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智能型電磁汙水流量計和超聲流量計在汙(wū)水處理廠的應用

點擊次數:2633 發布時間:2021-08-19 08:20:49
摘要:水資源的短缺已稱為製約我國可持續發展道路的主要因素。除了節約用水外,水汙染的防治也是水資源保護的當務之急。建立汙(wū)水處(chù)理廠(chǎng)是治理汙(wū)水的重要手段之一。液體流量計作為(wéi)汙水處理廠中的計量器具,是雙方貿(mào)易結算的依(yī)據。本文主要是通過對智(zhì)能型電磁汙水流量計和超聲(shēng)流量計的介紹,為汙水廠在流量計的選用中提供參考。
當(dāng)前,我國是嚴重水匱乏(fá)的**,水資源的短缺已成為可持續發展的嚴重製約(yuē)因素,可以說(shuō)已經(jīng)成為我國(guó)可持續(xù)發展的瓶(píng)頸。水資源時空分布嚴重不(bú)均,人(rén)口眾多和傳統工業經濟發展速度較快(kuài)加劇了缺水問題;嚴重的水汙染又(yòu)使缺水問題日益(yì)突出;因此,水汙(wū)染防治是水資源保護的當務之急。節水是從量上(shàng)保護水資源,防(fáng)治汙染是從質上保護水資源,二者(zhě)缺一不可,相輔相成,節(jiē)水本身就減少了汙染(rǎn)總量;汙染的防(fáng)治則實際上(shàng)減少(shǎo)了不可利用(yòng)的水量,等於節水。
汙水(shuǐ)處理廠的建設是治理汙水的重要手段之(zhī)一。目前,天津市投入運行的(de)汙水處理廠達到58座,累計日處(chù)理能力達到260萬t,使全市汙水處(chù)理率達到85%以(yǐ)上(城區90%以上)。現有的汙水處理廠大多是由企業投資(zī)建設,處理汙水所(suǒ)需的費用由政(zhèng)府結算。液體流量計作為(wéi)汙水(shuǐ)處理廠中的主要計(jì)量器具,是雙方結算的依(yī)據。由於其他類型液體流量計(如渦輪流量計、渦街流量計等)對水質要(yào)求比較高,汙水處理廠中常用液體流(liú)量計是智(zhì)能型電磁(cí)汙(wū)水流量計和超聲流量計。
1、智能型電磁汙水流量計的測量原理是根據(jù)法拉*電磁感應定律,當一導體在磁場中運動切割磁力線時,在導(dǎo)體的兩端即(jí)產生感應(yīng)電動勢,其方向由(yóu)右(yòu)手定則確定,其大小與磁場的磁感應強度、導體在磁場內的長度(dù)及導體的運動速度成正比,如果,三者互相垂直,則E=BLu (1-1)
若在磁感(gǎn)應強度為B的均與(yǔ)磁場中,垂(chuí)直於磁場方向放一個內徑(jìng)為D的不導磁管道,當導電液體在管道中(zhōng)以流速u流動時,導電(diàn)流體就切割磁力線。如果在管道截(jié)麵上垂直於磁場的直徑兩端安裝一(yī)對(duì)電*則可(kě)以(yǐ)證明,兩電*之間也將產生感應電動勢E=kBDv (1-2)
圓形截麵測量管道的體積(jī)流量(liàng)qv為
由此(cǐ)可以進一步表示
其中:流量計的校(xiào)準係數,該係數實際上通常是靠實流校準得到。
由上式可見,體積流量qv與感應電動(dòng)勢和測量管內徑呈線性(xìng)關係,與磁場的磁感應強度呈反比,與其他物理(lǐ)參數無關,這也是智能型電磁汙水(shuǐ)流量計的*大優點。它的結構主要包括流量傳感器與轉換器兩部(bù)分(fèn)組成。傳感器主要由一(yī)段流過被測(cè)導電(diàn)液體的測量(liàng)管;內襯通常是絕緣的(de),一對或多對(duì)電*測量(liàng)管道內導電液體流動產生的(de)信號;在測量管中產生磁場的(de)電磁體。轉換(huàn)器主要采用模擬集成運算放大(dà)電路對傳感器電*產生的電信號進行放大處理,來反映管(guǎn)道中流量的變化,通過二次顯示儀表讀取(qǔ)流量值。
2、超聲流量計以測量超聲波在流(liú)動介質中傳播的(de)時間與流量的關係為原理。通常認為(wéi)超聲(shēng)波在流體中的實(shí)際傳播速度是由介質靜(jìng)止狀(zhuàng)態下超聲波的傳播速(sù)度cf和流體軸向平均流(liú)速vm在超聲波傳播方向上的分量組成。如圖,順流和逆流傳播時間與各量之間的(de)關係是
可利用式(1-5)的兩個公式得出(chū)流體流速的表(biǎo)達式
也(yě)可以用(yòng)相似的方法獲得超聲波的傳播速度
將測得的多個聲道的流體流速vi,=1,2,……,k;利(lì)用數學的函數關係(xì)聯合起來,可得到管道平均流(liú)速的估計值,乘以過流麵積,即可得到體積流(liú)量,則:
超聲波流量計主要由流量計(jì)表體、超聲換能器及其安裝部件、信號處理單元和流量計算(suàn)機組成。對於現場接觸式和外夾式流量計,安裝換能器處的管道可(kě)做表體使用,接觸式流量計的換能(néng)器直接與被測流體(tǐ)接觸,外夾式流量計的(de)換能器緊密安(ān)裝在管道外壁。
3、兩種流量計(jì)有各自的優缺點:
(1)智能型(xíng)電磁汙水流量(liàng)計在汙水測量中的優點主要有以(yǐ)下(xià)幾個方麵:
(a)壓力損(sǔn)失小相(xiàng)對較小。智能型電磁汙水(shuǐ)流量計的傳感器結構簡單(dān),測量管內沒有可動(dòng)部件,也沒有任何阻礙流體流動的節流部件,當流體通過流量計時(shí)不會引起任何附(fù)加的壓力損失,流量計(jì)的阻力僅是同一長度管道的(de)沿程阻力,是流量計中運行(háng)能耗*低的流量儀表之一。
(b)可以測量髒汙介質及懸(xuán)濁性液固兩相流的流量。智能(néng)型電磁汙水(shuǐ)流量計的測(cè)量(liàng)通道是一段無阻流檢測件的(de)光滑直管,不易阻塞(sāi)含有固體顆粒或(huò)纖維的液固二相流體。
(c)智能(néng)型電(diàn)磁汙(wū)水(shuǐ)流量計(jì)所測得(dé)的體(tǐ)積(jī)流量,實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變(biàn)化的影響(xiǎng)。缺點主要是不能測量含(hán)有大量氣體的液體。
(2)超聲流量計在汙水測量中的優點(diǎn)主要有以下幾(jǐ)個方麵:
(a)可做非接觸式測量。
(b)和智能型電磁(cí)汙水流量計一般為無流動阻撓測量,沒有壓力損失(shī)。
(c)可測量非導電性液體,對無阻撓測量的智能型電磁汙水流量計是一種補充。時間法超聲流(liú)量(liàng)計隻能用於(yú)清潔液體,一般在汙水廠(chǎng)中主(zhǔ)要用於出水管道流量的測量。考慮到汙水測量過(guò)程中(zhōng)管道中雜質、氣泡對智能型電(diàn)磁汙水流量計的影響,以及超聲(shēng)流量計在日常維護與保養得重要性,一種專用於汙水測量的流量計,將是流量工作者(zhě)今後努力研究的方向。

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