)外,流(liú)量元件检测出的*初信号,是一个与流体平均(jun1)流速成精确线(xiàn)性(xìng)变化的电压,它与流体的其(qí)他性质无关,具有很大的优(yōu)越性。
根据污水具有流量变化大、含杂质(zhì)、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性,测量污水的流量,电磁流(liú)量计是一个很好的选择。它结构紧(jǐn)凑、体积小,安装、操作(zuò)、维护方便(biàn)。近几年电磁(cí)流量计测量系统在(zài)逐步智能化,仪表整体密封加强,能够保证在较(jiào)恶劣(liè)的环境下正常工作。鉴于污水具有一定的腐蚀性,在安装电磁流量计时可选用氯丁橡胶衬(chèn)里,含钼不锈钢(gāng)(OCrI8Ni12Mo2Ti)电*,这样就可(kě)满足污水流量(liàng)测量(liàng)的(de)要求(qiú)。
3.2超声波流量计
目前超(chāo)声波流量计大(dà)致分为两种:一种为(wéi)多普勒超声波流量计,一种是时差式超声波流量计。多普勒流(liú)量计是利用相(xiàng)位差法测量流速从而测得流量的(de)方法,即当某一已知频(pín)率的声波在(zài)水中运动时,由于液体本身有一种运动速度,导致超声波在两接收器之间的频率或相位发生相(xiàng)对变化(huà),通过测(cè)量这一相对变化就可(kě)获得液体速度,从而测(cè)得流量;时差型流量计是利用时间差法测量流速,即某一速度的(de)声波(bō)由于流体而使得其在两接收器之间传播速度发生变(biàn)化,通过测(cè)量这(zhè)一相对(duì)变化就可(kě)获得流体流速。在实际应用中我们多采用(yòng)的是时差型流量计。
它适用于能传播超声波的均匀(yún)液体和流速(sù)较高的气体。介质温度范围-10~100℃,介质压力不(bú)受限制。具有量程比宽,不(bú)受流体的黏(nián)度、密度的影响、能测强腐蚀介质等特点(diǎn)。超声波流量计真正的优势是(shì)用于测量大口径管道流量,如污(wū)水处(chù)理厂这种用水量大、管径大的用户。
4、流量计选型案例分析
4.1针对某污水处理厂管道式流量计选型
该污水处理厂是杭州市*大的(de)污水处(chù)理厂,其污水来源主要(yào)是来自杭州(zhōu)市三污干管、市经济技术开发区及余杭区的工业(yè)及生活污水(shuǐ),其处理的污水来源广泛,既包括有工业场合的生产(chǎn)废水,又有市民产生的生活污水,具(jù)有代表性。污水中含有一(yī)定的悬浮物质等污物,具有一定的酸碱性、腐蚀性、导电(diàn)性。
该处理厂满负荷运(yùn)转每天能处理60万t污(wū)水,相(xiàng)当于杭州目前40%左右的(de)排污量。可见该处理厂的污水处理能力较(jiào)强,所以这也(yě)决定了在污(wū)水处理流程中输送污水的管道的直径(jìng)也是较大的。经过实际的考查,了解到在提升泵前的管道直径分别为1800~2200mm。
根据该(gāi)处理厂(chǎng)的实际特点,在进行流量计的选型时,主要的参考依据是该处理厂的管道直径、提升(shēng)泵前后的直管长度以及流体介质。污水处理厂管道内介质具有导电性,且包含悬浮颗粒(lì),因此从原理上电(diàn)磁流量(liàng)计和超声波(多普(pǔ)勒)流(liú)量计都可以应用。
虽然在测量精(jīng)度方面(miàn),电磁流量计要(yào)比超声波流量计高,但(dàn)是其(qí)价格随着管道直径的增大趋势快于超声波流(liú)量(liàng)计(jì),在测量大直径的(de)管道流(liú)量时(shí),其经济性较差(chà)。针对该处理厂管径(jìng)较大的(de)情况,电磁流量计和(hé)超声波(多普勒)流量计都可作为(wéi)备选方案。若流量计安装位置前后(hòu)能(néng)有5~8m(*少3~5m)的直管段,则可以考虑用电磁流量计;若无法保证足够的(de)直管段、或管(guǎn)道施工不便,则考虑用(yòng)超声波(bō)(多普勒)流量计。
4.2针对某乳业公(gōng)司的管道式流量计选型
该(gāi)乳(rǔ)业公司其产生的污水主要是乳品废水,其具(jù)有有机物浓度高,油脂含量高,营养物质浓(nóng)度高的特点,易腐败,经过24h浮(fú)渣就会变黑且产生臭味。其(qí)排放污水中(zhōng)有机质的含量较高,但(dàn)是根(gēn)据(jù)其提供的污水处理厂流程图,可知其污水中也包含一定的生活污水、污物,具有一定导(dǎo)电性。
根据其提供资(zī)料,可(kě)知其潜水泵泵后的管径为80mm,管径较小。根据该乳业公司提供的:该乳业公司2016年4~6月数据报表中的流(liú)量数据,可知在这段时(shí)间内的平均(jun1)流量较小,但由于为间断性排水,因此数据无法反映出(chū)管道的平均瞬时流量和*大瞬时流量。根据一般经验,潜水泵出口管流速一般不大(dà)于(yú)3m/s;或者可以根据潜(qián)水泵的名*数据估算出口流(liú)量,并据此(cǐ)选择流(liú)量计量程(chéng)。
针对该乳业公司实际工况,选择超声波流量计的成本过(guò)于高昂;选择电磁流量计是比较合(hé)适(shì)的(de)。由于其管径较小,使用电磁(cí)流量计的成本不会很高(gāo),而且(qiě)使用电磁流(liú)量计,可以达到较为准(zhǔn)确的测量(liàng)结果。
5、结语
根据流量的选型原则,综合考虑了污(wū)水处理单位的(de)实际工况特点(diǎn),提出(chū)电(diàn)磁流量计和超声波流量计作(zuò)为污水处理单位管道式流量计选型的备(bèi)选方案。电磁流量计精度较高,可被用作结(jié)算(suàn)计量仪表使(shǐ)用;超声波流量计在测量大管径流(liú)量方面具有优势,其(qí)测量精度会随着管径的增大。为了达到对污水处理厂流量(liàng)更好地实时监(jiān)控效果,出具更具权威性的(de)测量结果,应用综合考虑,不同污水处理单位的实(shí)际情况,具体问题(tí)具体分析,以便选出具体场合下的*优的污水处理单位污水管(guǎn)道式流量测量装置。

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